Solenergi + Lagring + EV-opladerløsning

Hvorfor kombinationen af solcelleenergi, energilagring og elbil-opladning ændrer regnskabet

De fleste kommercielle steder behandler solcelleanlæg, batterilagring og elbil-opladning som tre adskilte projekter. Denne fremgangsmåde efterlader penge på bordet. Når et solcelleanlæg producerer mere strøm, end bygningen bruger, eksporteres overskuddet ofte til elnettet til en lav indkøbspris. Senere, når køretøjerne skal oplades om aftenen, køber stedet strømmen tilbage til en langt højere detailpris.

Kombinationen af de tre dele løser denne uoverensstemmelse. Overskydende solenergi ledes til batterilagring i stedet for at forlade stedet. Den lagrede energi bruges derefter til at oplade køretøjer efter solnedgang eller i perioder med høj efterspørgsel. Systemet bliver en lille forsyningsvirksomhed, der omfordeler billige daglige elektroner til værdifulde opladningssessioner om aftenen.

En løsning med solceller, lagring og EV-opladning reducerer også efterspørgselsgebyrer. Erhvervsmæssige elregninger indeholder ofte en komponent for top-efterspørgsel, baseret på den højeste 15-minutters belastning i en faktureringsperiode. Et par EV’er, der oplades samtidigt, kan få denne værdi til at stige kraftigt. Batterierne optager spidsbelastningen, jævner belastningskurven og sænker den månedlige regning uden at ændre antallet af køretøjer, der oplades.

Den tekniske arkitektur bag et pålideligt system

Et veludformet system kræver mere end solpaneler, batterier og opladere, der er skruet sammen. Effektkonvertering er den første tekniske udfordring. Solpaneler producerer jævnstrøm (DC). Batterier lagrer jævnstrøm (DC). EV-opladere leverer enten vekselstrøm (AC) eller jævnstrøm (DC), afhængigt af opladningsniveauet. Hver konverteringstrin medfører et lille energitab.

DC-koblede systemer reducerer disse tab ved at forbinde solceller og batterier på samme DC-bus før inversion. Denne arkitektur giver mening, når det meste af solenergien først lagres og bruges senere. AC-koblede systemer er nemmere at eftermontere på eksisterende solcelleanlæg, men tilføjer ekstra konverteringstrin.

Energistyringssystemet er centrum. Det overvåger solenergiproduktionen, bygningsforbruget, batteriets ladestatus og opladningsanmodninger i realtid. En god controller prioriterer automatisk forbrugsområder. På en solrig eftermiddag sender den overskydende solenergi til batterierne. Under en skyet morgenspids justerer den strømforsyningen fra elnettet sammen med den lagrede energi for at undgå en belastningstopp. Tabellen nedenfor sammenligner typiske systemkonfigurationer.

Hvad der faktisk sker på en kommerciel lokalitet

Et distributionslager i central Californien installeret et 200 kW solcelleanlæg med 400 kWh batterilagring og seks Level-2 EV-opladningsstationer. Før opgraderingen betalte stedet en månedlig efterspørgselsafgift, der steg kraftigt hver gang tre eller flere medarbejdere tilsluttede deres køretøjer om eftermiddagen. Batteriet blev programmeret til at aflade under disse opladningsperioder.

Efter tolv måneder rapporterede faciliteten lavere topforbrug i hver faktureringsperiode. Batterierne sikrede også, at opladningsstationerne forsatte at fungere under to netudfald – noget, der ikke indgik i den oprindelige forretningsanalyse, men som hurtigt blev den mest omtalte fordel. Oplevelsen viste, at robusthed og besparelser på regningen ikke er modstridende mål. De fremkommer fra samme designbeslutning.

Den vigtigste lære er ikke hardwaren. Det er kontrolstrategien. Ejeren af anlægget brugte mere tid på at justere ladnings- og afladningsplanen end på at vælge solpaneler eller batterier. Softwareindstillingerne afgjorde, om systemet sparede penge, eller om det blot skiftede tidspunktet for, hvornår pengene blev brugt.

