نطاق واسع-BESS: الحجم والاتصال بالشبكة والتكاليف والإيرادات

من الخارج، يبدو نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) واسع النطاق-مملًا تقريبًا: صفوف من الحاويات، ولوحة محولات، وساحة مسيجة. ومع ذلك، ما إذا كانت هذه الساحة ستحقق أرباحًا على مدار الخمسة عشر عامًا القادمة أو ستتحول إلى مسؤولية نقل بطيئة-، يتم تحديدها عادةً قبل فترة طويلة من وصول أي حاوية إلى الموقع - في قرارات تحديد الحجم، وتطبيق الاتصال البيني، والتفاصيل الدقيقة للضمان.

تتوقف معظم المقدمات حول توسيع نطاق تخزين المرافق-عند سرد المكونات. يعد هذا أمرًا جيدًا في القراءة الأولى، ولا يساعدك كثيرًا عندما تحدق في دراسة جدوى تحاول الاختيار بين نظام مدته -ساعتان وأربع-ساعات، أو تتساءل عن سبب بقاء تطبيق الربط البيني في قائمة الانتظار لمدة عامين. تمت كتابة هذا الدليل لهذا الموقف الثاني: ما هو الحجم الكبير لـ BESS-في الواقع، وكيف يعيد الحجم والمدة تشكيل حالة العمل، وما يتضمنه الاتصال بالشبكة فعليًا، وأين تذهب الأموال ومن أين تعود، والأخطاء التي تظهر مرارًا وتكرارًا في المشروعات ذات الأداء الضعيف.

ما المقصود بـ BESS-على نطاق واسع حقًا؟

إن نظام BESS واسع النطاق- عبارة عن نظام لتخزين البطاريات تم إنشاؤه على الشبكة أومقياس المنفعة- يتم تصنيفها عادةً بالميغاواط (MW) من الطاقة والميغاواط-ساعة (MWh) من الطاقة - ومتصلة على جانب الشبكة، أو بجانب مولد كبير أو حمل صناعي، بدلاً من الجلوس خلف عداد مبنى واحد.

ما يفصله عن النظام التجاري الأصغر ليس الحجم فقط. يتم التعامل مع -BESS واسع النطاق كأصل شبكة قابل للتوزيع: وهو شيء من المتوقع أن يستجيب لإشارات الأسعار أو تعليمات مشغل الشبكة- أو ملف تعريف الجيل، ويستمر في الأداء وفقًا لمعيار متعاقد عليه لمدة عقد أو أكثر.

تشمل نقاط الاتصال النموذجية ما يلي:

• محطة فرعية للنقل أو التوزيع، كأصل تخزين مستقل
• مزرعة للطاقة الشمسية، تشترك في نفس نقطة الاتصال البيني في تكوين مشترك-أو مشترك-متصل بالتيار المستمر
• مزرعة رياح تعمل على تسهيل الإنتاج وتحويل الطاقة إلى ساعات ذات قيمة{{0}أعلى
• موقع صناعي كبير أو مجمع للطاقة، لإدارة رسوم الطلب والموثوقية

تتبع التطبيقات نقطة الاتصال: موازنة الطاقة، والاستجابة للتردد وغيرها من خدمات استقرار الشبكة، وتوفير السعة، والتثبيت المتجدد، وتقليل التقليص، وتخفيف الازدحام، والطاقة الاحتياطية للأحمال الحرجة.

داخل النظام: المكونات الأساسية للأداة المساعدة-توسيع نطاق التخزين

إن منطق التشغيل بسيط في توضيحه: يتم شحن النظام عندما تكون الكهرباء وفيرة أو رخيصة ويتم تفريغها عندما تكون نادرة أو باهظة الثمن. ما يجعل هذا الأمر معقدًا على نطاق واسع هو أن النظام عادةً ما يوازن عدة إشارات في وقت واحد - توقعات أسعار الجملة، وأسعار السوق الإضافية، وتعليمات إرسال مشغل الشبكة-، والالتزامات التعاقدية، وحالة الشحن وحدود التدهور الخاصة به. البطارية التي يتم تفريغها في اللحظة الخاطئة لا تفوت فرصة تحقيق الدخل فحسب؛ قد لا يكون لديها ما يكفي من الطاقة للوفاء بالتزام السعة بعد ساعة.

