چگونه کاهش مصرف سوخت با شارژرهای BESS EV هزینه‌ها را کاهش می‌دهد

پاسخ سریع

کاهش مصرف برق با شارژر BESS EV با محدود کردن بالاترین میزان مصرف برق ۱۵ دقیقه‌ای که یک سایت از شبکه برق دریافت می‌کند، هزینه‌های برق را کاهش می‌دهد، زیرا تعرفه‌های تجاری و صنعتی هزینه‌های دیماند - معمولاً ۸ تا ۲۵ دلار به ازای هر کیلووات در ماه - را بر اساس آن پیک محاسبه می‌کنند. یک سایت شارژ سریع با ۴۸۰ کیلووات شارژر می‌تواند به راحتی یک پیک ماهانه ۴۰۰ کیلوواتی را ثبت کند که هزینه آن ۳۲۰۰ تا ۱۰۰۰۰ دلار در ماه یا ۳۸۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰ دلار در سال فقط هزینه دیماند است. یک سیستم ذخیره‌سازی باتری که آن پیک را به ۲۰۰ کیلووات کاهش می‌دهد، هزینه دیماند را نصف می‌کند و همراه با آربیتراژ زمان استفاده، صرفه‌جویی مستند ۳۰ تا ۶۰ درصدی در صورتحساب برق برای اپراتورهای شارژ ارائه می‌دهد. دوره‌های بازگشت سرمایه برای کاهش مصرف برق با قابلیت BESS در سایت‌های شارژ تجاری معمولاً در محدوده ۳ تا ۶ سال قرار می‌گیرد و باتری قبل از اینکه حتی یک سرویس شبکه واحد ارائه دهد، از طریق کاهش هزینه‌های دیماند، هزینه خود را جبران می‌کند.

نکات کلیدی

• هزینه‌های تقاضا، نه حجم انرژی، بزرگترین جزء هزینه قابل کنترل در سایت‌های شارژ تجاری خودروهای برقی هستند که به 30 تا 70 درصد کل قبوض برق می‌رسند.
• اصلاح صورت در زمان اوج مصرف BESS، تقاضای اصلاح در بازه زمانی ۱۵ دقیقه‌ای را محدود می‌کند و جریمه ثابت ماهانه را به هزینه‌ای قابل پیش‌بینی و پایین‌تر تبدیل می‌کند.
• کنترل‌های پیش‌بینی‌کننده EMS (پیش‌بینی زمان رسیدن، زمان‌بندی شارژر، SOC باتری) ظرفیت باتری مورد نیاز را در مقایسه با قوانین استاتیک، ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش می‌دهند.
• صرفه‌جویی‌های حاصل از: کاهش هزینه تقاضا + آربیتراژ TOU + جلوگیری از ارتقاء ترانسفورماتور + درآمد حاصل از خدمات شبکه.
• دوره بازگشت سرمایه تجاری معمول ۳ تا ۶ سال است؛ سایت‌های واقع در مناطق با تعرفه تقاضای بالا (کالیفرنیا، آلمان، استرالیا) می‌توانند شاهد بازگشت سرمایه زیر ۳ سال باشند.

چرا قبض‌های برق افزایش یافته است: هزینه‌های دیماند توضیح داده شده است

هر مدیر تأسیساتی این عبارت را دیده است: «هزینه تقاضا» یا «هزینه ظرفیت»، که اغلب بزرگتر از خود هزینه انرژی است. این عبارت به این دلیل وجود دارد که شرکت‌های برق باید ترانسفورماتور، فیدر و ظرفیت تولید کافی را برای تأمین برق هر مشتری در بدترین ۱۵ دقیقه ماه ایجاد و نگهداری کنند - و آنها این ظرفیت را جدا از انرژی مصرفی قیمت‌گذاری می‌کنند.

