كيف يقلل BESS تكاليف الكهرباء للمصانع

تعتبر الكهرباء من النفقات التشغيلية الرئيسية للعديد من شركات التصنيع. ومع ذلك، فإن المبلغ الذي يدفعه المصنع كل شهر لا يتم تحديده فقط بمقدار استهلاكه من الكهرباء. في بعض الأسواق، يمكن أن تتلقى المنشأة فاتورة كهرباء أعلى بكثير بسبب فترة قصيرة من الطلب المرتفع بشكل غير عادي على الطاقة.

وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل أنظمة تخزين طاقة البطاريات تجتذب اهتمامًا متزايدًا من الشركات المصنعة.

أنظام تخزين طاقة البطارية (BESS)يسمح للمصنع بتخزين الكهرباء واستخدامها عندما يوفر أكبر قيمة اقتصادية أو تشغيلية. اعتمادًا على تعريفة الكهرباء المحلية وملف تعريف أحمال المصنع، يمكن للنظام تقليل رسوم ذروة الطلب، وتحويل استهلاك الطاقة بعيدًا عن الفترات الباهظة الثمن، وزيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، وتوفير طاقة احتياطية لمعدات مختارة.

تختلف المدخرات المحتملة لكل منشأة. البطارية التي تعمل بشكل جيد في أحد المصانع قد لا تكون الخيار الصحيح لمصنع آخر. المفتاح هو فهم كيفية استهلاك المصنع للكهرباء ثم تكوين BESS وفقًا لظروف التشغيل تلك.

فهم تكاليف كهرباء المصنع

ما الذي يدفع تكاليف الكهرباء المرتفعة للمصنعين؟

تحتوي فواتير الكهرباء في المصنع عادة على عدة مكونات تكلفة مختلفة. ويختلف الهيكل الدقيق بين البلدان وشركات المرافق، ولكن الرسوم المشتركة تشمل استهلاك الطاقة، ورسوم الطلب، والرسوم الثابتة، وأحيانا أسعار مختلفة لفترات مختلفة من اليوم.

يتم قياس إجمالي الطاقة المستهلكة بالكيلوواط / ساعة (كيلوواط ساعة). ومن ناحية أخرى، يتم قياس الطلب بالكيلووات (kW) ويمثل مقدار الطاقة التي تستهلكها المنشأة في لحظة معينة.

وهذا الاختلاف يمكن أن يكون له تأثير مالي كبير.

قد يستهلك المصنع كمية كبيرة من الكهرباء على مدار الشهر ولكن الطلب معتدل نسبيًا. قد تستخدم منشأة أخرى طاقة إجمالية أقل ولكنها تواجه عدة فترات ذروة عالية جدًا للطلب. إذا كانت المرافق تستخدم ذروة الطلب كجزء من حساب الفواتير الخاصة بها، فإن تلك الفترات القصيرة يمكن أن تزيد الفاتورة الشهرية بشكل كبير.

غالبًا ما تكون معدات الإنتاج مسؤولة عن هذه الزيادات. إن تشغيل عدة آلات في نفس الوقت، أو تشغيل محركات عالية الطاقة، أو تشغيل الضواغط، أو إضافة خط إنتاج جديد، يمكن أن يدفع طلب المصنع إلى أعلى من مستواه الطبيعي.

بالنسبة للمصنعين، قد يكون تقليل هذه القمم في بعض الأحيان أكثر قيمة من مجرد محاولة تقليل إجمالي استهلاك الكهرباء.

رسوم ذروة الطلب وأسعار الكهرباء وقت الاستخدام

هناك آليتان لتسعير الكهرباء لهما صلة خاصة بتخزين البطاريات:رسوم الطلبومعدلات وقت الاستخدام (TOU)..

بالنسبة لرسوم الطلب، قد تقوم المرافق باحتساب جزء من الفاتورة وفقًا لأعلى طلب على الطاقة تم تسجيله خلال فترة الفاتورة. يمكن أن يتم تفريغ البطارية خلال فترات الطلب المرتفع هذه وتزويد جزء من حمل المصنع.

مع تسعير TOU، تكون تكاليف الكهرباء أكثر خلال فترات معينة وأقل خلال فترات أخرى. يمكن أن يتم شحن BESS عندما تكون أسعار الكهرباء منخفضة نسبيًا ويتم تفريغها عندما ترتفع الأسعار.

