Hệ thống năng lượng mặt trời và lưu trữ pin cho các địa điểm có mức tự tiêu thụ thấp: Giá trị đến từ đâu?

Lượng điện mặt trời tự tiêu thụ thấp thường là dấu hiệu của sự không phù hợp về thời gian hơn là do sản lượng điện mặt trời yếu. Một mái nhà thương mại có thể tạo ra sản lượng cao nhất vào giữa trưa, trong khi nhu cầu tiêu thụ điện lớn lại tập trung vào cuối buổi chiều, ca tối hoặc ban đêm.

Hệ thống năng lượng mặt trời và lưu trữ pin có thể chuyển một phần năng lượng dư thừa đó sang giai đoạn vận hành sau. Pin không tạo ra thêm năng lượng mặt trời; nó chỉ thay đổi khi năng lượng đó có sẵn. Giá trị của pin phụ thuộc vào đường cong phụ tải, quy định xuất khẩu, cấu trúc thuế quan, yêu cầu dự trữ và lượng điện năng dư thừa có thể thu được. Do đó, hệ thống lưu trữ năng lượng pin nên được xem xét như một phần của mô hình vận hành của dự án, chứ không phải tự động được thêm vào mọi dự án điện mặt trời.

Mức tiêu thụ điện mặt trời thấp cho thấy điều gì về địa điểm này?

Trước khi lựa chọn hệ thống lưu trữ, nhóm dự án cần xác định lý do tại sao năng lượng mặt trời lại bị thất thoát hoặc bị hạn chế tại địa điểm dự án.

Sản lượng điện mặt trời và nhu cầu sử dụng điện đạt đỉnh điểm vào những thời điểm khác nhau.

Sản lượng điện mặt trời thường đạt đỉnh điểm vào khoảng giữa trưa. Nhu cầu sử dụng điện của các cơ sở có thể theo một mô hình khác. Một nhà máy có thể có đỉnh điểm khởi động vào buổi sáng, tải sản xuất cao vào buổi chiều hoặc ca làm việc thứ hai sau khi mặt trời lặn. Khách sạn và nhà kho cũng có thể chịu tải cao hơn sau khi sản lượng điện mặt trời giảm.

Mức tiêu thụ hàng tháng không thể hiện được yếu tố thời gian này. Việc đánh giá dự án cần so sánh dữ liệu sản lượng điện mặt trời và dữ liệu tải điện trên cùng một khung thời gian 15 phút hoặc 30 phút. Câu hỏi quan trọng không chỉ là lượng năng lượng mà địa điểm đó sử dụng, mà còn là thời điểm sử dụng năng lượng đó.

Giá trị của năng lượng mặt trời xuất khẩu khác nhau tùy thuộc vào địa điểm.

Năng lượng mặt trời dư thừa có thể được bán cho lưới điện, bị giới hạn bởi mức xuất khẩu tối đa, hoặc bị hạn chế bởi hệ thống kiểm soát chống dòng chảy ngược. Về mặt tài chính, những kết quả này không tương đương nhau.

Trong trường hợp mức trợ cấp xuất khẩu thuận lợi, việc đưa lượng điện mặt trời dư thừa vào lưới điện vẫn có thể hợp lý. Trong trường hợp mức trợ cấp thấp, việc chuyển lượng năng lượng đó sang giai đoạn sau có thể mang lại giá trị cao hơn. Các giới hạn xuất khẩu nghiêm ngặt cũng có thể làm cho hệ thống lưu trữ pin thương mại trở nên hữu ích khi lượng điện mặt trời dư thừa bị cắt giảm.

Một sự tăng đột biến ngắn vào giữa trưa đòi hỏi công suất sạc khác so với khoảng thời gian dư thừa kéo dài bốn giờ. Do đó, giá trị lưu trữ phụ thuộc vào cả kW và kWh.

Năng lượng mặt trời và hệ thống lưu trữ pin tạo ra giá trị ở những lĩnh vực nào?

Đối với các địa điểm có mức tự tiêu thụ thấp, các cơ hội chính là chuyển đổi năng lượng, quản lý xuất khẩu và phối hợp với việc kiểm soát nhu cầu cao điểm.

Chuyển việc thu năng lượng mặt trời giữa trưa sang thời gian sử dụng điện muộn hơn trong nhà máy.

Lượng điện mặt trời dư thừa có thể sạc pin vào ban ngày, sau đó hỗ trợ hoạt động của nhà máy sau khi sản lượng điện mặt trời giảm. Điều này có thể giảm lượng điện mua từ lưới điện trong giờ cao điểm sản xuất buổi chiều, giờ cao điểm tiêu thụ điện thương mại buổi tối hoặc trong quá trình vận hành ban đêm.

