Решение за слънчева енергия + натрупване + зареждане на ЕПК

Защо комбинирането на слънчева енергия, натрупване и зареждане на ЕПК променя икономическите изчисления

Повечето търговски обекти разглеждат слънчевата енергия, акумулирането на енергия и зареждането на ЕПК като три отделни проекти. Този подход оставя печалба неизползвана. Когато слънчевият масив генерира повече енергия, отколкото обектът потребява, излишъкът често се изнася към мрежата по ниска тарифа за обратно внасяне. По-късно, когато през вечерта се нуждаят от зареждане, превозните средства получават енергия от мрежата по много по-висока търговска тарифа.

Съчетаването на трите компонента решава това несъответствие. Излишната слънчева енергия се насочва към батерийни системи за съхранение вместо да напуска обекта. Съхранената енергия след това зарежда електромобили след залез или по време на часовете на връхно търсене. Системата се превръща в малка електроенергийна компания, прехвърляйки евтината дневна електроенергия към ценни вечерни зареждания.

Решението „слънчева енергия + съхранение + зареждане на EV“ също намалява таксите за връхно търсене. Комерсиалните електрически сметки често включват компонент за връхно търсене, базиран на най-високото 15-минутно потребление през фактурния цикъл. Зареждането на няколко EV едновременно може да предизвика рязък скок в този показател. Батериите поглъщат този скок, изравняват кривата на натоварване и намаляват месечната сметка, без да се променя броят на зарежданите превозни средства.

Техническата архитектура зад надеждна система

Добре проектираната система изисква повече от панели, батерии и зарядни устройства, закрепени заедно. Преобразуването на енергията е първото техническо предизвикателство. Слънчевите панели произвеждат постоянен ток (DC). Батериите съхраняват постоянен ток (DC). Зарядните устройства за EV подават или променлив ток (AC), или постоянен ток (DC), в зависимост от нивото на зареждане. Всеки етап на преобразуване води до загуба на малък процент енергия.

Системите с директно свързване по постоянен ток (DC-coupled) намаляват тези загуби, като свързват слънчевите панели и батериите към един и същи DC шин преди инвертиране. Тази архитектура е логична, когато повечето слънчева енергия ще се съхранява първо и ще се използва по-късно. Системите със свързване по променлив ток (AC-coupled) са по-лесни за модернизация на съществуващи слънчеви инсталации, но добавят допълнителни етапи на преобразуване.

Системата за управление на енергията е в центъра. Тя следи производството от слънчеви панели, натоварването на сградата, степента на зареждане на батериите и заявките за зареждане в реално време. Добър контролер автоматично определя приоритетите на натоварванията. През слънчев следобед той насочва излишната слънчева енергия към батериите. През облачен сутрешен час на пик той смесва електроенергия от мрежата със запасена енергия, за да се избегне скок в търсенето. В таблицата по-долу са сравнени типичните конфигурации на системите.

Какво всъщност се случва на търговски обект

Разпределителен склад в централна Калифорния инсталира слънчева фотоволтаична система с мощност 200 kW и батерийно натрупване на енергия от 400 kWh, както и шест зарядни станции за електромобили (EV) от ниво 2. Преди модернизацията обектът плащаше месечна такса за максимално натоварване, която се увеличаваше всяка вечер, когато трима или повече служители свързваха своите превозни средства към зарядните устройства. Батериите бяха програмирани да разтоварват енергия по време на тези периоди на зареждане.

След дванадесет месеца обектът съобщи за намалено пиковото натоварване във всеки фактуриран цикъл. Батериите също осигуриха непрекъснато захранване на зарядните станции по време на два случая на прекъсване на електроснабдяването — нещо, което не беше част от първоначалния бизнес-план, но бързо стана най-обсъжданото предимство. Този опит показа, че устойчивостта и спестяванията по сметките не са взаимно изключващи се цели; те произлизат от едно и също проектно решение.

Ключовият урок не беше свързан с хардуера. Той беше свързан със стратегията за управление. Собственикът на обекта прекара повече време в настройването на графика за зареждане и разреждане, отколкото в избора на панели или батерии. Софтуерните настройки определяха дали системата спестява пари или просто премества момента, в който се похарчват.

