Energia solar e armazenamento em baterias para locais com baixo autoconsumo: de onde vem o valor?

O baixo consumo de energia solar geralmente indica um desajuste de tempo, e não necessariamente uma geração fotovoltaica fraca. Um telhado comercial pode atingir seu pico de produção ao meio-dia, enquanto as maiores demandas ocorrem no final da tarde, durante o turno da noite ou durante a madrugada.

A energia solar e o armazenamento em baterias podem transferir parte desse excedente para um período de operação posterior. A bateria não gera mais energia solar; ela altera o momento em que essa energia está disponível. Seu valor depende da curva de carga, das regras de exportação, da estrutura tarifária, dos requisitos de reserva e da quantidade de energia excedente que pode ser capturada. Portanto, um sistema de armazenamento de energia em baterias deve ser analisado como parte do modelo operacional do local, e não adicionado automaticamente a todos os projetos fotovoltaicos.

O que o baixo autoconsumo de energia solar revela sobre o local?

Antes de selecionar o sistema de armazenamento, a equipe do projeto precisa identificar por que a energia fotovoltaica está saindo do local ou sendo limitada.

A produção de energia solar e a demanda das instalações atingem o pico em momentos diferentes.

A produção de energia fotovoltaica geralmente atinge seu pico perto do meio-dia. A demanda das instalações pode seguir um padrão diferente. Uma fábrica pode ter um pico de inicialização pela manhã, uma alta carga de produção à tarde ou um segundo turno após o pôr do sol. Hotéis e armazéns também podem apresentar cargas mais pesadas após a queda da produção de energia solar.

O consumo mensal não reflete essa periodicidade. A avaliação do projeto deve comparar os dados de geração fotovoltaica e de carga no mesmo intervalo de 15 ou 30 minutos. A questão relevante não é apenas quanta energia o local consome, mas quando a consome.

A energia solar exportada tem valor diferente em locais diferentes.

O excedente de energia solar pode ser vendido à rede elétrica, limitado por um teto de exportação ou restringido por um sistema de controle antirretorno. Esses resultados não são financeiramente equivalentes.

Quando a compensação pela exportação é favorável, enviar o excedente de energia fotovoltaica para a rede pode continuar sendo uma opção viável. Quando a compensação é baixa, transferir essa energia para um período posterior pode ser mais vantajoso. Limites rigorosos para exportação também podem tornar o armazenamento comercial em baterias útil quando o excedente de energia fotovoltaica seria, de outra forma, desperdiçado.

Um pico de consumo de energia de curta duração ao meio-dia exige uma potência de carregamento diferente, proveniente de uma ampla janela de excedente de quatro horas. Portanto, o valor de armazenamento depende tanto de kW quanto de kWh.

Onde a energia solar e o armazenamento em baterias criam valor?

Para locais com baixo autoconsumo, as principais oportunidades são a transferência de energia, a gestão das exportações e a coordenação com o controle da demanda de pico.

Transferir a energia solar do meio-dia para cargas de instalações mais tarde.

O excedente de energia fotovoltaica pode carregar a bateria durante o dia e, em seguida, alimentar a instalação após a queda na produção solar. Isso pode reduzir as compras da rede durante um pico de produção à tarde, uma demanda comercial à noite ou durante a operação noturna.

O benefício depende da capacidade utilizável, da potência do PCS e da carga posterior. Se o PCS não conseguir absorver um pico fotovoltaico de curta duração, parte do excedente ainda poderá ser exportado. Um PCS de alta potência com energia limitada pode suportar um pico breve, mas não uma carga prolongada no período noturno.

A energia solar combinada com o armazenamento deve, portanto, corresponder ao formato do fluxo de energia, e não apenas aos totais diários.

Reduzir a exportação, o refluxo ou o corte de energia fotovoltaica

Quando a carga do local cai abaixo da produção fotovoltaica, um sistema de gestão de energia (EMS) configurado corretamente pode coordenar o carregamento da bateria para que o excedente disponível seja armazenado antes que o limite de exportação seja atingido.

O armazenamento não elimina completamente a redução da produção. A bateria pode já estar cheia, reservada para uso como reserva ou limitada pela capacidade de carregamento. Longos períodos de excedente também podem exceder a capacidade disponível. Essa vantagem é maior quando os limites de exportação são rigorosos, a compensação para exportação é baixa e o excedente de energia fotovoltaica ocorre regularmente. Ela é menor quando a exportação é irrestrita e financeiramente atrativa.

Combine o autoconsumo de energia solar com o controle da demanda de pico.

A mesma bateria pode ser carregada pela energia fotovoltaica gerada ao meio-dia, descarregada durante um pico de demanda posterior e reter energia para uso como reserva. Esses objetivos competem pela mesma energia armazenada.

Uma grande reserva deixa menos capacidade para o deslocamento da energia solar, enquanto a descarga antecipada pode deixar energia insuficiente para o pico real.

