Lösning för solenergi + lagring + laddning av elbilar

Varför kombinationen av solenergi, lagring och laddning av elbilar förändrar beräkningarna

De flesta kommersiella anläggningar hanterar solenergi, batterilagring och laddning av elbilar som tre separata projekt. Detta tillvägagångssätt innebär att man lämnar pengar på bordet. När en solcellsanläggning genererar mer el än vad en byggnad använder exporteras överskottet ofta till elnätet till en låg inköpspris. Senare, när fordonen behöver laddas på kvällen, köper anläggningen istället el tillbaka till ett betydligt högre detaljhandelspris.

Genom att kombinera de tre delarna löses den här omatchningen. Överskott av solenergi flödar in i batterilagring istället for att lämna platsen. Den lagrade energin laddar sedan fordonen efter solnedgången eller under tider med hög elanvändning. Systemet blir en liten elnätverksoperatör som omfördelar billiga dagliga elektroner till värdefulla kvällsladdningssessioner.

En lösning med solenergi, lagring och EV-laddning minskar också efterfrågeavgifter. Kommersiella elräkningar inkluderar ofta en komponent för högst belastning baserad på den högsta femtonminutersperioden under en faktureringscykel. Att några EV:er laddas samtidigt kan orsaka en topp i den här siffran. Batterier absorberar toppen, jämnar ut lastkurvan och sänker den månatliga räkningen utan att påverka hur många fordon som laddas.

Den tekniska arkitekturen bakom ett pålitligt system

Ett välutformat system kräver mer än paneler, batterier och laddare som är skruvade ihop. Effektomvandling är den första tekniska utmaningen. Solpaneler genererar likström (DC). Batterier lagrar likström (DC). EV-laddare levererar antingen växelström (AC) eller likström (DC), beroende på laddnivån. Varje omvandlingssteg leder till en liten förlust av energi.

DC-kopplade system minskar dessa förluster genom att ansluta solpaneler och batterier till samma DC-buss innan omvandling till växelström (inversion). Den arkitekturen är rimlig när de flesta solenergin först lagras och sedan används senare. AC-kopplade system är lättare att installera som eftermontering på befintliga solinstallationer, men de innebär fler omvandlingssteg.

Energihanteringssystemet ligger i centrum. Det övervakar solenergiproduktionen, byggnadens last, batteriets laddningsnivå och laddningsbegäranden i realtid. En bra styrenhet prioriterar laster automatiskt. Under en solig eftermiddag dirigerar den överskott av solenergi till batterierna. Under en molnig morgonrush blandar den nätström med lagrad energi för att undvika en toppbelastning. Tabellen nedan jämför typiska systemkonfigurationer.

Vad som faktiskt sker på en kommersiell plats

Ett distributionsförråd i centrala Kalifornien installerade en 200 kW solcellsanläggning med 400 kWh batterilagring och sex EV-laddstationer av nivå 2. Innan uppgraderingen betalade anläggningen en månatlig effekttaxa som steg kraftigt varje gång tre eller fler anställda laddade sina fordon på eftermiddagen. Batteriet programmerades att urladdas under dessa laddningsperioder.

Efter tolv månader rapporterade anläggningen lägre toppbelastning under varje faktureringscykel. Batterierna höll dessutom laddstationerna igång under två elavbrott i nätet – vilket inte ingick i den ursprungliga affärsmodellen, men snabbt blev den mest diskuterade fördelen. Erfarenheten visade att driftsäkerhet och besparingar på elräkningen inte är motstridiga mål. De uppstår båda ur samma designbeslut.

Den viktigaste lärdomen handlade inte om hårdvaran. Den handlade om styrstrategin. Anläggningens ägare ägnade mer tid åt att finjustera ladd- och urladdningsschemat än åt att välja solpaneler eller batterier. Programvaruinställningarna avgjorde om systemet sparade pengar eller bara skiftade tillfälle för när pengarna spenderades.

Regleringsmässiga och incitamentsbaserade faktorer som påverkar affärsfallet

Lokala elnätstillsynsregler avgör ofta om ett projekt är ekonomiskt meningsfullt. Vissa regioner erbjuder netto-mätning som ger kredit för solenergiexport till detaljhandelspriset. Andra använder tidsbaserade priser som gör kvällsel dyr. Batterilagringens värde beror i hög grad på dessa prisstrukturer.

Federala och statliga incitament påverkar också siffrorna. Investeringskredit kan minska de initiala kostnaderna för solenergi och lagring när lagringen laddas främst från solenergi. Elnätsbolagens program i flera stater erbjuder ytterligare rabatter för infrastruktur för elbilsladdning. Dessa program ändras ofta, så projektplanering måste inkludera en aktuell regleringsgranskning.

Nordamerikas laddningsmarknad för elbilar fortsätter att expandera. Enligt International Energy Agency ökade antalet offentliga laddstationer kraftigt de senaste åren, drivet av elektrifiering av flottor och efterfrågan på arbetsplatsladdning. Kommersiella fastigheter som installerar integrerade system idag positionerar sig för en lastprofil som endast kommer att växa.

Ärliga begränsningar som inte bör ignoreras

Ett solkraft- plus lagrings- plus elbilsladdningssystem är inte lämpligt för varje plats. Skuggade tak, svaga nätanslutningspunkter eller låg antal fordon kan förstöra lönsamhetsberäkningen. Batteriets cykeltid beror också på hur intensivt systemet cyklar cellerna. En styrenhet som reagerar på varje liten efterfrågevåg sliter snabbare på batteriet än en styrenhet som endast urladdar under betydelsefulla toppar.

Storlek är viktigare än komponentval. För stora lagringskapaciteter ökar kostnaden utan att ge större besparingar. För små lagringskapaciteter kan inte effekttaxan regleras. Designen bör utgå från intervalldata från elnätets mätare, inte från en hårdvarukatalog.

Underhåll bör också planeras tidigt. Batterier kräver termisk hantering, firmwareuppdateringar och ibland cellbalansering. Elbilsladdare kräver inspektion av kablar och kontakter. Solpaneler kräver rengöring och kontroll av växlar. Ett system utan underhållsplan försämrar sin ursprungliga prestanda inom några år.

Varför strukturell support och platsinfrastruktur fortfarande är viktiga

Integrerad energiinfrastruktur fungerar endast om fysiska monteringslösningar, strukturella stöd och skal är byggda för att vara långlivade. Solpanelanläggningar monteras på stålramar som utsätts för vind, snö och temperaturväxlingar. Batteriskal kräver säkra fundament och skyddande barriärer. Elbilsladdningsstationer kräver stabila monteringsplattor och kabelhantering som klarar daglig användning.

Många projektfördröjningar beror på strukturella komponenter som specificerades för sent. En laddningsanläggningslayout ändras, och plötsligt stämmer inte kanalrutningen längre överens med monteringsplanen. En batteriplatta kräver förstärkning efter att markundersökningar avslöjat dålig bärförmåga. Dessa frågor är inte särskilt glamorösa, men de avgör om ett projekt håller tidsplanen.

Kinpower levererar stålkonstruktioner och stödsystem som används i solmontering, perimeterrskydd och relaterade infrastrukturprojekt. Den tillverkningsverksamhet som finns i Hebei betjänar energi- och byggnadsentreprenörer med en förståelse för kraven på fältmontering. För utvecklare som sätter ihop lösningar för solenergi plus lagring plus EV-laddning minskar risken för samordningsproblem och håller projekttidslinjerna realistiska om man har en strukturell leverantör som förstår hur komponenterna passar ihop på platsen.