على سبيل المثال، قد تنخفض أسعار الكهرباء في المصنع بين عشية وضحاها بينما يكون الإنتاج محدودًا. يمكن شحن البطارية خلال هذه الفترة ومن ثم توفير الطاقة خلال فترة إنتاج أكثر تكلفة.

وتعتمد الفائدة الاقتصادية على الفرق بين أسعار الكهرباء وكفاءة البطارية وتكاليف التشغيل وعدد الدورات التي يتم تنفيذها.

كيف يمكن لعدم استقرار الشبكة أن يزيد من تكاليف تشغيل المصنع

تكاليف الكهرباء ليست هي الشاغل الوحيد للمصنعين.

يمكن أن يؤدي الانقطاع غير المتوقع للشبكة إلى إيقاف الإنتاج، ومقاطعة العمليات الآلية، والتأثير على المعدات الحساسة، والتسبب في خسائر في المواد أو العمالة. حتى انقطاع التيار الكهربائي لفترة قصيرة يمكن أن يكون مكلفًا عندما يلزم إعادة تشغيل خط الإنتاج أو التخلص من مجموعة من المنتجات.

يمكن أن يوفر BESS طاقة احتياطية قصيرة المدة للأحمال المحددة، اعتمادًا على تكوين النظام.

ليس من الضروري أن تدعم المصنع بأكمله. في العديد من المشاريع، يكون من العملي أكثر تحديد المعدات الهامة وتوفير الطاقة الاحتياطية لتلك الأحمال فقط.

يمكن أن يؤدي هذا الأسلوب إلى تقليل سعة البطارية المطلوبة مع الاستمرار في حماية العمليات المهمة.

ما هو نظام تخزين طاقة البطارية (BESS)؟

أنظام تخزين طاقة البطارية (BESS)هو نظام متكامل يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية في البطاريات وإطلاقها عند الحاجة إليها.

عادةً ما يشتمل BESS التجاري أو الصناعي على أكثر من البطارية نفسها. قد يشتمل النظام الكامل على وحدات البطارية، ونظام إدارة البطارية (BMS)، ونظام تحويل الطاقة (PCS)، ونظام إدارة الطاقة (EMS)، ومعدات الإدارة الحرارية، والحماية الكهربائية، ومعدات السلامة من الحرائق، ووظائف المراقبة.

تقوم البطارية بتخزين الطاقة، بينما تحدد المكونات الأخرى مدى أمان وكفاءة شحن هذه الطاقة وتحويلها ومراقبتها وتسليمها.

كيف يعمل BESS في مرافق التصنيع

مبدأ التشغيل الأساسي واضح ومباشر.

خلال فترة انخفاض التكلفة أو انخفاض الطلب، يمكن استخدام الكهرباء من الشبكة أو نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية لشحن البطارية.

عندما يزداد الطلب على الكهرباء أو تصبح شبكة الكهرباء أكثر تكلفة، يمكن لـ BESS تفريغ وتزويد جزء من حمل المصنع.

تبدو دورة التشغيل المبسطة كما يلي:

فترة الطلب المنخفض → شحن BESS → فترة الطلب المرتفع → تفريغ BESS → انخفاض الطلب على الشبكة

يمكن لنظام إدارة الطاقة أتمتة هذه العملية بناءً على حدود الطلب المحددة مسبقًا، وأسعار الكهرباء، وإنتاج الطاقة الشمسية، وحالة شحن البطارية، وظروف تشغيل المصنع.

بالنسبة لمنشأة التصنيع، ليس الهدف بالضرورة هو شحن البطارية وتفريغها قدر الإمكان. الهدف هو استخدام الطاقة المخزنة عندما تخلق القيمة الأكبر.

المكونات الرئيسية لـ BESS الصناعية

يحتوي نظام تخزين الطاقة الصناعية النموذجي على عدة أنظمة فرعية مهمة.

وحدات البطاريةتخزين الطاقة الكهربائية. تُستخدم بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LFP) على نطاق واسع في تخزين الطاقة الثابتة بسبب مزيجها من خصائص السلامة وأداء الدورة واستقرار التشغيل.

نظام إدارة البطارية (BMS)يراقب جهد البطارية ودرجة الحرارة وحالة الشحن وظروف التشغيل الأخرى. كما يوفر الحماية ضد ظروف التشغيل غير الطبيعية.

نظام تحويل الطاقة (PCS)يحول الكهرباء بين التيار المتردد والتيار المستمر ويتحكم في قوة شحن وتفريغ البطارية.