الثمانية مكونات أساسيةالتي تجعل هذا ممكنًا ليست اختيارات تصميم مستقلة - كل واحد منها يقيد الآخرين:

إن تطبيق معدل C-المرتفع يقيد التصميم الكيميائي والتبريد الذي سيعمل. متطلبات كود الشبكة - تقيد أجهزة الكمبيوتر. تعمل متطلبات كود مكافحة الحرائق- على تقييد تخطيط الموقع، مما يؤدي بدوره إلى تقييد مقدار السعة المناسبة فعليًا للأرض المتاحة. قم بتصميم مكون واحد بشكل منفصل ويميل الآخرون إلى التراجع.

MW مقابل MWh: لماذا تحدد المدة كل شيء تقريبًا

هذه هي نقطة الالتباس الأكثر شيوعًا في المحادثات-المرحلة المبكرة حول حجم التخزين - والنقطة ذات العواقب المالية الأكبر.

ميغاواطهي الطاقة: مقدار الكهرباء التي يمكن للنظام توفيرها في أي لحظة.ميغاواط ساعةهي الطاقة: مقدار ما يمكنها توصيله إجمالاً قبل أن تحتاج إلى إعادة الشحن. قم بتقسيم الطاقة على الطاقة وتحصل على المدة. نظام 100 ميجاوات / 400 ميجاوات في الساعة عبارة عن نظام مدته أربع-ساعات - ويمكنه استيعاب 100 ميجاوات من الإنتاج لمدة أربع ساعات تقريبًا قبل أن يصبح فارغًا. يتمتع نظام 100 ميجاوات / 200 ميجاوات في الساعة بقدرة لحظية متطابقة ونصف القدرة على التحمل.

كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا، والأحمال المساعدة، وعمق-حدود التفريغ- تعني أن المدة الحقيقية القابلة للاستخدام تكون أقل بقليل من حساب لوحة الاسم. وينبغي بناء النماذج المالية على الطاقة القابلة للاستخدام، وليس على القدرة الاسمية.

شيئين يتبعان من هذا. يجب أن تنبثق المدة من تحليل الإيرادات، وليس العكس - يكون نظام الأربع-الساعات منطقيًا حيث يتطلب سوق السعة المحلية أربع ساعات للحصول على الرصيد الكامل، وهو -مبني بشكل زائد وأقل من-الأرباح في سوق تكون فيه الاستجابة السريعة للترددات هي السائل الحقيقي فقط.

والثاني هو أن متطلبات المدة تتحرك. مع نمو اختراق التخزين في نظام معين، يميل رصيد السعة الإضافية الذي تكتسبه البطارية لنفس المدة إلى تقليص - نمطدراسة العقود الآجلة للتخزين في NRELوقد تتبعت أبحاث مدى كفاية الموارد{0}}ذات الصلة مع توسع نطاق نشر وحدات التخزين عبر الأسواق الأمريكية، مع احتفاظ الأنظمة ذات المدة الأطول-بشكل عام بقدر أكبر من قيمة سعتها مع ارتفاع معدل الانتشار. إذا كان نموذج المشروع يعتمد على إيرادات السعة، فمن المفيد-اختبار ما يحدث إذا امتدت مدة التأهل خلال العمر التشغيلي للأصل، وما إذا كانت الزيادة يمكن أن تسد هذه الفجوة دون إعادة بناء كاملة.

اختيار كيمياء البطارية -لمشروعات توسيع نطاق الشبكة

يستخدم معظم التخزين على نطاق واسع-في الوقت الحالي فوسفات حديد الليثيوم (LFP)، مع النيكل-المنغنيز-الكوبالت (NMC)، وبشكل متزايد، كيمياء أيونات الصوديوم- الموجودة أيضًا في السوق. يجدر اتخاذ القرار عمدا وليس بشكل افتراضي.

بالنسبة لمعظم المشروعات الثابتة التي يتم ركوبها مرة أو مرتين يوميًا دون قيود شديدة على الأرض، فإن LFP هو الاختيار السائد - إلى حد كبير بسبب سلوكها الحراري وعمر الدورة. لا تزال NMC تكسب مكانهاأنظمة الحاوياتحيث كل متر مربع من مساحة الفناء نادر حقًا.

