Максімізацыя рэнтабельнасці інвестыцый: зніжэнне агульнай кошту ўласнасці з дапамогай інфраструктуры BESS

Хуткі адказ

Акумулятарныя акумулятары энергіі (BESS) паляпшаюць прыбытковасць інвестыцый у хутказарадныя станцыі пастаяннага току, кантралюючы тры найбуйнейшыя фактары выдаткаў на агульны кошт валодання (TCO): плату за попыт, закупку энергіі і плату за падключэнне да сеткі. Для тыповага хутказараднага цэнтра магутнасцю 480 кВт толькі плата за попыт можа складаць 30–70% штомесячнага рахунку за электраэнергію; правільна падабраная BESS ліквідуе гэтыя пікі, пераносіць закупкі энергіі на гадзіны па-за пікам і дазваляе аб'екту адкласці або паменшыць мадэрнізацыю трансфарматараў, якая звычайна каштуе 50 000–200 000 долараў ЗША. У выніку тэрміны акупнасці зараднай інфраструктуры, абсталяванай BESS, звычайна складаюць 4–7 гадоў у параўнанні з 8–12 гадамі для сеткавых будынкаў, да ўліку пераваг устойлівасці і бесперабойнай працы. Такім чынам, максімізацыя прыбытковасці інвестыцый пачынаецца на этапе праектавання: памеры акумулятара адпавядаюць фактычнай крывой нагрузкі, а не ўсталяванай магутнасці зараднай прылады.

Асноўныя высновы

• Плата за попыт, а не аб'ём энергіі, дамінуюць у эксплуатацыйных выдатках хуткай зарадкі пастаянным токам — зніжэнне пікавых значэнняў BESS з'яўляецца найбольш важным рычагом скарачэння агульнай кошту валодання.
• Падключэнне да сеткі і мадэрнізацыя трансфарматараў часта з'яўляюцца найбуйнейшымі асобнымі капітальнымі выдаткамі; BESS скарачае або адкладае іх.
• Энергетычны арбітраж і спажыванне сонечнай энергіі дадаюць другі ўзровень даходу/выдаткаў акрамя скарачэння пікавай нагрузкі.
• Рашэнні па эксплуатацыйных выдатках — кіраванне цеплавым рэжымам, дэградацыя батарэй, кіраванне OCPP і кантракты на тэхнічнае абслугоўванне — ціха вызначаюць 10-гадовы агульны кошт уласнага капіталу.
• Мадэлі рэнтабельнасці інвестыцый павінны параўноўваць аб'ект з яго базавым узроўнем, які тычыцца толькі электрасеткі, і вымяраць акупнасць паступовых капітальных выдаткаў, а не па ўсім праекце.

Структура выдаткаў, якую большасць аператараў разумеюць няправільна

Станцыя хуткай зарадкі пастаянным токам магутнасцю 480 кВт рэдка спажыве 480 кВт. Нагрузка аўтапарка і грамадскіх зарадных станцый рэзка вагаецца: вузел аўтамагістралі можа ў сярэднім выкарыстоўваць яго на 30-40%, але спажываць поўную магутнасць на працягу 15-30 хвілін, калі адначасова зараджаецца шэсць транспартных сродкаў. Камунальныя службы выстаўляюць рахунак за пікавы, а не сярэдні паказчык, праз плату за попыт — звычайна 5-20 долараў ЗША за кВт у месяц звыш аб'ёмных тарыфаў на энергію. Пік попыту на 480 кВт, які можна было б зраўняць да 240 кВт, каштуе аператару 1400-5800 долараў ЗША ў месяц у выглядзе плацяжоў, якіх можна пазбегнуць, што складае 17 000-70 000 долараў ЗША ў год за адзін лічыльнік.

Вось чаму эканоміка зарадкі толькі ад сеткі разбураецца ў маштабах: як толькі вы ўсталёўваеце некалькі магутных зарадных прылад, крывая попыту на зарадку становіцца больш крутой, чым расце даход. Акумулятарныя акумулятары парушаюць гэтую крывую. BESS зараджаецца на працягу ночы па тарыфах па-за пікам нагрузкі, а затым разраджаецца падчас пікавага перыяду на сайце, абмяжоўваючы вымераны попыт на ўзгодненым узроўні. Матэматыка дэтэрміністычная — яна не залежыць ад валацільных цэн на энерганосьбіты або дзяржаўных субсідый — што робіць яе асновай любой надзейнай мадэлі сукупнай уласнасці на здзелку.