نظام إدارة الطاقة (EMS)يقوم بتنسيق BESS مع المصنع والشبكة وربما الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يمكنه تحديد متى يجب شحن البطارية أو تفريغها وفقًا لاستراتيجية التشغيل المحددة.

أنظمة الإدارة الحرارية والسلامةالمساعدة في الحفاظ على ظروف التشغيل المناسبة والاستجابة للأحداث غير الطبيعية.

تختلف البنية الدقيقة وفقًا للشركة المصنعة لـ BESS، ومعدل الطاقة، وسعة البطارية، وبيئة التثبيت، ومتطلبات المشروع.

BESS المستقل مقابل الطاقة الشمسية + التخزين

لا يحتاج المصنع بالضرورة إلى الطاقة الشمسية الكهروضوئية للاستفادة من تخزين البطارية.

أبيس مستقليمكن الشحن من الشبكة والتفريغ خلال فترات التكلفة العالية أو الطلب المرتفع. يمكن أن يكون هذا التكوين مفيدًا عندما تخلق رسوم ذروة الطلب أو تعريفات TOU فرصة مالية واضحة.

أنظام الطاقة الشمسية + التخزينيضيف مصدرا آخر للطاقة. يمكن تخزين الطاقة الشمسية الزائدة خلال النهار في البطارية واستخدامها لاحقًا عندما يظل طلب المصنع مرتفعًا ولكن إنتاج الطاقة الشمسية ينخفض.

بالنسبة للمصانع ذات الأنظمة الكهروضوئية الكبيرة على الأسطح، يمكن أن يؤدي هذا المزيج إلى زيادة نسبة الكهرباء الشمسية المستهلكة في الموقع.

ويعتمد التكوين الصحيح على تعرفة الكهرباء في المصنع، وملف توليد الطاقة الشمسية، والمساحة المتاحة، وأهداف المشروع.

كيف يقلل BESS تكاليف الكهرباء للمصانع

حلاقة الذروة لتقليل رسوم الطلب

تعد حلاقة الذروة أحد التطبيقات الأكثر شيوعًا لـ BESS الصناعية.

الفكرة الأساسية هي تحديد مستوى الطلب على الشبكة المستهدفة. وعندما يقترب طلب المصنع من هذا المستوى أو يتجاوزه، توفر البطارية جزءًا من الطاقة المطلوبة.

على سبيل المثال، لنفترض أن منشأة الإنتاج تعمل عادة تحت حد معين للطلب ولكنها تواجه في بعض الأحيان فترات قصيرة من الطلب المرتفع للغاية. بدلاً من السماح لارتفاع الطلب بأكمله أن يأتي من الشبكة، يمكن لـ BESS التفريغ خلال تلك الفترات.

لا يزال المصنع يستخدم نفس المعدات، ولكن يمكن تقليل كمية الطاقة المسحوبة من الشبكة.

تعتمد المدخرات الفعلية على كيفية قيام المرافق المحلية بحساب رسوم الطلب. قبل الاستثمار في BESS، يجب على الشركات المصنعة فحص البيانات الفاصلة التاريخية بدلاً من الاعتماد فقط على الاستهلاك الشهري للكهرباء.

مراجحة وقت الاستخدام لتحويل استهلاك الكهرباء

يعمل تحويل الطاقة TOU بشكل مختلف عن الحلاقة القصوى.

وبدلاً من التركيز بشكل أساسي على أعلى مستوى طلب، تستفيد البطارية من الاختلافات بين أسعار الكهرباء في أوقات مختلفة.

يتم شحن BESS عندما تكون الكهرباء أرخص ويتم تفريغها عندما تكون الكهرباء أكثر تكلفة.

لنأخذ على سبيل المثال مصنعًا يعمل من الصباح الباكر حتى المساء. إذا كانت الكهرباء غير مكلفة أثناء الليل وأكثر تكلفة خلال ساعات الإنتاج بعد الظهر، فيمكن شحن البطارية قبل بدء الإنتاج وتفريغها خلال الفترة الأعلى سعرًا.

ومع ذلك، يجب أن يكون فرق السعر كبيرًا بما يكفي لتبرير فقد البطارية وتكاليف التشغيل.

ولذلك ينبغي تقييم BESS باستخدام التعريفة المحلية الفعلية بدلاً من افتراض أن كل مصنع سيحقق وفورات كبيرة في شروط الاستخدام.