سازوکار این کار ساده است. یک کنتور، بالاترین میانگین مصرف کیلووات را در هر بازه ۱۵ دقیقه‌ای در طول ماه صورتحساب ثبت می‌کند. شرکت برق، این اوج مصرف را در نرخ تعرفه - که معمولاً ۸ تا ۲۵ دلار به ازای هر کیلووات در ماه در آمریکای شمالی و اروپا و در شبکه‌های شلوغ بالاتر است - ضرب می‌کند و آن را به صورتحساب اضافه می‌کند. نکته مهم این است که یک افزایش ۱۵ دقیقه‌ای (شارژ همزمان سه اتوبوس، سرمای ناگهانی، شلوغی افتتاحیه) مبنای تقاضا را برای کل ماه تعیین می‌کند، صرف نظر از اینکه بار در بقیه مواقع چقدر کم است.

برای اپراتورهای شارژ خودروهای برقی، میزان مواجهه ساختاری است. شارژرهای سریع عمداً پرقدرت هستند - یک شارژر ۲۴۰ کیلوواتی با خروجی کامل، ۲۴۰ کیلووات تقاضا در هر جایگاه ثبت می‌کند. یک سایت با چهار شارژر و سه جلسه همزمان می‌تواند اوج مصرف ماهانه ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلووات را در یک بازه زمانی واحد تعیین کند. میزان مواجهه با تعرفه نماینده:

این ارقام توضیح می‌دهند که چرا ذخیره‌سازی دیگر برای اپراتورهای جدیِ دریافت هزینه اختیاری نیست: هزینه تقاضا، مالیات ثابتی بر رفتار در اوج مصرف است و تنها دو راه برای کاهش آن، ثابت نگه داشتن اوج مصرف (ذخیره‌سازی) یا تغییر جلسات (زمان‌بندی) است.

مکانیسم اصلاح با حداکثر سرعت با BESS

یک BESS با جذب اختلاف بین تقاضای لحظه‌ای سایت و یک هدف تقاضای تعیین‌شده، پیک‌ها را اصلاح می‌کند. هنگامی که بار شارژر به سمت سقف مجاز افزایش می‌یابد، باتری برای پوشش مازاد دشارژ می‌شود؛ هنگامی که بار کم است، باتری با نرخ ثابت و پایین از شبکه شارژ می‌شود. بنابراین، ورودی شبکه سایت هرگز از سقف مجاز تجاوز نمی‌کند و پیک ماهانه اندازه‌گیری شده در سطح یا پایین‌تر از هدف قرار می‌گیرد.

جزئیات پیاده‌سازی در اینجا بیش از شیمی باتری اهمیت دارد. سیستم مدیریت انرژی (EMS) باید در یک حلقه کنترلی کمتر از یک ثانیه عمل کند، زیرا یک جلسه شارژ می‌تواند در عرض چند ثانیه از ۵۰ کیلووات به ۲۵۰ کیلووات برسد، زمانی که یک وسیله نقلیه یک جلسه را شروع می‌کند یا چرخه پیش‌شرط‌بندی باتری درگیر می‌شود. عملکردهای کنترل کلیدی:

1. اندازه‌گیری واردات در لحظهبا وضوح ۱ ثانیه‌ای، که منعکس‌کننده‌ی پنجره‌ی یکپارچه‌سازی ۱۵ دقیقه‌ایِ این ابزار است. ۲.اجرای سقف تقاضا— کنترلر، ورودی شبکه را زیر سقف نگه می‌دارد و در صورت نیاز، فضای ذخیره‌سازی را تخلیه می‌کند. ۳.مدیریت ذخیره SOC— باتری هرگز نباید قبل از بسته شدن پنجره تعرفه، خود را خالی کند؛ سیستم مدیریت انرژی (EMS) از ذخیره برای فواصل پرخطر (اوج مصرف عصر، صبح‌های سرد) محافظت می‌کند.کاهش بار شارژر به عنوان آخرین راه حل- اگر SOC باتری به زمین بخورد، کنترلر به جای عبور از سقف مجاز، شارژرهای با اولویت پایین‌تر را قطع می‌کند.