Lợi ích phụ thuộc vào công suất khả dụng, công suất của bộ chuyển đổi quang điện (PCS) và tải sau đó. Nếu PCS không thể hấp thụ được đỉnh điện năng ngắn hạn từ hệ thống PV, một phần điện năng dư thừa vẫn có thể được xuất khẩu. Một PCS công suất cao với nguồn năng lượng hạn chế có thể hỗ trợ đỉnh điện năng ngắn hạn nhưng không thể đáp ứng tải kéo dài vào buổi tối.

Do đó, hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp với lưu trữ cần phải phù hợp với hình dạng của dòng năng lượng chứ không chỉ dựa vào tổng lượng năng lượng hàng ngày.

Giảm xuất khẩu, dòng chảy ngược hoặc cắt giảm sản lượng điện mặt trời.

Khi tải điện tại địa điểm giảm xuống dưới sản lượng điện mặt trời, một hệ thống quản lý năng lượng (EMS) được cấu hình đúng cách có thể điều phối quá trình sạc pin để lượng pin dư thừa được lưu trữ trước khi đạt đến ngưỡng xuất điện.

Hệ thống lưu trữ không thể loại bỏ hoàn toàn tình trạng cắt giảm sản lượng. Pin có thể đã đầy, được dành riêng cho mục đích dự phòng, hoặc bị giới hạn bởi công suất sạc. Thời gian dư thừa kéo dài cũng có thể vượt quá công suất khả dụng. Trường hợp này hiệu quả hơn khi các giới hạn xuất khẩu nghiêm ngặt, mức bồi thường xuất khẩu thấp và sản lượng điện mặt trời dư thừa xảy ra thường xuyên. Nó kém hiệu quả hơn khi xuất khẩu không bị hạn chế và có lợi về mặt tài chính.

Kết hợp tự tiêu thụ năng lượng mặt trời với kiểm soát nhu cầu tiêu thụ cao điểm.

Cùng một loại pin có thể được sạc bằng năng lượng mặt trời vào giữa trưa, xả năng lượng trong thời điểm nhu cầu cao điểm sau đó và lưu trữ năng lượng để dự phòng. Những mục tiêu này cạnh tranh nhau để sử dụng cùng một nguồn năng lượng được lưu trữ.

Lượng dự trữ lớn sẽ làm giảm khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời, trong khi việc xả năng lượng sớm có thể dẫn đến thiếu năng lượng cho thời điểm đỉnh điểm thực sự.

Các ưu tiên vận hành cần được xác định trước khi đưa vào vận hành. Chiến lược phải nêu rõ mục tiêu nào được ưu tiên hàng đầu, lượng dự trữ cần duy trì là bao nhiêu và khi nào nên dừng quá trình sạc hoặc xả. Chiến lược tổng thể của chúng ta giải pháp năng lượng mặt trời và lưu trữ có thể hỗ trợ các mục tiêu hoạt động khác nhau, nhưng dữ liệu tại chỗ phải xác định thứ tự ưu tiên.

Khi nào kho lưu trữ có thể mang lại giá trị thương mại hạn chế?

Tỷ lệ tự tiêu thụ thấp là một tín hiệu sàng lọc, nhưng nó không chứng minh rằng việc lưu trữ sẽ hiệu quả về mặt kinh tế.

Lượng điện năng tiêu thụ chủ yếu đến từ nhu cầu ban ngày của thị trường.

Một nhà máy có sản lượng ổn định vào ban ngày có thể đã tiêu thụ gần như toàn bộ năng lượng mặt trời sẵn có. Việc bổ sung thêm một bộ pin lớn chỉ để tăng mức tự tiêu thụ có thể chỉ mang lại sự cải thiện hạn chế.

Mức bồi thường xuất khẩu hoặc chênh lệch thuế quan quá nhỏ.

Nếu mức bồi thường xuất khẩu gần bằng giá mua, việc lưu trữ năng lượng có thể mang lại giá trị gia tăng hạn chế sau khi đã tính đến tổn thất chuyển đổi, tiêu thụ phụ trợ và chu kỳ hoạt động của pin. Điều tương tự cũng áp dụng khi giá điện theo thời gian sử dụng không có nhiều khác biệt giữa thời gian sạc và thời gian xả.

Yêu cầu sao lưu Sử dụng hầu hết dung lượng khả dụng

Một địa điểm cần bảo tồn điện năng cho các tải trọng quan trọng có thể duy trì mức sạc tối thiểu cao. Tải trọng quan trọng càng lớn và thời gian dự phòng mục tiêu càng dài, thì dung lượng còn lại để chuyển đổi năng lượng mặt trời, điều chỉnh biểu giá hoặc giảm tải đỉnh càng ít.

Chỉ có phần công suất có thể điều phối được, sau khi đã tính đến công suất sử dụng được và công suất dự trữ, mới có thể đáp ứng được các mục tiêu thương mại thông thường.