زيادة الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية

يمكن للطاقة الشمسية الكهروضوئية أن تقلل بشكل كبير من مشتريات المصنع من الكهرباء، ولكن توليد الطاقة الشمسية لا يتوافق دائمًا مع طلب المصنع.

قد يولد النظام الشمسي الموجود على السطح أعلى إنتاج له في منتصف النهار تقريبًا. ومع ذلك، قد يؤدي جدول إنتاج المصنع إلى زيادة الطلب في الصباح الباكر أو في وقت لاحق بعد الظهر.

وبدون تخزين، قد يتم تصدير فائض توليد الطاقة الشمسية إلى الشبكة أو تكون له قيمة اقتصادية محدودة اعتمادًا على القواعد المحلية.

تتيح إضافة BESS للمصنع تخزين جزء من فائض الطاقة الشمسية واستخدامه لاحقًا.

توليد الطاقة الشمسية → تحميل المصنع → الطاقة الشمسية الزائدة → شحن BESS → طلب المصنع لاحقًا

وهذا يمكن أن يزيد من الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ويقلل من الكهرباء المشتراة من الشبكة خلال فترات محددة.

بالنسبة للمصنعين الذين لديهم بالفعل قدرة كبيرة على الطاقة الكهروضوئية على الأسطح، فإن إضافة تخزين البطارية يمكن أن يكون وسيلة فعالة للاستفادة بشكل أفضل من توليد الطاقة المتجددة الحالي.

الاستجابة للطلب وإيرادات الشبكة المحتملة

تقدم بعض أسواق الكهرباء برامج استجابة للطلب حيث يقوم العملاء المؤهلون بتعديل استهلاكهم من الكهرباء أو تشغيل البطارية استجابة لظروف الشبكة.

يمكن لـ BESS الصناعية أن تشارك في هذه البرامج عن طريق تقليل الطلب على الشبكة أو توفير خدمات أخرى لدعم الشبكة، اعتمادًا على اللوائح المحلية وقواعد السوق.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى إنشاء تدفق إيرادات إضافي يتجاوز توفير فاتورة الكهرباء.

ومع ذلك، تختلف فرص الاستجابة للطلب بشكل كبير بين البلدان وأسواق الكهرباء. يجب على الشركات المصنعة تأكيد الأهلية ومتطلبات البرنامج وآليات التعويض والمتطلبات الفنية قبل تضمين هذه الإيرادات في النموذج المالي BESS.

فوائد تشغيلية إضافية لـ BESS

طاقة احتياطية لأحمال المصنع الحرجة

إن خفض تكاليف الكهرباء ليس سوى سبب واحد لتركيب نظام BESS الصناعي.

قد تستخدم المصانع التي تعاني من طاقة شبكة غير موثوقة أيضًا البطاريات لدعم المعدات الحيوية أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو اضطرابات الطاقة.

يعتمد حجم البطارية المطلوب على الأحمال التي يجب أن تظل قيد التشغيل ومدة النسخ الاحتياطي المطلوبة.

قد تختار المنشأة دعم الأنظمة الأساسية فقط مثل معدات التحكم، أو الاتصالات، أو أنظمة الأمان، أو التبريد، أو المضخات، أو آلات الإنتاج المختارة بدلاً من الموقع بأكمله.

وهذا يمكن أن يجعل وظيفة النسخ الاحتياطي أكثر عملية ويقلل الاستثمار المطلوب.

دعم جودة الطاقة والاستقرار التشغيلي

يمكن لأنظمة BESS الحديثة أيضًا أن تساهم في الاستقرار الكهربائي عندما يتم تصميم النظام وتكوينه للتطبيق ذي الصلة.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر ونظام التحكم الاستجابة بسرعة للتغيرات في الطلب الكهربائي. اعتمادًا على تصميم المشروع، قد يدعم نظام BESS جودة طاقة معينة أو وظائف دعم الشبكة.

بالنسبة للمصانع التي تستخدم أنظمة التشغيل الآلي الحساسة والمحركات والضواغط وغيرها من المعدات الكهربائية، يمكن أن تكون الطاقة المستقرة مهمة للحفاظ على إنتاج ثابت.

تعتمد القدرات الدقيقة على أجهزة الكمبيوتر، واتصال الشبكة، واستراتيجية التحكم، والمتطلبات الكهربائية المحلية، لذلك يجب تقييم وظائف جودة الطاقة كجزء من تصميم النظام الكامل.