کنترل استاتیک در مقابل کنترل پیش‌بین

سیستم‌های اولیه اصلاح پیک از آستانه‌های استاتیک استفاده می‌کردند: تخلیه بالای ۲۵۰ کیلووات، شارژ مجدد زیر ۱۵۰ کیلووات. کنترل پیش‌بین با پیش‌بینی موارد زیر، این مورد را بهبود می‌بخشد:

• الگوهای وروداز رزرو شارژر و داده‌های مربوط به جلسات گذشته.
• بار ناشی از آب و هوا(سیستم تهویه مطبوع، پیش تهویه مطبوع، تأثیر برد در هوای سرد).
• رویدادهای تعرفه‌ای- این سیستم، دشارژ باتری را دقیقاً در بازه اوج مصرف برق برنامه‌ریزی می‌کند و در کمترین بازه زمانی، آن را شارژ مجدد می‌کند.

داده‌های میدانی از سایت‌های شارژ تجاری نشان می‌دهد که کنترل پیش‌بین، ظرفیت باتری مورد نیاز را برای همان عملکرد اصلاح اوج مصرف، ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش می‌دهد، که مستقیماً هزینه‌های ذخیره‌سازی را در حالت تجاری کاهش می‌دهد.

یک مثال عملی از پس‌انداز

یک ایستگاه شارژ بزرگراهی با ۶ جایگاه شارژ ۱۲۰ کیلوواتی را در منطقه‌ای با هزینه دیماند ۲۰ دلار به ازای هر کیلووات در ماه در نظر بگیرید:

صرفه‌جویی سالانه تقریباً ۵۵۰۰۰ تا ۶۰۰۰۰ دلار قبل از درآمد خدمات شبکه است. اگر ۵۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ دلار در سال از تنظیم فرکانس یا بازارهای ظرفیت در صورت وجود اضافه شود، پنجره بازگشت سرمایه به محدوده ۳ تا ۴ سال فشرده می‌شود. همچنین به اثر مرتبه دوم توجه کنید: با محدود شدن پیک به ۲۲۰ کیلووات، همان اتصال شبکه می‌تواند میزبان شارژرهای بیشتر یا واحدهای توان بالاتر باشد - مقدار تعویق ظرفیت که در [راهنمای ما برای حل محدودیت‌های ظرفیت شبکه با BESS] (https://www.midapower.com/) مورد بحث قرار گرفته است.

چرا میزان صرفه‌جویی در هر سایت متفاوت است؟

سایت‌های با صرفه‌جویی بالا، یک ویژگی مشترک دارند: تقاضای شارژ متمرکز و انفجاری، تعرفه‌های بالا و رویدادهای اوج مصرف که به اندازه کافی برای پیش‌بینی توسط EMS قابل پیش‌بینی هستند. سایت‌هایی با بار ثابت و مداوم، سود کمتری می‌برند - ذخیره‌سازی در آنجا توسط سایر جریان‌های ارزش (پشتیبان‌گیری، ادغام خورشیدی) توجیه می‌شود، نه صرفاً اصلاح اوج مصرف.

هزینه‌های فراتر از تقاضا: مجموعه کامل پس‌انداز

کاهش مصرف برق، جریان ارزش اصلی است، اما همین باتری به طور موازی درآمد کسب می‌کند:

• آربیتراژ TOU.شارژ باتری با قیمت ۰.۰۶ دلار بر کیلووات ساعت در طول شب و دشارژ آن با قیمت ۰.۱۸ دلار بر کیلووات ساعت در ساعات اوج مصرف، باعث می‌شود که اختلاف هزینه به ازای هر کیلووات ساعت شارژ شده، ۰.۱۲ دلار بر کیلووات ساعت باشد که در یک سیستم ۳۰۰ کیلووات ساعتی که روزانه شارژ می‌شود، ارزشی معادل ۱۰۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰ دلار در سال دارد.
• تعویق ترانسفورماتور.همانطور که در [تحلیل شارژ BESS ما] (https://www.midapower.com/) به تفصیل شرح داده شده است، محدود کردن اوج مصرف می‌تواند هزینه ارتقاء ترانسفورماتور با هزینه بیش از ۱۰۰۰۰۰ دلار را حذف کند.
• خدمات شبکه.قراردادهای تنظیم فرکانس و اصلاح پیک، هزینه ظرفیتی را پرداخت می‌کنند که از قبل توسط همان کنترل‌کننده نصب و ارسال شده است.
• تاب‌آوری.عملیات پشتیبان‌گیری در طول قطعی برق، از خرابی جلوگیری کرده و به حفاظت از درآمد ناوگان‌ها و شبکه‌های عمومی تبدیل می‌کند.

نتیجه، باتری‌ای است که ۱۰۰٪ آن ابتدا به کاهش هزینه و سپس به ایجاد درآمد اختصاص داده شده است - درست برعکس مدل قدیمی که در آن ذخیره‌سازی به صورت سوداگرانه برای بازارهای شبکه آینده خریداری می‌شد.

چک لیست استقرار برای پروژه‌های اصلاح در اوج مصرف

• داده‌های کنتورهای فاصله‌ای را به مدت ۱۲ ماه حسابرسی کنید.قبل از اندازه‌گیری هر چیزی، اوج ماهانه واقعی، زمان‌بندی و فراوانی آن را محاسبه کنید.
• باتری را در رویداد اوج صدک ۹۵ اندازه گیری کنید، بدترین ساعت مطلق سال نیست، مگر اینکه ضمانت‌های آپتایم خلاف آن را ایجاب کند.
• محاسبه تعرفه را با صورتحساب آب و برق بررسی کنیداز جمله ضرایب تغییر (برخی تعرفه‌ها، اوج قیمت سال گذشته را به مدت ۱۲ ماه جریمه می‌کنند) و بازه‌های زمانی تقاضای استفاده.
• یک حلقه EMS زیر ثانیه مشخص کنیدبا ادغام OCPP 2.0.1 برای هماهنگ کردن زمان‌بندی شارژر با ارسال باتری.
• مدل‌سازی بازگشت سرمایه با تعرفه‌های فعلی و پیش‌بینی‌شده.نرخ‌های کارمزد تقاضا در اکثر بازارهای تحت نظارت در حال افزایش است؛ افزایش ۲۰ درصدی نرخ، تقریباً یک سال از زمان بازگشت سرمایه را کاهش می‌دهد.
• حافظه LFP با خنک‌کننده مایع را انتخاب کنیدبرای طول عمر چرخه در وظیفه دوچرخه‌سواری روزانه - اوج اصلاح در سایت‌های شارژ به معنای یک چرخه کامل در روز و در تمام طول سال است.

نتیجه‌گیری

کاهش اوج مصرف با شارژر BESS EV بالاترین سرمایه‌گذاری انرژی با بازگشت سرمایه (ROI) است که اکثر اپراتورهای شارژ تجاری می‌توانند در سال ۲۰۲۶ انجام دهند. این روش به بزرگترین ردیف قابل کنترل در صورتحساب حمله می‌کند، نیازی به تغییر در رفتار راننده ندارد و در عرض ۳ تا ۶ سال بازگشت سرمایه دارد و در عین حال امکان تأیید سریع‌تر پروژه را در شبکه‌های محدود فراهم می‌کند. اقتصاد در جایی که تعرفه‌ها تند و جلسات شارژ انفجاری هستند، قوی‌تر است - که دقیقاً ویژگی اکثر سایت‌های شارژ سریع بزرگراهی، ایستگاهی و شهری است. با داده‌های فاصله‌ای، اندازه برای اوج مصرف واقع‌بینانه شروع کنید و بگذارید کنترل پیش‌بینی‌کننده بقیه کار را انجام دهد. برای یک مدل صرفه‌جویی خاص سایت و تعیین اندازه باتری، [با تیم مهندسی شارژ BESS شرکت MIDA Power مشورت کنید] (https://www.midapower.com/) - همان چارچوب تحلیلی از میادین تک سایتی تا ناوگان سراسری اعمال می‌شود.