لكن الكيمياء ليست هي السؤال الأكثر أهمية في نهاية المطاف. ما يضمنه الضمان فعليًا. يمكن لنظامين بمواصفات لوحة اسم متطابقة أن يحملا نهاية مضمونة مختلفة جدًا-لسعة الحياة-، وبدلات دورة مختلفة، وشروط مختلفة تؤدي إلى إبطال التغطية. اقرأ مستندات الضمان سطرًا بسطر قبل مقارنة الأسعار الرئيسية.

الاتصال بالشبكة: المرحلة التي تقلل من تقديرها معظم المشاريع

يتم تأخير أو التخلي عن المزيد من مشاريع -BESS الكبيرة الحجم بسبب التوصيل البيني أكثر من أي شيء يتعلق بالبطاريات نفسها.

اعتمادًا على الاختصاص القضائي وجهد الاتصال، سيتطلب مشغل المرافق أو النظام عادةً مزيجًا من:

• دراسات حالة تدفق التحميل والثبات-- هل تستطيع الشبكة استضافة عملية الحقن والسحب في هذه المرحلة؟
• -دراسات الدائرة القصيرة - هل تؤدي الإضافة إلى دفع مستويات الخطأ إلى ما هو أبعد من تقييمات المعدات الحالية؟
• تنسيق الحماية - هل ستظل أنظمة الحماية الحالية تعمل بشكل صحيح؟
• تحليل التوافقيات والطاقة-الجودة، نظرًا لأن الموارد المستندة إلى العاكس-تقدم توافقيات يجب أن تظل ضمن الحدود
• الدراسات الديناميكية ودراسات الاستقرار، مطلوبة عادةً عند الفولتية الأعلى والسعات الأكبر
• التوافق مع كود الطاقة التفاعلية والشبكة-، مما يغطي توصيل الجهد الكهربي-من خلاله والقدرة التفاعلية

يمكن لأي من هذه الدراسات أن تؤدي إلى متطلبات ترقية الشبكة-، وعادةً ما تقع هذه التكلفة على عاتق المطور - مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تغيير اقتصاديات المشروع ماديًا بين دراسة الجدوى الأولية والإغلاق المالي.

تختلف الجداول الزمنية بشكل كبير حسب السوق، ومن الجدير التعامل مع هذا التباين كمدخل تخطيط وليس فكرة لاحقة.دراسات الاتصالعلى مستوى التوزيع يمكن أن يكون واضحا في بعض الأحيان في أشهر؛ وفي شبكات النقل المزدحمة، تبدو الصورة مختلفة تمامًا. مختبر لورانس بيركلي الوطنيفي قائمة الانتظاروقد وجد تتبع قوائم انتظار التوصيل البيني في الولايات المتحدة أن متوسط ​​الوقت المستغرق من طلب التوصيل البيني إلى التشغيل التجاري يمتد الآن إلى ما يزيد عن خمس سنوات بالنسبة للعديد من المشاريع التي تصل إلى الاكتمال، مع بناء أقلية فقط من المشاريع الموجودة في قائمة الانتظار في نهاية المطاف. إن الموقع الذي يتمتع بتوقعات إيرادات متواضعة واتصال سريع وغير مكلف يتفوق في كثير من الأحيان على موقع يتمتع بإمكانات إيرادات ممتازة وينتظره لمدة -سنوات.

هناك ثلاثة أشياء تساعد في إدارة هذه المخاطر مبكرًا: التحقق من قائمة الانتظار المنشورة وحالة المعالجة للشبكة المستهدفة قبل الالتزام بالموقع؛ انظر إلى مكان اتصال وحدة التخزين القريبة بالفعل، نظرًا لأن الجزء الذي تم استيعابه بالفعل-قد يكون به مساحة أقل أو قد يحمل بالفعل الترقيات المطلوبة؛ وتسعير مخاطر الترقية بشكل صريح، وتحمل احتمالية التعزيز بدلاً من افتراض أفضل الحالات.