Регулаторни и стимулиращи фактори, които формират бизнес случая

Местните правила на електрическите дружества често решават дали един проект е финансово оправдан. В някои региони се прилага нет-метъринг, при който експортът на слънчева енергия се компенсира по тарифата за крайния потребител. В други райони се прилагат тарифи според времето на деня, които правят електроенергията през вечерта скъпа. Стойността на батериите за съхранение силно зависи от тези тарифни структури.

Федералните и щатските стимули също влияят върху финансовите показатели. Данъчните кредити за инвестиции могат да намалят първоначалните разходи за слънчеви панели и съхранение, когато съхранението се зарежда предимно от слънчева енергия. Програмите на електрическите дружества в няколко щата предлагат допълнителни отстъпки за инфраструктурата за зареждане на EV. Тези програми често се променят, затова планирането на проекта трябва да включва актуален регулаторен преглед.

Пазарът на зареждане на електромобили в Северна Америка продължава да се разширява. Според Международната енергийна агенция броят на обществените зарядни инсталации се е увеличил значително през последните години, подтикван от електрифицирането на флота и търсенето на зареждане на работното място. Търговските обекти, които инсталират интегрирани системи сега, се подготвят за профил на натоварване, който ще расте само.

Честни ограничения, които не трябва да се пренебрегват

Система за слънчева енергия плюс натрупване на енергия плюс зареждане на EV не е подходяща за всеки обект. Засенчени покриви, слаби точки за свързване към мрежата или нисък брой превозни средства могат да направят изчисленията за възвръщаемост неизгодни. Срокът на живот на батериите също зависи от това колко интензивно системата използва клетките. Контролер, който реагира на всяка малка върхова консумация, ще износи батерията по-бързо от контролер, който я разрежда само по време на значими пикове.

Размерът има по-голямо значение от избора на компоненти. Твърде големият капацитет за съхранение увеличава разходите, без да осигурява допълнителни икономии. Твърде малкият капацитет не може да регулира таксата за пикова мощност. Проектирането трябва да започне с интервални данни от брояча на електроразпределителната компания, а не с каталог на хардуера.

Поддръжката също трябва да се планира още в началото. Батериите изискват термичен контрол, актуализации на фърмуерите и периодично балансиране на клетките. Зарядните устройства за електромобили изискват проверка на кабелите и конекторите. Слънчевите панели изискват почистване и проверка на инверторите. Система без план за поддръжка ще отклони своята първоначална производителност само за няколко години.

Защо конструкционната поддръжка и инфраструктурата на обекта все още имат значение

Интегрираната енергийна инфраструктура функционира само когато физическото монтиране, конструкционните опори и корпусите са изградени за дълготрайност. Фотоволтаичните масиви се монтират върху стоманени рамки, изложени на вятър, сняг и термични цикли. Корпусите на батериите изискват здрави основи и защитни бариери. Зарядните станции за електромобили изискват устойчиви монтажни площадки и управление на кабелите, което издържа ежедневната употреба.

Много проекти се забавят поради структурни компоненти, които са определени прекалено късно. Променя се разположението на зарядното устройство и изведнъж маршрутизацията на кабелните канали вече не съответства на плана за монтиране. След изследване на почвата се установява слаба носимост и батерийната платформа изисква подсилване. Тези проблеми не са привлекателни, но те определят дали един проект ще се изпълни в срок.

Kinpower доставя стоманени конструкции и поддържащи системи, използвани в соларни монтажни решения, периметрална защита и свързани инфраструктурни проекти. Производствената операция, базирана в Хебей, обслужва клиенти от енергийния и строителния сектор с познаване на изискванията за монтаж на място. За разработчиците, които създават интегрирани решения за слънчева енергия, натрупване на енергия и зареждане на EV автомобили, наличието на структурен доставчик, който разбира как компонентите се съчетават на обекта, намалява риска от координационни проблеми и запазва реалистичните срокове за изпълнение на проектите.