Анатомія TCO: куды ідуць грошы за 10 гадоў

Сумарны кошт уласнай велічыні для зараднай станцыі падзяляецца на чатыры катэгорыі. Аператары звычайна аптымізуюць найменшую катэгорыю (цану абсталявання), ігнаруючы тры дамінуючыя.

Адкрыццё нязручнае, але вызваляе: абсталяванне зараднай прылады не з'яўляецца дамінуючай крыніцай выдаткаў. Аператар пляцоўкі, які дамаўляецца аб зніжцы на 10% ад цаны зараднай прылады, эканоміць менш, чым той, хто зніжае плату за спажыванне на 40%. Інфраструктура BESS — адзіны кампанент, які адначасова сціскае выдаткі на энергію, сетку і эксплуатацыйныя выдаткі.

Колькі каштуюць атакі BESS: тры механізмы

1. Зніжэнне попыту і платы (якар)

Сістэма кіравання электраэнергіяй пастаянна прагназуе нагрузку на аб'ект і разраджае акумулятар падчас прагназуемых пікаў, утрымліваючы вымераныя кВт ніжэй за дамоўлены ліміт. Эфект пагаршаецца тым, што кожны зніжаны кВт таксама зніжае каэфіцыент попыту на выстаўленне рахункаў камунальнай службы, які выкарыстоўваецца для разліку платы за перадачу і размеркаванне ў многіх тарыфах.

2. Энергетычны арбітраж і спажыванне сонечнай энергіі

Тая ж батарэя, якая памяншае пікавыя зарады, калі энергія самая танная — начныя тарыфы або паўдзённы сонечны лішак, калі на аб'екце ёсць фотаэлектрычныя ўстаноўкі на даху або навесе. Кожны кВтг, які пераводзіцца з пікавай на пазапікавую цану, улічвае тарыфны спрэд, звычайна 0,05–0,20 долараў ЗША/кВтг. Пры больш чым 300 цыклах у год на батарэі ёмістасцю 625 кВтг толькі арбітражны ўзровень можа прынесці ад 9 000 да 37 000 долараў ЗША штогод у залежнасці ад рынку.

3. Адтэрміноўка мадэрнізацыі сеткі

У даследаваннях падключэння да камунальных паслуг для новых магутнасных аб'ектаў часта гаворыцца пра мадэрнізацыю трансфарматараў у памеры 50 000–200 000 долараў ЗША з тэрмінам выканання 12–18 месяцаў. Сістэма падключэння да электрасеткі (BESS), якая гарантуе, што аб'ект ніколі не будзе спажываць з сеткі больш за, скажам, 300 кВт, пераўтварае падключэнне магутнасцю 1000 кВА ў падключэнне магутнасцю 400 кВА, часта цалкам выключаючы мадэрнізацыю і скарачаючы тэрміны праекта больш чым на год. Гэта скарачэнне агульных выдаткаў на ўтрыманне капіталу з боку капітальных выдаткаў, і гэта часта з'яўляецца вырашальным фактарам для старых аб'ектаў з абмежаванымі лініямі электраперадач.

Сцэнар рэнтабельнасці інвестыцый: хаб магутнасцю 480 кВт з BESS магутнасцю 625 кВтг

Разгледзім канкрэтнае параўнанне. Пункт А — гэта аўтамагістральны вузел магутнасцю 480 кВт, падключаны выключна да сеткі (чатыры зарадныя прылады магутнасцю 120 кВт). Пункт Б — гэта такі ж вузел плюс інтэграваная зарадная станцыя BESS магутнасцю 625 кВтг з падключэннем да сеткі магутнасцю 300 кВт. Абедзве абслугоўваюць аднолькавы трафік: 150 сеансаў у дзень, сярэдняя колькасць сеансаў — 30 кВтг.

Лічбы паказальныя, але яны ўстойлівыя да кірункаў у розных тарыфных структурах ЗША і ЕС: пляцоўка BESS скарачае штогадовыя эксплуатацыйныя выдаткі, звязаныя з энергаспажываннем, прыкладна на 20-30%, дазваляе пазбегнуць пяцізначных выдаткаў на падключэнне і акупіць дадатковыя капітальныя выдаткі прыкладна за 4-6 гадоў. Усё, што ідзе далей, з'яўляецца маржынальным, а хаб таксама ўстойлівы да адключэнняў, што абараняе даходы падчас падзей у сетцы, якія могуць спыніць працу канкурэнта, які працуе толькі ў сетцы.

