Napelemes + tároló + elektromos járművek töltésére szolgáló megoldás

Miért változtatja meg a számításokat a napelemek, a tárolók és az elektromos járművek töltésének kombinálása

A legtöbb kereskedelmi helyszín a napelemeket, az akkumulátoros tárolót és az elektromos járművek töltését három különálló projektnek kezeli. Ez a megközelítés pénzt hagy a táblán. Amikor egy napelemes rendszer több energiát termel, mint amennyit az épület fogyaszt, a felesleg gyakran alacsony visszatáplálási díj ellenében kerül bevezetésre a hálózatba. Később, amikor az elektromos járművek esti töltésre szorulnak, a helyszín ugyanezt az energiát jóval magasabb kiskereskedelmi áron veszi vissza.

A három elem együttes alkalmazása kiküszöböli ezt a nem megfelelő illeszkedést. A felesleges napenergia akkor is akkumulátoros tárolóba folyik, ha nem használják fel az adott helyszínen. A tárolt energiával ezután az autókat este vagy csúcsfogyasztási időszakokban lehet feltölteni. Így a rendszer egy kis méretű közművé válik, amely a nappali olcsó elektromos energiát értékes esti töltési folyamatokra alakítja át.

A napenergiás + tárolós + elektromos járművek töltését támogató megoldás csökkenti a keresleti díjakat is. A kereskedelmi villanyszámlák gyakran tartalmaznak egy csúcsfogyasztási összetevőt, amely a számlázási ciklus során mért legmagasabb tizenöt perces fogyasztási értéken alapul. Néhány elektromos jármű egyszerre történő töltése jelentősen megemelheti ezt az értéket. Az akkumulátorok elnyelik ezt a csúcsot, kiegyenlítik a terhelési görbét, és így csökkentik a havi számlát anélkül, hogy megváltoztatnák a töltött járművek számát.

A megbízható rendszer mögött rejlő műszaki architektúra

Egy jól megtervezett rendszer többet igényel, mint a napelemek, akkumulátorok és töltők egyszerű összeerősítése. Az energiaátalakítás az első műszaki kihívás. A napelemek egyenáramot (DC) termelnek. Az akkumulátorok egyenáramot (DC) tárolnak. Az elektromos járművek (EV) töltői váltóáramot (AC) vagy egyenáramot (DC) szolgáltatnak, attól függően, hogy milyen szintű töltésről van szó. Minden átalakítási lépés során kis energiamennyiség veszik el.

A DC-kapcsolású rendszerek csökkentik ezeket a veszteségeket úgy, hogy a napelemeket és az akkumulátorokat közös egyenáramú (DC) sínre kapcsolják az inverter előtt. Ez az architektúra értelmes választás, ha a napelemek által termelt energia nagy részét először tárolják, majd később használják fel. Az AC-kapcsolású rendszerek egyszerűbben építhetők be meglévő napelemes rendszerekbe, de további átalakítási lépéseket igényelnek.

Az energiakezelő rendszer a középpontban helyezkedik el. Valós időben figyeli a napelemes termelést, az épület terhelését, az akkumulátor töltöttségi állapotát és a töltési munkamenetek iránti kéréseket. Egy jó vezérlő automatikusan prioritizálja a terheléseket. Napos délután a felesleges napenergiát az akkumulátorokba irányítja. Felhős reggeli csúcsidőben pedig a hálózati áramot és a tárolt energiát kombinálja, hogy elkerülje a terhelési csúcsot. Az alábbi táblázat tipikus rendszerkonfigurációkat hasonlít össze.

Valójában mi történik egy kereskedelmi telephelyen

Egy közép-kaliforniai disztribúciós raktár 200 kW-os napelemes rendszert és 400 kWh-os akkumulátoros tárolót szerelt fel, valamint hat darab szint-2 elektromos járművek töltőállomást. A bővítés előtt a telephely havi igénydíjat fizetett, amely minden alkalommal csúcsra nőtt, amikor három vagy több alkalmazott délután töltötte járművét. Az akkumulátorokat úgy programozták, hogy éppen ezekben a töltési időszakokban adják le energiát.

Tizenkét hónap elteltével a létesítmény minden számlázási ciklusban alacsonyabb csúcsterhelést jelentett. Az akkumulátorok továbbá két hálózati kiesés idején is működtették a töltőállomásokat – bár ez nem volt része az eredeti üzleti tervnek, hamarosan a legtöbbet emlegetett előny lett. A tapasztalat azt mutatta, hogy az ellátásbiztonság és a számlacsökkentés nem egymást kizáró célok. Ugyanabból a tervezési döntésből fakadnak.

A kulcsfontosságú tanulság nem a hardver volt. Hanem a vezérlési stratégia. A telephely tulajdonosa több időt töltött a töltési és kisütési ütemezés finomhangolásával, mint a napelemek vagy az akkumulátorok kiválasztásával. A szoftverbeállítások döntötték el, hogy a rendszer pénzt takarít meg, vagy csupán áthelyezi azt, mikor költik el a pénzt.