ما هي تكلفة-BESS الكبيرة فعليًا

تعد البطارية نفسها أكبر بند فردي، ولكنها عادة ما تكون أقل بكثير من الإجمالي. واقعيةانهيار التكلفةلديه أربع طبقات:

معدات- وحدات البطاريات، والأرفف أو الحاويات، وأجهزة الكمبيوتر، والمحولات، ومفاتيح الجهد المتوسط-، والكابلات، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) أو التبريد السائل، واكتشاف الحرائق وإخمادها، وأجهزة EMS وSCADA، والقياس، والطاقة المساعدة، وأمن الموقع.

توازن المصنع والبناء- حيازة الأراضي أو استئجارها، والأعمال المدنية، والأساسات، والصرف الصحي، وطرق الوصول، والسياج، وحفر خنادق الكابلات، ونطاق الهندسة والتركيب لمقاول EPC.

الاتصال بالشبكة والتكاليف الناعمة- رسوم طلب التوصيل البيني، ودراسات الشبكة، وأي تعزيزات مطلوبة، والتصاريح، والتقييم البيئي، والتكاليف القانونية، والتأمينية، والتمويلية، واختبار التشغيل والامتثال.

تكاليف مدى الحياة- العمليات والصيانة، واتفاقيات الضمان والخدمة، وتجديدات التأمين، وقطع الغيار، وترخيص البرامج، ورسوم المشاركة في السوق، والزيادة: إضافة القدرة لاحقًا لتعويض التدهور.

المدة هي الأكثر تحركًا للرقم، نظرًا لأن سعة الطاقة تقيس أكبر مكون للتكلفة بشكل خطي تقريبًا - من ساعتين إلى أربع ساعات لا يؤدي إلى مضاعفة إجمالي تكلفة المشروع، ولكنه يحركها بشكل كبير. يعد تعزيز الشبكة هو عنصر التباين الأوسع- في النموذج بأكمله: فالمشروع الذي يحتاج إلى امتداد محطة فرعية يعد مشروعًا مختلفًا من الناحية المالية. تعمل ظروف الموقع، وكود الشبكة- ومتطلبات السلامة، وإستراتيجية التعزيز التي تم اختيارها مقدمًا على إضافة الأموال أو توفيرها بطرق نادرًا ما تظهر في عرض أسعار أولي للمعدات.

من الأخطاء الشائعة مقارنة أسعار الموردين على أساس $/kWh وحده. يمكن أن يشير عرضا أسعار بنفس السعر $/kWh إلى تكاليف إجمالية مختلفة تمامًا للمشروع بمجرد مقارنة حدود النطاق وشروط الضمان والأنظمة المساعدة المطلوبة سطرًا تلو الآخر.

كيف تحقق الأداة المساعدة- من خلال توسيع نطاق مشروعات BESS الأموال

تأتي إيرادات خدمات BESS على نطاق واسع- عادةً من مزيج من موازنة الطاقة، والخدمات الإضافية، ومدفوعات السعة، والتثبيت المتجدد وتقليل التقليص، وتخفيف الازدحام أو تأجيل الشبكة، وترتيبات رسوم المرور المتعاقد عليها.

إن الجمع بين العديد من هذه - تكديس الإيرادات - هو في الحقيقة الطريقة التي تحقق بها معظم مشروعات التجار عوائد قابلة للتطبيق. كما يتم صياغتها بشكل روتيني بشكل متفائل للغاية، لثلاثة أسباب. إن حالة شحن البطارية لالتزام احتياطي ليست حرة في المراجحة بنفس الطاقة في نفس الوقت، لذلك لا يمكن ببساطة جمع الحدود القصوى النظرية من الأسواق المختلفة. يؤدي التكديس القوي إلى زيادة الإنتاجية، مما يؤدي إلى تسريع التدهور ويمكن أن يؤدي إلى انتهاك الحد المسموح للدورة المكتوب في الضمان. والأسواق المساعدة صغيرة مقارنة بأسواق الطاقة - مع دخول المزيد من وحدات التخزين، تنضغط الأسعار في تلك الأسواق الأضيق، وهو نمط واضح بالفعل في العديد من أسواق التخزين المبكرة مع توسع نطاق النشر.

يتمثل الأسلوب الأكثر موثوقية في صياغة الإيرادات من خلال محاكاة الإرسال التي تحترم حالة الشحن وحدود الدورة وقواعد أهلية السوق - وليس عن طريق إضافة متوسطات سوق منفصلة والأمل في حل القيود بنفسها.