Эксплуатацыйныя выдаткі, якія ціха знішчаюць прыбытак ад інвестыцый

Кошт пакупкі — гэта прынада, а эксплуатацыйныя выдаткі — пастка. Пяць аперацыйных рашэнняў вызначаюць, ці дасягне пляцоўка BESS сваёй мадэляванай акупнасці:

1. Тэрмаўпарадкаванне.Літыевыя акумулятары зніжаюць сваю магутнасць пры тэмпературы вышэй за 35°C і ніжэй за 0°C. Сістэмы з вадкасным астуджэннем падтрымліваюць намінальную магутнасць пры тэмпературы навакольнага асяроддзя 50°C; сістэмы з паветраным астуджэннем губляюць 10–25% прапускной здольнасці ў летнія пікі — менавіта тады, калі попыт найбольшы. Укажыце [сілавыя модулі з вадкасным астуджэннем](https://www.midapower.com/liquid-cooled-power-module/) і кіраванне тэмпературай акумулятара, якія адпавядаюць вашаму клімату. 2.Дысцыпліна цыклічнай зарадкі акумулятара.Кожны поўны эквівалентны цыкл спажывае невялікі кавалак часу працы акумулятара. СУС павінна абмяжоўваць глыбіню разраду да ўзроўню, які прадугледжвае фінансавая мадэль (звычайна 80–90% DOD, больш за 6000 цыклаў). Дысцыпліна ахоўнай паласы — гэта бясплатныя грошы. 3.Плата за праграмнае забеспячэнне і кіраванне.Платформы кіравання, якія адпавядаюць OCPP, спаганяюць плату за кожную зарадную прыладу ў месяц. Выбірайце платформы, якія аб'ядноўваюць BESS, зарадныя прылады і вымярэнне ў адной панэлі — фрагментацыя платформы незаўважна дадае 100–500 долараў ЗША за порт у год.Прафілактычнае абслугоўванне супраць паломнага абслугоўвання.Вадкасныя астуджальныя контуры, кантактары і рэле абароны патрабуюць планавага абслугоўвання. Адзін незапланаваны адключэнне на хабе магутнасцю 480 кВт можа каштаваць даражэй, чым гадавы кантракт на тэхнічнае абслугоўванне, з-за страты даходу ад сеансу і штрафаў за камунальныя паслугі.Выраўноўванне гарантыі.Гарантыя на акумулятар пазначана ў цыклах або гадах, у залежнасці ад таго, што наступіць раней. Супастаўце гарантыйны тэрмін з бюджэтам цыклаў арбітражу/скарачэння пікавай нагрузкі, інакш гарантыйны тэрмін акумулятара скончыцца на гады раней, чым зарадная прылада.

Выбар закупак і дызайну, які абараняе прыбытковасць інвестыцый

Рашэнні, якія максімізуюць прыбытак ад інвестыцый, прымаюцца да замовы на куплю, а не пасля:

• Памер назапашвальніка падбірайце ў адпаведнасці з крывой нагрузкі, а не з таблічкай з дадзенымі зараднай прылады.Мадэлюйце рэальны профіль попыту на аб'екце на працягу 12 месяцаў працы. Акумулятар магутнасцю 625 кВт·г можа згладзіць пікі нагрузкі цэнтра магутнасцю 480 кВт; агрэгат магутнасцю 261 кВт·г падыходзіць для аб'екта магутнасцю 120–200 кВт. Занадта вялікі памер марнуе капітальныя выдаткі; недастаткова вялікі памер пакідае праблемы з выдаткамі на попыт.
• Аддавайце перавагу інтэграваным сістэмам.[Інтэграваная зарадная прылада BESS](https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/) — акумулятар, сістэма кіравання электраэнергіяй, пераўтварэнне энергіі і зарадныя прылады пастаяннага току ў адной архітэктуры — зніжае рызыкі, звязаныя з праектаваннем, уводам у эксплуатацыю і інтэграцыяй, у параўнанні з аб'яднаннем кампанентаў ад чатырох пастаўшчыкоў. Менш інтэрфейсаў азначае менш кропак збою і аднаго ўладальніка гарантыі.
• Убудоўваць модульнасць.[Кантэйнерныя і шафавыя сістэмы BESS](https://www.midapower.com/bess-charger-container/) дазваляюць пашыраць магутнасці па меры росту трафіку, абараняючы як ад празмернага будаўніцтва сёння, так і ад затрымкі актываў заўтра.
• Спачатку мадэлюйце падключэнне да сеткі.Запытайце даследаванне ўзаемадзеяння камунальных службаў, перш чым канчаткова вызначыць колькасць зарадных прылад. Розніца паміж «мадэрнізацыя не патрэбна» і «мадэрнізацыя на 1000 кВА» можа перавысіць увесь бюджэт BESS.
• Праверце адпаведнасць патрабаванням электрасеткі.Сертыфікацыя інвертара (CE, UL або мясцовыя кодэксы электрасеткі) і абарона ад ізаляцыі вызначаюць, ці можа аб'ект легальна працаваць і экспартаваць энергію. Неадпаведнае абсталяванне можа затрымліваць увод у эксплуатацыю на месяцы.