الحد من انبعاثات الكربون ودعم الأهداف البيئية والاجتماعية والحوكمة

غالبًا ما يكون خفض تكلفة الطاقة هو السبب المالي الرئيسي لتركيب نظام BESS، ولكن يمكن أن تكون هناك أيضًا فوائد بيئية.

عندما تقوم البطارية بتخزين فائض الكهرباء المتجددة وتسمح للمصنع باستخدام المزيد من تلك الكهرباء لاحقًا، يمكن للنظام أن يساعد في زيادة استخدام الطاقة المتجددة.

ويمكن أيضًا دمج نظام BESS في استراتيجية أوسع للطاقة في المصنع تشمل الطاقة الشمسية على الأسطح، وتدابير كفاءة الطاقة، والمركبات الكهربائية، وأشكال أخرى من الكهرباء.

بالنسبة للمصنعين الذين لديهم أهداف الاستدامة للشركات، يمكن أن يجعل ذلك تخزين البطارية جزءًا من خطة أكبر طويلة الأجل لإدارة الطاقة بدلاً من استثمار مستقل.

BESS ROI وفترة الاسترداد

ما الذي يحدد عائد BESS على الاستثمار؟

يعتمد الأداء المالي لـ BESS على كيفية تشغيل النظام وكيفية تسعير الكهرباء.

تشمل العوامل المهمة ما يلي:

• تكلفة البطارية وأجهزة الكمبيوتر
• تكاليف التركيب والتكامل الكهربائي
• تعرفة الكهرباء المحلية
• رسوم الطلب
• فروق أسعار TOU
• توليد الطاقة الشمسية
• كفاءة البطارية
• دورات التشغيل
• تدهور البطارية
• تكاليف الصيانة
• العمر المتوقع للنظام
• الحوافز المتاحة
• إيرادات الاستجابة للطلب المحتملة

قد يكون للمشروع الذي يتطلب رسوم طلب كبيرة وذروات يومية يمكن التنبؤ بها ملفًا ماليًا مختلفًا عن المصنع الذي يريد بشكل أساسي الطاقة الاحتياطية.

هذا هو السبب في أن العبارة القياسية مثل "سوف يدفع BESS ثمن نفسه خلال X سنوات" نادرًا ما تكون ذات معنى بدون بيانات خاصة بالموقع.

كيفية تقدير التوفير السنوي في تكلفة الطاقة

يمكن أن يبدأ النموذج المالي البسيط لـ BESS بعدة مصادر للقيمة.

المدخرات السنوية = وفورات الذروة للحلاقة + وفورات TOU + وفورات الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية + الإيرادات المؤهلة الأخرى − تكاليف التشغيل

يجب أن يأخذ الحساب الفعلي في الاعتبار كفاءة البطارية وتدهورها.

على سبيل المثال، إذا كانت البطارية تخزن 100 كيلووات في الساعة، فلا يمكن للمصنع عادة أن يتوقع الحصول على 100 كيلووات في الساعة بالضبط عند التحميل. يتم استهلاك بعض الطاقة عن طريق تحويل الطاقة ومكونات النظام الأخرى.

ولذلك يجب أن يستخدم النموذج المالي الطاقة القابلة للاستخدام وكفاءة الذهاب والإياب بدلاً من سعة البطارية الاسمية وحدها.

تعد فواتير الكهرباء التاريخية وبيانات الحمل الفاصل من بين المدخلات الأكثر فائدة للتقييم الأولي لعائد استثمار BESS.

الحوافز الضريبية والحسومات وبرامج الدعم المحلي

يمكن أن يكون للحوافز الحكومية تأثير كبير على اقتصاديات تخزين الطاقة.

اعتمادًا على البلد أو المنطقة، قد تتضمن البرامج حوافز ضريبية، أو حسومات، أو دعم الطاقة المتجددة، أو مدفوعات استجابة للطلب، أو أشكال أخرى من المساعدة المالية.

تتغير هذه البرامج بمرور الوقت وقد يكون لها متطلبات فنية أو متطلبات أهلية محددة.

يجب على المصنعين التحقق من السياسات المحلية الحالية قبل تضمين الحوافز في دراسة جدوى المشروع.

CapEx مقابل تخزين الطاقة كخدمة

عادة ما يتم شراء مشاريع BESS التقليدية كاستثمار رأسمالي.