ما الذي يدفع في الواقع عوائد قوية

تقريبًا من حيث النفوذ، هذه هي المتغيرات التي تقرر ما إذا كانت عوائد المشروع ستصمد أم لا:

انتشار السعر المحقق.إن الفجوة بين أسعار الشحن والتفريغ، بعد خصم كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا{{0})، هي المحرك لإيرادات التجار. اختبره مقابل بيانات الأسعار التاريخية للعقدة المحددة، وليس المتوسط ​​الوطني.

إجمالي تكلفة التركيب، بما في ذلك التوصيل البيني.خط التعزيز-الشبكة هو المكان الذي تنكسر فيه النماذج في أغلب الأحيان، كما هو موضح أعلاه.

التوفر.تتركز الإيرادات في عدد صغير من -الساعات ذات القيمة العالية، لذا فإن عدم الاتصال بالإنترنت أثناء هذه الساعات يكون مكلفًا بشكل غير متناسب - مما يجعل التخطيط لجودة التشغيل والصيانة وقطع الغيار قرارًا ماليًا، وليس مجرد قرار فني.

خطة التدهور والزيادة.القدرة تتلاشى مع الاستخدام والعمر. النموذج الذي يفترض سعة اللوحة في السنة العاشرة ليس نموذجًا في الحقيقة.

كفاءة الرحلات ذهابًا وإيابًا-.كل نقطة مئوية هي ضريبة دائمة على كل دورة طوال عمر الأصل. قارن كفاءة التيار المتردد - إلى - التيار المتردد عند نقطة التوصيل البيني، بما في ذلك الأحمال المساعدة، بدلاً من التيار المستمر - إلى - التيار المستمر عند الحامل.

هيكل العقد.اتفاقية الرسوم تتداول بشكل صعودي من أجل القابلية المصرفية. تعرض التاجر يفعل العكس. ويعتمد الخيار الأفضل على ظروف التمويل، وليس على الظروف التي تنتج معدل العائد الداخلي الأعلى.

السلامة والامتثال ليست إضافات اختيارية

وعلى هذا النطاق، تعمل السلامة كبوابة تصريح وشرط تأمين وشرط تمويل - وليس فقط شرطًا هندسيًا.

العناصر الأساسية هي الوقاية (جودة الخلية، وتصميم نظام إدارة المباني، والإدارة الحرارية، والحماية من الشحن الزائد ودرجة الحرارة الزائدة)، والكشف (الاستشعار عن الغاز والدخان والحرارة مع المراقبة المستمرة عن بعد)، والاحتواء (تباعد الحاويات، وتنفيس الحريق، والتخطيط الذي يحد من الانتشار بين الوحدات)، والاستجابة (أنظمة الإخماد، والإغلاق في حالات الطوارئ، وحجم الوصول لأجهزة مكافحة الحرائق، وخطة استجابة متفق عليها مع هيئة مكافحة الحرائق المحلية).

يقوم معياران بمعظم الرفع الثقيل في أمريكا الشمالية.NFPA 855يحدد متطلبات التثبيت والتباعد والحماية من الحرائق-لأنظمة التخزين الثابتة، وقد أولت إصداراته الأخيرة مزيدًا من التركيز على-اختبار الحرائق على نطاق واسع والتحكم في الانفجارات.يو ال 9540 أهي طريقة اختبار مصاحبة تُستخدم لتقييم سلوك النظام عند دفعه إلى حالة الانفلات الحراري، والعمل من خلال اختبار مستوى الخلية والوحدة النمطية والوحدة والتثبيت- لتحديد ما إذا كان التصميم يحتوي بالفعل على فشل. تميل المعدات التي لم يتم تقييمها مقابل كليهما إلى مواجهة مشكلات السماح في وقت متأخر، عندما تكون إعادة التصميم باهظة الثمن. تأكيدشهادة مايالحالة تستحق القيام بها قبل اختيار المعدات وليس بعده.