Часта задаваныя пытанні

1. Які тыповы тэрмін акупнасці BESS на зараднай станцыі?Для аб'ектаў са значным попытам (8+ долараў ЗША/кВт-месяц) дадатковыя капітальныя выдаткі на BESS звычайна акупляюцца за 4–7 гадоў за кошт скарачэння пікавых нагрузак, арбітражу і эканоміі на плаце за сетку. Аб'ектам з фіксаванымі тарыфамі або адсутнасцю платы за попыт неабходны энергетычны арбітраж або паказчык устойлівасці, каб апраўдаць захоўванне энергіі.

2. Наколькі BESS можа знізіць плату за попыт?Правільна падабраная сістэма звычайна зніжае пікавую нагрузку па вымярэнні на 30–60%, што непасрэдна прыводзіць да эканоміі на спажывецкай нагрузцы. Зніжэнне залежыць ад суадносін магутнасці акумулятара да пікавай нагрузкі і акна разрадкі аб'екта.

3. Ці памяншае BESS неабходны памер падключэння да сеткі?Так. Захоўванне дадзеных дазваляе аб'екту атрымаць абмежаваны, больш роўны профіль электрасеткі. Многія аператары скарачаюць магутнасць падключэнняў з 1000 кВА да 400–500 кВА, што дазваляе пазбегнуць мадэрнізацыі трансфарматараў коштам 50 000–200 000 долараў ЗША і скараціць тэрміны рэалізацыі праектаў.

4. Якая доля ад агульнай кошту валодання электраэнергіяй прыпадае на плату за попыт?Для станцый хуткай зарадкі пастаянным токам попыт і плата за сетку звычайна складаюць 30–70% ад штомесячнага рахунку за электраэнергію і 40–60% ад 10-гадовай агульнай кошту валодання ў спалучэнні з выдаткамі на энергію. Гэта самая вялікая катэгорыі выдаткаў, якую можна вырашыць.

5. Як дэградацыя батарэі ўплывае на мадэль рэнтабельнасці інвестыцый?Дэградацыя вызначае, колькі цыклаў вытрымае акумулятар на працягу свайго тэрміну службы. Фінансавыя мадэлі павінны меркаваць, што будзе 6000+ цыклаў пры глыбіні разраду 80-90% з вадкасным цеплавым кіраваннем; сістэмы з паветраным астуджэннем у гарачым клімаце могуць вытрымліваць на 20-30% менш карысных цыклаў, прапарцыйна павялічваючы тэрмін акупнасці.

6. Ці варта дадатковых выдаткаў на вадкаснае астуджэнне для BESS?У большасці камерцыйных кліматычных умоў — ​​так. Вадкаснае астуджэнне падтрымлівае намінальную прапускную здольнасць пры высокіх тэмпературах навакольнага асяроддзя, падаўжае тэрмін службы і памяншае колькасць паломак, звязаных з перагрэвам. Для аб'ектаў з летнімі пікамі тэмпературы вышэй за 30°C прырост прапускной здольнасці і даўгавечнасці звычайна перавышае прэмію за капітальныя выдаткі на працягу трох гадоў.

7. Ці можна дадаць інфраструктуру BESS да існуючай зараднай пляцоўкі?Так. Кантэйнерныя і шафавыя прылады BESS інтэгруюцца з існуючай інфраструктурай шын пераменнага або пастаяннага току, а платформы EMS, якія адпавядаюць стандарту OCPP, могуць быць усталяваны паверх старых зарадных прылад. Мадэрнізацыя з'яўляецца распаўсюджанай з'явай, калі прапускная здольнасць сеткі або плата за попыт абмяжоўваюць прыбытковасць існуючай пляцоўкі.