As prioridades operacionais devem ser definidas antes do comissionamento. A estratégia deve estipular qual objetivo vem primeiro, quanta reserva deve permanecer e quando o carregamento ou descarregamento deve ser interrompido. Nossa visão mais ampla soluções de energia solar e armazenamento Podem suportar diferentes objetivos operacionais, mas os dados do local devem definir a ordem de prioridade.

Quando o armazenamento pode agregar valor comercial limitado?

Uma baixa taxa de autoconsumo é um sinal de triagem, mas não comprova que o armazenamento será economicamente viável.

As cargas diurnas já consomem a maior parte da produção fotovoltaica.

Uma fábrica com produção estável durante o dia pode já consumir quase toda a energia solar disponível. Adicionar uma bateria grande apenas para aumentar o autoconsumo pode proporcionar uma melhoria limitada.

A compensação de exportação ou a margem tarifária é muito pequena.

Se a compensação pela exportação for próxima do preço de compra, o armazenamento de energia pode oferecer valor adicional limitado após serem consideradas as perdas de conversão, o consumo auxiliar e os ciclos de carga e descarga da bateria. O mesmo se aplica quando os preços por horário de consumo apresentam pouca diferença entre os períodos de carga e descarga.

Requisitos de backup: Utilize a maior capacidade disponível

Uma instalação que precisa preservar energia para cargas críticas pode manter um alto nível mínimo de carga. Quanto maior a carga crítica e maior a duração da reserva de energia, menor a capacidade disponível para o deslocamento da geração solar, a adaptação às tarifas ou o corte de picos de demanda.

Somente a parcela despachável, após serem consideradas a capacidade utilizável e a capacidade de reserva, pode suportar os objetivos comerciais rotineiros.

Que dados indicam se um site vale a pena ser analisado?

Uma análise confiável começa com dados temporais. As faturas mensais identificam o consumo total e as tarifas, mas não mostram quando ocorrem os picos de excedente de energia fotovoltaica ou de demanda.

Sobreposição das curvas de geração e carga fotovoltaica

Comece com um perfil de 15 ou 30 minutos que abranja a carga e a geração fotovoltaica. Identifique períodos de excedente, excedente máximo de potência, níveis de carga mais tardios, diferenças de fim de semana e variações sazonais.

Essa sobreposição mostra se o excedente de energia tem uma destinação útil mais tarde no dia. Também revela se a principal restrição é a capacidade da bateria, a potência do PCS ou o controle de exportação. Um sistema de armazenamento de energia em baterias dimensionado apenas com base no consumo anual pode não atender a nenhum desses três fatores.

Quantificar tarifas, limites de exportação e necessidades de reservas.

O perfil técnico deve ser combinado com os preços da eletricidade, tarifas de demanda, compensação de exportação, limites de exportação, capacidade do transformador, tensão da rede, cargas críticas e duração alvo do backup.

A produção planejada, o carregamento de veículos elétricos ou a expansão da energia fotovoltaica também podem alterar o cenário operacional.

Como o serviço de emergência médica deve equilibrar objetivos conflitantes?

Uma vez que o argumento a favor da proposta esteja claro, o sistema de gestão de energia (EMS) deve convertê-lo em um cronograma operacional.

Defina uma ordem de prioridades clara antes do comissionamento.

Uma sequência típica pode preservar uma reserva mínima de segurança, carregar a partir do excedente de energia fotovoltaica disponível, limitar a demanda da rede no período da tarde e descarregar ainda mais apenas durante períodos selecionados de preços elevados.

A ordem varia conforme o local. O armazenamento refrigerado pode priorizar a proteção da energia de reserva, enquanto uma fábrica pode priorizar o controle de pico e uma unidade com exportação zero pode preservar a capacidade de carga.

O sistema de gestão de energia (EMS) deve definir o que acontece quando os objetivos entram em conflito, para que a bateria não atinja um nível de carga baixo antes do período em que é mais valiosa.

Atualize a estratégia conforme as condições do local mudarem.

A produção fotovoltaica varia conforme a estação do ano, os turnos de produção se alteram, as tarifas mudam e os limites das baterias respondem à temperatura e ao estado de carga. O sistema de gestão de energia (EMS) deve utilizar dados confiáveis ​​de medidores, painéis fotovoltaicos, cargas e baterias, enquanto as alterações de parâmetros permanecem controladas e registradas.

Isso mantém a estratégia de armazenamento de baterias comerciais alinhada com as condições atuais.

Que projeto de sistema deve ser compatível com o plano de mudança de energia?

A alimentação do PCS, a capacidade da bateria, o método de acoplamento, o controle de exportação e as comunicações devem suportar o mesmo objetivo operacional.

A potência do PCS e a capacidade da bateria resolvem problemas diferentes.