إن إشراك هيئة الإطفاء المحلية مبكرًا - أثناء الجدوى، وليس عند السماح - هو أحد أرخص خطوات تقليل المخاطر-المتوفرة. تختلف المتطلبات بشكل كبير بين الولايات القضائية، وقد يؤدي التغيير-المرحلة المتأخرة في التباعد أو الحذف إلى إعادة تصميم تخطيط الموقع بالكامل.

الأخطاء التي تعطل-توسيع نطاق مشروعات البطاريات الخاصة بالشبكة

• التحجيم قبل وجود نموذج العمل.الاستقرار على "100 ميجاوات / 400 ميجاوات في الساعة" ومن ثم البحث عن إيرادات لتبريرها، بدلاً من استخلاص الطاقة والمدة من الأسواق المتوفرة فعلياً في تلك العقدة.
• التعامل مع الربط البيني كعمل ورقي.إنه عنصر التباين الأعلى- في كل من الجدول الزمني والتكلفة، والمشروعات التي تتعامل معه كعنصر إداري تكتشف المشكلة بعد فوات الأوان لتغيير الموقع.
• نمذجة التدهور كفكرة لاحقة.بافتراض قدرة مستقرة، أو تطبيق نسبة سنوية ثابتة لا تعكس المظهر الحقيقي لركوب الدراجات، ينتج عوائد لا تظهر أبدًا.
• مقارنة الموردين بسعر الكيلوواط ساعة وحده.بدون تطبيع النطاق، وشروط الضمان، ونهاية -السعة-العمرية المضمونة، وبدل الدورة، فإن المقارنة لا تعني الكثير.
• تكديس الإيرادات على ورق لا يمكن تكديسه أثناء التشغيل.إن جمع متوسطات السوق دون قيود الإرسال هو الطريقة الأكثر شيوعًا التي يبالغ فيها النموذج في تقدير العائدات.
• تصميم الموقع قبل التأكد من متطلبات الحريق والتباعد.يمكن أن تؤدي التغييرات المتأخرة في المسافات الفاصلة إلى تقليص السعة القابلة للاستخدام أو فرض تخطيط جديد.
• تجاهل الحمل المساعد.يقوم التبريد والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) وعناصر التحكم بسحب الطاقة بشكل مستمر - على نطاق موازنة رفيع، وهذا ليس خطأ تقريبيًا.
• لا يوجد طريق زيادة.إن تخطي المساحة المحجوزة أو القدرة الكهربائية أو الشرط التعاقدي للزيادة يؤدي إلى اتخاذ قرار أسوأ في السنة السابعة.
• التقليل من أهمية التشغيل والصيانة وقطع الغيار-الطويلة المصنوعة من الرصاص.يمكن أن يؤدي فشل المحول دون استراتيجية احتياطية إلى فقدان الإيرادات لعدة أشهر.
• تخطي مراجعة كود الشبكة- قبل اختيار المعدات.يعد اكتشاف عدم قدرة أجهزة الكمبيوتر الشخصية بعد الشراء على تلبية متطلبات الرحلة أو المتطلبات التفاعلية أمرًا مكلفًا وبطيئًا في الإصلاح.

• التعليمات

تلخيص

عبر مشاريع BESS الناجحة والكبيرة الحجم، يميل النمط إلى التكرار: تأتي أطروحة الإيرادات أولاً، ويتم التحقق من صحة نقطة الاتصال مبكرًا، وتتبع المدة السوق بدلاً من التسويق، ويتم تصميم التدهور والسلامة بدلاً من اكتشافهما لاحقًا.

في مرحلة الفحص، يقوم مدخلان بإزالة المواقع غير القابلة للحياة أكثر من أي قدر من بيانات الأسعار التاريخية لمقارنة المعدات - في العقدة المرشحة، وحالة قائمة انتظار الاتصال البيني الحالية لتلك الشبكة. بمجرد التحقق من صحة فرضية الإيرادات ومسار الاتصال، فإن الخطوة التالية هي مراجعة المواصفات مقابل منتجات السوق التي ينوي المشروع تقديمها فعليًا، متبوعة بمقارنة الموردين مثل-بالنسبة-المثل على النطاق والضمان والنهاية المضمونة-لسعة الحياة-بدلاً من السعر الرئيسي. إذا كان من المفيد الاطلاع على خيارات الحجم والاتصال لموقع معين،تحدث إلى فريقنا.