تحت أنموذج كابيكسيقوم المصنع بشراء المعدات ويكون مسؤولاً عن الاستثمار الأولي. ثم يستفيد المالك من التوفير الناتج خلال العمر التشغيلي للنظام.

خيار آخر في بعض الأسواق هوتخزين الطاقة كخدمة (ESaaS)أو هياكل تمويل مماثلة.

وبموجب هذه النماذج، يجوز لطرف ثالث تمويل نظام البطارية أو امتلاكه أو تشغيله أو صيانته بينما يقوم العميل بالدفع وفقًا لترتيب تجاري متفق عليه.

ويعتمد الخيار الأفضل على رأس المال المتاح للمصنع، واستراتيجية الاستثمار، والمدخرات المتوقعة، وسوق التمويل المحلي.

كيفية اختيار BESS المناسب لمصنعك

قم بتحليل ملف تعريف تحميل المصنع الخاص بك

الخطوة الأولى في اختيار BESS هي فهم كيفية استخدام المصنع للكهرباء فعليًا.

تتضمن البيانات المفيدة ما يلي:

• الحد الأقصى للطلب
• متوسط ​​الطلب
• مدة ذروة الطلب
• ملف تعريف التحميل اليومي
• الجدول الزمني للإنتاج
• التغيرات الموسمية
• استهلاك الكهرباء الشهري
• تعريفات الذروة وخارج الذروة
• توليد الطاقة الشمسية الموجودة

المصنع الذي يواجه زيادة في الطلب بمقدار 300 كيلووات لمدة 15 دقيقة لديه متطلبات تخزين مختلفة تمامًا عن منشأة تستهلك 300 كيلووات بشكل مستمر لعدة ساعات.

وبالتالي فإن بيانات الحمل تكون أكثر فائدة من مجرد النظر إلى استهلاك المصنع السنوي للكهرباء.

تحديد سعة البطارية والطاقة المطلوبة

يتم قياس سعة البطارية بـكيلووات ساعة، بينما يتم قياس طاقة البطاريةكيلوواط.

وينبغي تقييم هاتين المواصفات بشكل منفصل.

قد يحتاج المصنع الذي يريد تقليل ذروة الطاقة القصيرة إلى تصنيف طاقة PCS مرتفع نسبيًا دون الحاجة إلى كمية كبيرة جدًا من سعة الطاقة.

في المقابل، فإن المصنع الذي يرغب في نقل عدة ساعات من إنتاج الطاقة الشمسية إلى المساء قد يحتاج إلى كيلوواط ساعة أكبر بكثير.

للحصول على مثال مبسط:

الطاقة المطلوبة ≈ طاقة التفريغ المطلوبة × مدة التفريغ المطلوبة

إذا كان المصنع يحتاج إلى ما يقرب من 100 كيلووات من دعم البطارية لمدة ساعة واحدة، فستكون هناك حاجة إلى حوالي 100 كيلووات في الساعة من الطاقة القابلة للاستخدام قبل حساب خسائر النظام واحتياطي التشغيل واعتبارات التصميم الأخرى.

هذه ليست سوى نقطة البداية. يجب أن يأخذ تصميم BESS الاحترافي في الاعتبار ملف تعريف التحميل الكامل واستراتيجية التشغيل.

اختر كيمياء البطارية المناسبة وتكوين النظام

تؤثر كيمياء البطارية على خصائص السلامة وأداء الدورة ودرجة حرارة التشغيل وتصميم النظام.

تستخدم بطاريات LFP على نطاق واسع في تخزين القرطاسية التجارية والصناعية، ولكن التكوين الأكثر ملاءمة يعتمد على المشروع.

يجب على الشركات المصنعة أيضًا مقارنة:

• القدرة القابلة للاستخدام
• تصنيف أجهزة الكمبيوتر
• كفاءة ذهابا وإيابا
• أداء الدورة
• طريقة التبريد
• الحماية من الحرائق
• تصنيف IP
• وظائف المراقبة
• قدرات EMS
• ضمان
• خيارات التوسع
• الدعم الفني المحلي

إن أدنى سعر شراء ليس بالضرورة أقل تكلفة إجمالية على مدار عمر تشغيل النظام.

تقييم مصنعي BESS وشركاء التكامل

يتضمن مشروع BESS أكثر من مجرد شراء خزانات البطاريات.

يجب أن يكون المورد قادرًا على فهم النظام الكهربائي للمصنع وملف تعريف الحمل وأهداف التشغيل ومتطلبات التثبيت المحلية.