A potência do PCS em kW determina a rapidez com que o sistema pode absorver o excedente de energia fotovoltaica ou alimentar uma carga. A capacidade da bateria em kWh determina quanta energia pode ser transferida e por quanto tempo a descarga pode continuar.

Um excedente de energia fotovoltaica de curta duração e alta intensidade pode exigir maior potência de carregamento, mas capacidade modesta. Uma demanda prolongada durante a noite pode exigir maior capacidade energética, mesmo quando a potência de descarga é moderada. O projeto também deve levar em consideração a capacidade utilizável, o estado de carga de reserva, as perdas de conversão e os limites operacionais.

Acoplamento, controle de exportação e comunicação devem funcionar em conjunto.

Os sistemas acoplados em CA e CC utilizam caminhos de energia diferentes. A escolha depende de se o armazenamento será adicionado a um sistema fotovoltaico existente ou instalado em um novo sistema.

O medidor de energia, o inversor fotovoltaico, o PCS, o BMS e o EMS devem trocar dados corretos. O controle antirretorno exige medições precisas no ponto de conexão à rede. Comunicação deficiente ou dados atrasados ​​podem contribuir para limitações desnecessárias da geração fotovoltaica ou exportação não intencional de energia.

A proteção da rede, o monitoramento, as permissões e os requisitos de expansão devem ser confirmados antes do pedido.

Como um sistema integrado de armazenamento de energia comercial e industrial pode apoiar a transição para a energia solar?

Sistemas integrados podem reduzir o trabalho de interface ao combinar baterias, PCS (Sistema de Controle de Partida), controles, proteção, gerenciamento térmico e comunicações.

No SunwayConfiguramos sistemas de armazenamento de energia de acordo com os requisitos de potência, energia, rede, local e operação do projeto.

O Sistema de armazenamento de energia (ESS) Sunway de 100 kW/261 kWh com refrigeração líquida Combina uma bateria LFP de 261 kWh com uma potência nominal de saída CA de até 125 kW, dois canais MPPT, BMS, EMS, arquitetura PCS modular, distribuição de energia, proteção contra incêndio e controle ambiental. O gabinete externo IP55 utiliza refrigeração líquida e suporta comunicação CAN, Ethernet e RS485.

A entrada de energia fotovoltaica afeta o carregamento solar, a saída do sistema de controle de energia (PCS) afeta o suporte à carga e a energia armazenada afeta a duração da descarga. O sistema de gerenciamento de energia (EMS) aloca essas capacidades entre autoconsumo, controle de pico e reserva.

A montagem e os testes em fábrica podem reduzir o trabalho de integração no local, mas os requisitos locais de rede elétrica, incêndio, cabeamento, proteção e comissionamento ainda se aplicam.

Aumente o valor da energia solar somente quando os dados do local o permitirem.

A energia solar e o armazenamento em baterias geram valor quando resolvem um problema comprovado de sincronização, exportação, demanda ou backup. O baixo autoconsumo por si só não é suficiente para justificar um sistema.

Os projetos mais robustos combinam excedente regular ao meio-dia com uma carga mais tardia, um acordo de exportação desfavorável, tarifas de demanda significativas ou um requisito de backup que suporte outro objetivo. A seleção de equipamentos deve, portanto, ser adequada ao local, considerando a potência do PCS (Sistema de Controle de Potência), a capacidade utilizável, a arquitetura de comunicação e as prioridades do EMS (Sistema de Gerenciamento de Energia).

Compartilhe conosco o perfil fotovoltaico, a curva de carga, o limite de exportação, os períodos tarifários e a meta de reserva. Podemos identificar quando ocorre excedente de energia solar, estimar quanta energia pode ser transferida e ajudá-lo(a) a obtê-la. Analise seu perfil de energia solar e de carga. antes de selecionar uma configuração.

Perguntas frequentes

P: Adicionar armazenamento de bateria sempre aumenta o autoconsumo de energia solar?

A: O armazenamento pode absorver parte do excedente de energia fotovoltaica que, de outra forma, seria exportado ou descartado, mas o resultado depende da capacidade da bateria, da potência de carregamento do PCS, da margem de segurança do estado de carga e da demanda posterior da instalação.

P: Qual a capacidade de bateria necessária para o excedente de energia solar comercial?

A: A capacidade deve ser baseada em curvas de geração fotovoltaica e de carga compatíveis no tempo, duração do excedente, potência de carregamento do PCS (Sistema de Controle de Potência), requisitos de reserva e o período de descarga pretendido. O tamanho do sistema fotovoltaico por si só não é suficiente.

P: Um único sistema de armazenamento de energia em baterias pode suportar energia solar, redução de picos de demanda e fornecimento de energia de reserva?

A: Sim, mas os três objetivos compartilham a mesma energia armazenada. O sistema de gestão de energia (EMS) deve definir prioridades, limites de reserva e cronogramas de carga e descarga para que um objetivo não impeça o outro.