A szabályozási és ösztönző tényezők, amelyek alakítják a gazdasági életképességet

A helyi villamosenergia-szolgáltató szabályai gyakran döntik el, hogy egy projekt gazdaságilag életképes-e. Egyes régiók nettó mérési rendszert kínálnak, amely a napenergiából származó áramexportot a kiskereskedelmi áron jutalmazza. Más régiók időalapú díjszabást alkalmaznak, amely az esti áramot drágává teszi. Az akkumulátoros tároló értéke erősen függ ezektől a díjszabási struktúráktól.

A szövetségi és állami ösztönzők is befolyásolják a számításokat. A beruházási adókedvezmények csökkenthetik a napelemek és az akkumulátoros tárolók kezdeti költségeit, ha az akkumulátorokat elsősorban napelemekről töltik fel. Több államban a villamosenergia-szolgáltatók további visszatérítéseket kínálnak az elektromos járművek (EV) töltőinfrastruktúrájához. Ezek a programok gyakran változnak, ezért a projekttervezés részeként mindig el kell végezni egy aktuális szabályozási felülvizsgálatot.

Az észak-amerikai elektromos járművek töltőpiaca továbbra is bővül. Az International Energy Agency szerint a közösségi töltőállomások száma az elmúlt években jelentősen nőtt, főként a flották elektromosítása és a munkahelyi töltés iránti kereslet miatt. Azok a kereskedelmi ingatlanok, amelyek most integrált rendszereket telepítenek, olyan terhelésprofilra készülnek fel, amely csak növekedni fog.

Őszinte korlátozások, amelyeket nem szabad figyelmen kívül hagyni

A napenergiás plusz tároló plusz EV-töltő rendszer nem megfelelő minden helyszínre. Árnyékolt tetők, gyenge hálózati csatlakozási pontok vagy alacsony járműszám rombolhatják a megtérülési számításokat. A telepített akkumulátorok élettartama szintén függ attól, hogy milyen erősen használják a cellákat. Egy vezérlőegység, amely minden kisebb igénycsúcsot követ, gyorsabban megviselkedik az akkumulátort, mint az, amely csak jelentős csúcsidőszakokban enged le.

A méretválasztás fontosabb, mint az alkatrészek kiválasztása. A túl nagy tárolókapacitás költséget jelent, anélkül, hogy megtakarítást hozna. A túl kis tárolókapacitás nem képes ellenőrizni a teljesítménydíjat. A tervezésnek a szolgáltató mérőórájának időszakos adataiból kell kiindulnia, nem egy hardverkatalógusból.

A karbantartást is korán meg kell tervezni. Az akkumulátorok hőkezelést, szoftverfrissítéseket és időnként cella-kiegyenlítést igényelnek. Az elektromos járművek töltőállomásainak kábel- és csatlakozó-ellenőrzésre van szüksége. A napelemek tisztítást és inverter-ellenőrzést igényelnek. Egy olyan rendszer, amelyhez nincs karbantartási terv, néhány év alatt eltér eredeti teljesítményétől.

Miért fontosak továbbra is a szerkezeti tartók és a helyszíni infrastruktúra

Az integrált energiainfrastruktúra csak akkor működik megfelelően, ha a fizikai rögzítés, a szerkezeti tartók és a burkolatok élettartamra épültek. A napelemes rendszerek acélvázra épülnek, amelyeket szél, hó és hőmérséklet-ingadozás ér. Az akkumulátorburkolatok biztonságos alapra és védőkorlátozásra szorulnak. Az elektromos járművek töltőállomásai stabil rögzítőfelületet és napi használatot elviselő kábelkezelést igényelnek.

Sok projekt késése a túl későn meghatározott szerkezeti elemekre vezethető vissza. Megváltozik a töltő elrendezése, és hirtelen az vezetékek elhelyezése nem illeszkedik a rögzítési tervhez. A talajvizsgálat után kiderül, hogy a telepítési felület (akku alap) megerősítést igényel a gyenge teherbírás miatt. Ezek a kérdések nem feltétlenül látványosak, de meghatározzák, hogy egy projekt időben marad-e.

A Kinpower napenergiás rögzítőrendszerekhez, kerítésrendszerekhez és kapcsolódó infrastruktúra-projektekhez acél szerkezeteket és tartószerkezeteket szállít. A hebei alapú gyártási művelet az energiaszektorban és az építőiparban működő ügyfeleket szolgálja ki, figyelemmel a terepi telepítési követelményekre. Azoknak a fejlesztőknek, akik napenergiás, tárolós és EV-töltő megoldásokat állítanak össze, egy olyan szerkezeti beszállító jelenléte, amely ismeri a komponensek helyszíni illeszkedését, csökkenti a koordinációs kockázatot, és valósághű időkereteket biztosít a projektek számára.