بالنسبة للمشاريع الصناعية الأكبر حجمًا، يجب على المصنعين وشركاء EPC أو التكامل أيضًا مراعاة ما يلي:

• توافق النظام
• متطلبات الاتصال بالشبكة
• التكليف
• المراقبة عن بعد
• تحديثات البرامج
• استكشاف الأخطاء وإصلاحها
• قطع غيار
• استجابة الضمان
• الدعم الفني على المدى الطويل

بالنسبة للمصانع التي تقوم بتشغيل معدات الإنتاج الحيوية، يمكن أن يكون الدعم الفني الذي يمكن الاعتماد عليه بنفس أهمية سعر المعدات الأولي.

ضع في اعتبارك السلامة والضمان ودعم ما بعد البيع

يجب تقييم تخزين البطارية كأحد أصول الطاقة طويلة المدى.

قبل اختيار النظام، قم بمراجعة بنية السلامة الخاصة بالشركة المصنعة، وحماية البطارية، والإدارة الحرارية، والحماية من الحرائق، والشهادات، وشروط الضمان، وترتيبات الخدمة.

بيئة التثبيت مهمة أيضًا. قد تتطلب مشاريع BESS الخارجية حماية مناسبة ضد الغبار والرطوبة والتآكل ودرجات الحرارة القصوى.

يجب على المصانع في البيئات الحارة أو الرطبة أو المتربة أو الساحلية التأكد من أن الخزانة المختارة مناسبة لظروف الموقع الفعلية.

ما مقدار سعة BESS التي يحتاجها المصنع؟

لماذا كيلوواط و كيلوواط ساعة مختلفة

يعد هذا أحد أهم المفاهيم عند تحديد حجم تخزين البطارية في المصنع.

يخبرك kW مقدار الطاقة التي يمكن أن يوفرها BESS في لحظة معينة.

يخبرك kWh مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها.

على سبيل المثال، لا يعني نظام BESS بقدرة 129 كيلو وات في الساعة أنه يمكنه توفير 129 كيلو وات من الإخراج تلقائيًا. يعتمد تصنيف الطاقة الفعلي على أجهزة الكمبيوتر وتكوين النظام.

هذا التمييز مهم بشكل خاص لتطبيقات الحلاقة القصوى.

كيف يحدد الطلب الذروة متطلبات الطاقة BESS

لنفترض أن أحد المصانع يريد الحد من الطلب على شبكته إلى 500 كيلووات ولكنه يصل في بعض الأحيان إلى 650 كيلووات.

وفي مثال مبسط، قد تحتاج محطة BESS إلى توفير حوالي 150 كيلووات أثناء ذروة الطلب.

ومع ذلك، تحتاج البطارية أيضًا إلى طاقة كافية قابلة للاستخدام للحفاظ على هذا الإخراج طوال مدة الذروة.

إذا استمرت الذروة لمدة 20 دقيقة، فإن الطاقة المطلوبة تكون أقل بكثير مما لو استمر نفس الفرق البالغ 150 كيلووات لمدة ثلاث ساعات.

ولهذا السبب يجب مراعاة متطلبات الطاقة ومدة الحدث.

كيف تحدد مدة التحميل سعة البطارية

يجب أن تتوافق سعة البطارية مع المدة التي يحتاج فيها المصنع إلى الدعم.

على سبيل المثال:

100 كيلو واط × 1 ساعة = 100 كيلو واط ساعة

بينما:

100 كيلو واط × 3 ساعات = 300 كيلو واط ساعة

في المشاريع الحقيقية، هناك حاجة إلى أخذ عوامل إضافية في الاعتبار مثل الكفاءة، وعمق التفريغ، واحتياطي SOC، والتدهور، وظروف التشغيل.

ولهذا السبب أيضًا لا ينبغي للمصنع أن يختار نظام BESS بناءً على استهلاك الكهرباء الشهري فقط.

عندما تكون هناك حاجة إلى خزائن BESS متعددة

تتطلب بعض المصانع سعة أو طاقة أكبر مما يمكن أن توفره خزانة واحدة.

في هذه الحالات، يمكن توصيل خزانات BESS المتعددة بالتوازي لإنشاء نظام تخزين طاقة أكبر.