سوالات متداول

۱. اصلاح پیک مصرف با شارژر BESS EV چیست؟اصلاح اوج مصرف از یک باتری برای محدود کردن بالاترین میزان واردات شبکه برق سایت در فواصل پرداخت قبوض آب و برق، تخلیه انرژی ذخیره شده در هنگام افزایش تقاضا و شارژ مجدد در دوره‌های کم‌باری استفاده می‌کند که مستقیماً هزینه‌های تقاضا را کاهش می‌دهد.

۲. اصلاح مصرف برق در ساعات اوج مصرف چقدر می‌تواند در قبض برق ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی صرفه‌جویی کند؟سایت‌های تجاری معمولاً 30 تا 60 درصد از کل صورتحساب برق را صرفه‌جویی می‌کنند؛ کاهش هزینه‌های تقاضا به تنهایی اغلب در سایت‌های پرمصرف 400 کیلووات به بالا در مناطق با تعرفه‌های بالا، بیش از 50،000 دلار در سال است.

۳. هزینه مطالبه چیست؟هزینه دیماند (درخواست) یک جزء تعرفه‌ای است که بر اساس بالاترین میانگین مصرف برق در هر بازه ۱۵ دقیقه‌ای در طول ماه صورتحساب، به ازای هر کیلووات - معمولاً ۸ تا ۲۵ دلار به ازای هر کیلووات در ماه برای مشتریان تجاری - قیمت‌گذاری می‌شود.

۴. برای اصلاح در اوج مصرف به چه باتری با ظرفیت بالا نیاز دارم؟برای یک سایت شارژ معمولی ۴۰۰ تا ۶۰۰ کیلووات، ۲۰۰ تا ۴۰۰ کیلووات ساعت نقطه شروع رایجی است؛ کنترل پیش‌بین می‌تواند اندازه مورد نیاز را در مقایسه با کنترل مبتنی بر قانون استاتیک، ۱۵ تا ۳۰ درصد کاهش دهد.

۵. دوره بازگشت سرمایه برای یک BESS در یک سایت شارژ خودروهای برقی چقدر است؟برای اقتصادهای مبتنی بر اصلاح مصرف در ساعات اوج مصرف، معمولاً ۳ تا ۶ سال زمان لازم است؛ در مواردی که تعرفه‌های تقاضا از ۱۸ دلار به ازای هر کیلووات در ماه بیشتر شود و تعداد دفعات مصرف در ساعات اوج مصرف متمرکز باشد، بازگشت سرمایه زیر ۳ سال قابل دستیابی است.

۶. آیا اصلاح در ساعات اوج مصرف، تعداد خودروهایی را که می‌توانم شارژ کنم، کاهش می‌دهد؟خیر. باتری اوج مصرف را پوشش می‌دهد، بنابراین شارژرها در طول جلسات با تمام توان کار می‌کنند؛ EMS تنها در صورت رسیدن SOC باتری به حد نهایی خود در یک رویداد شدید، به عنوان آخرین راه حل، بار را کاهش می‌دهد.

۷. آیا یک BESS می‌تواند همزمان اصلاح اوج مصرف و برق پشتیبان را انجام دهد؟بله. اصلاح پیک مصرف یک عملکرد روزانه است؛ عملکرد جزیره‌ای/پشتیبانی یک حالت اضطراری است. کنترلر ظرفیت را ذخیره می‌کند و در صورت خرابی شبکه، ظرف چند ثانیه حالت‌ها را تغییر می‌دهد.