Regulatoriske og incitamentsmæssige faktorer, der påvirker forretningsgrundlaget

Lokale elværkers regler afgør ofte, om et projekt er økonomisk fornuftigt. Nogle regioner tilbyder netto-måling, der krediterer eksport af solenergi til nettet til detailprisen. Andre anvender tidsafhængige takster, der gør strøm om aftenen dyr. Værdien af batterilagring afhænger i høj grad af disse takststrukturer.

Federale og statlige incitamenter påvirker også beregningerne. Investeringsskattefradrag kan reducere de oprindelige omkostninger ved solcelleanlæg og lagring, når lagringen primært oplades fra solcelleanlæg. Elværkerprogrammer i flere stater tilbyder yderligere rabatter på infrastruktur til opladning af EV. Disse programmer ændres ofte, så projekter skal inkludere en aktuel regulatorisk gennemgang.

Marked for elbiler i Nordamerika fortsætter med at udvide sig. Ifølge International Energy Agency voksede antallet af offentlige opladningsinstallationer betydeligt de seneste år, drevet af elektrificering af flåder og efterspørgsel efter opladning på arbejdspladsen. Erhvervsbygninger, der installerer integrerede systemer nu, positionerer sig for en belastningsprofil, der kun vil vokse.

Ærlige begrænsninger, der ikke bør ignoreres

Et solcelle- plus lager- plus elbil-opladningssystem er ikke velegnet til alle steder. Skyggede tagflader, svage nettilslutningspunkter eller få køretøjer kan ødelægge rentabilitetsberegningen. Batteriets cyklusliv afhænger også af, hvor aggressivt systemet cykluserer cellerne. En controller, der reagerer på hver lille efterspørgselstigning, vil slitage batteriet hurtigere end én, der kun aflader under betydelige topbelastninger.

Størrelsen er mere afgørende end valget af komponenter. For store lagerkapaciteter øger omkostningerne uden at øge besparelserne. For små lagerkapaciteter kan man ikke styre forbrugstaksten. Designet skal derfor starte med intervaldata fra elværkets måler – ikke med en katalog over hardware.

Vedligeholdelse bør også planlægges tidligt. Batterier kræver termisk styring, firmwareopdateringer og lejlighedsvis cellebalancering. EV-opladere kræver inspektion af kabler og kontakter. Solcellepaneler kræver rengøring og kontrol af invertere. Et system uden en serviceplan vil inden for få år afvige fra sin oprindelige ydeevne.

Hvorfor strukturel støtte og lokal infrastruktur stadig er afgørende

Integreret energiinfrastruktur fungerer kun, når de fysiske monteringsløsninger, strukturelle understøtninger og kabinetter er bygget til at vare længe. Solcelleanlæg monteres på stålrammer, som udsættes for vind, sne og termiske cyklusser. Batterikabinetter kræver sikre fundamenter og beskyttende barrierer. EV-opladestandere kræver stabile monteringsplader og kabelstyring, der tåler daglig brug.

Mange projektforsinkelser kan spores tilbage til strukturelle komponenter, der blev specificeret for sent. En opladerlayout ændres, og pludselig passer rørføringen ikke længere til monteringsplanen. En batteriplade kræver forstærkning efter jordundersøgelser, der afslører dårlig bæreevne. Disse problemer er ikke glamourøse, men de afgør, om et projekt holder sig inden for tidsplanen.

Kinpower leverer stålkonstruktioner og understøtningssystemer, der anvendes i solmontage, perimenterbeskyttelse og relaterede infrastrukturprojekter. Produktionen i Hebei betjener energi- og byggekunder med en forståelse for kravene til montage på stedet. For udviklere, der samler sol + lager + EV-opladningsløsninger, reducerer det koordinationsrisikoen og holder projekttidsplanerne realistiske at have en strukturel leverandør, der kender til, hvordan komponenterne passer sammen på stedet.