على سبيل المثال، يمكن لمشروع يستخدم خزانات بقدرة 129 كيلو وات في الساعة قياس سعة الطاقة الاسمية نظريًا على النحو التالي:

عدد الخزانات	سعة الطاقة الاسمية
1 خزانة	129 كيلوواط ساعة
2 خزائن	258 كيلوواط ساعة
4 خزائن	516 كيلوواط ساعة

يعتمد التكوين الفعلي للمشروع على تصنيف PCS، وبنية النظام، وتصميم الحماية، والاتصال بالشبكة، ومواصفات الشركة المصنعة.

يمكن أن يكون النشر المعياري مفيدًا للمصانع التي تتوقع أن ينمو الطلب على الكهرباء أو قدرتها على الطاقة المتجددة بمرور الوقت.

الأسئلة المتداولة

هل يستطيع BESS حقًا تقليل فاتورة الكهرباء للمصنع؟

نعم. يمكن لـ BESS تقليل تكاليف الكهرباء عندما يخلق هيكل تعريفة المصنع فرصة للحلاقة القصوى، أو تحويل طاقة TOU، أو الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، أو استراتيجيات أخرى لإدارة الطاقة.

يعتمد مقدار التوفير على التعريفة المحلية وملف التحميل الفعلي للمصنع.

ما المبلغ الذي يمكن أن يوفره المصنع باستخدام BESS؟

لا يوجد رقم ادخار عالمي.

يتطلب التقدير الواقعي معلومات مثل ذروة الطلب، وأسعار الكهرباء، وساعات التشغيل، وسعة البطارية، وطاقة أجهزة الكمبيوتر، وتكرار الدراجات، وتوليد الطاقة الشمسية.

أفضل طريقة هي استخدام فواتير الكهرباء التاريخية وبيانات الحمل الفاصل لنمذجة التوفير المتوقع.

ما الحجم الذي يجب أن يكون عليه BESS للمصنع؟

يعتمد حجم BESS المطلوب على متطلبات الطاقة والطاقة.

قد تعطي تطبيقات حلاقة الذروة الأولوية لإنتاج الطاقة، في حين أن تطبيقات تحويل الطاقة الشمسية والنسخ الاحتياطي قد تتطلب المزيد من سعة الطاقة.

عادةً ما يكون ملف تعريف التحميل التفصيلي هو أفضل نقطة بداية لتحديد الحجم.

هل BESS أفضل للحلاقة القصوى أو تخزين الطاقة الشمسية؟

لا يوجد تطبيق أفضل تلقائيًا.

يمكن أن يكون خفض الذروة جذابًا عندما تكون رسوم الطلب كبيرة. يمكن أن يكون تخزين الطاقة الشمسية أكثر قيمة عندما يكون لدى المصنع قدر كبير من الطاقة الكهروضوئية على السطح وعدم التوافق بين إنتاج الطاقة الشمسية واستهلاك الكهرباء.

يمكن لبعض المصانع الجمع بين الاستراتيجيتين باستخدام نظام الإدارة البيئية.

ما المدة التي يستمر فيها مصنع BESS عادة؟

يعتمد عمر خدمة البطارية على الكيمياء ودرجة حرارة التشغيل وعمق التفريغ وتكرار الدورات ومعدلات الشحن والتفريغ وإدارة النظام.

بدلاً من النظر فقط إلى الرقم الرئيسي لدورة الحياة، يجب على المصانع تقييم التدهور المتوقع في إطار ملف التشغيل الفعلي الخاص بها.

هل يمكن لـ BESS توفير طاقة احتياطية أثناء انقطاع الشبكة؟

نعم، إذا تم تصميم النظام وتكوينه لعملية النسخ الاحتياطي.

تعتمد مدة النسخ الاحتياطي المتاحة على سعة البطارية القابلة للاستخدام والحمل الكهربائي الذي يتم دعمه.

تختار العديد من المصانع إجراء نسخ احتياطي للأحمال الحرجة بدلاً من المنشأة بأكملها.

ما هي مدة الاسترداد النموذجية لـ BESS؟

ويختلف الاسترداد بشكل كبير بين المشاريع.

رسوم الطلب، وفروق أسعار شروط الاستخدام، واستخدام الطاقة الشمسية، وتكلفة المعدات، والحوافز، واستراتيجية تشغيل البطارية، وشروط التمويل يمكن أن تؤثر جميعها على النتيجة.

يعد النموذج المالي الخاص بالمشروع أكثر فائدة من الاعتماد على فترة الاسترداد العامة.