Dữ liệu nào cho thấy một trang web có đáng để đánh giá hay không?

Một đánh giá đáng tin cậy bắt đầu bằng dữ liệu theo thời gian. Hóa đơn hàng tháng chỉ thể hiện mức tiêu thụ và giá cước tổng thể, nhưng không cho thấy thời điểm xảy ra hiện tượng điện mặt trời dư thừa hoặc nhu cầu tiêu thụ đạt đỉnh.

Chồng ghép các đường cong sản lượng điện mặt trời và tải điện.

Hãy bắt đầu bằng cách lập biểu đồ 15 phút hoặc 30 phút bao gồm phụ tải và sản lượng điện mặt trời. Xác định các khoảng thời gian dư thừa, công suất dư thừa tối đa, mức phụ tải sau đó, sự khác biệt vào cuối tuần và những thay đổi theo mùa.

Sự chồng chéo này cho thấy liệu năng lượng dư thừa có được sử dụng hữu ích vào cuối ngày hay không. Nó cũng tiết lộ liệu yếu tố hạn chế chính là dung lượng pin, công suất PCS hay kiểm soát xuất khẩu. Một hệ thống lưu trữ năng lượng pin chỉ được tính toán dựa trên mức tiêu thụ hàng năm có thể bỏ sót cả ba yếu tố này.

Định lượng thuế quan, giới hạn xuất khẩu và nhu cầu dự trữ.

Hồ sơ kỹ thuật phải được kết hợp với giá điện, phí tiêu thụ, bồi thường xuất khẩu, giới hạn xuất khẩu, công suất máy biến áp, điện áp lưới, tải trọng quan trọng và thời gian dự phòng mục tiêu.

Việc lập kế hoạch sản xuất, trạm sạc xe điện hoặc mở rộng hệ thống điện mặt trời cũng có thể làm thay đổi kịch bản vận hành.

Làm thế nào để hệ thống cấp cứu y tế (EMS) cân bằng các mục tiêu cạnh tranh?

Khi đã xác định rõ giá trị cốt lõi, hệ thống quản lý môi trường (EMS) phải chuyển đổi nó thành lịch trình hoạt động.

Xác định thứ tự ưu tiên rõ ràng trước khi đưa vào vận hành.

Một trình tự hoạt động điển hình có thể duy trì mức dự trữ tối thiểu, sạc từ nguồn điện dư thừa của hệ thống quang điện, hạn chế nhu cầu sử dụng điện lưới vào buổi chiều và chỉ xả thêm điện trong những khoảng thời gian giá cao đã chọn.

Thứ tự ưu tiên có thể khác nhau tùy thuộc vào địa điểm. Kho lạnh có thể ưu tiên bảo vệ nguồn dự phòng trước, trong khi nhà máy có thể ưu tiên kiểm soát công suất cao điểm và địa điểm không xuất khẩu có thể duy trì khả năng sạc dự phòng.

Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) cần xác định điều gì sẽ xảy ra khi các mục tiêu xung đột, để pin không bị cạn kiệt trước thời điểm có giá trị nhất.

Cập nhật chiến lược khi điều kiện thực địa thay đổi.

Sản lượng điện mặt trời thay đổi theo mùa, ca sản xuất dịch chuyển, biểu giá thay đổi và giới hạn của pin phụ thuộc vào nhiệt độ và trạng thái sạc. Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) cần sử dụng dữ liệu đáng tin cậy từ đồng hồ đo, hệ thống điện mặt trời, tải và pin, đồng thời đảm bảo các thay đổi thông số được kiểm soát và ghi lại.

Điều này giúp chiến lược lưu trữ pin thương mại phù hợp với điều kiện hiện tại.

Thiết kế hệ thống nào cần phù hợp với kế hoạch chuyển đổi năng lượng?

Nguồn điện PCS, dung lượng pin, phương pháp ghép nối, kiểm soát xuất khẩu và truyền thông phải hỗ trợ cùng một mục tiêu hoạt động.

Công suất và dung lượng pin của PCS giải quyết các vấn đề khác nhau.

Công suất PCS (kW) xác định tốc độ hệ thống có thể hấp thụ lượng điện mặt trời dư thừa hoặc hỗ trợ tải. Dung lượng pin (kWh) xác định lượng năng lượng có thể truyền tải và thời gian xả điện có thể kéo dài.

Lượng điện mặt trời dư thừa trong thời gian ngắn và đột ngột có thể yêu cầu công suất sạc cao hơn nhưng dung lượng lưu trữ khiêm tốn. Tải điện kéo dài vào buổi tối có thể yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn hơn ngay cả khi công suất xả ở mức vừa phải. Thiết kế cũng phải tính đến dung lượng sử dụng được, trạng thái sạc dự trữ, tổn thất chuyển đổi và giới hạn hoạt động.

Sự kết nối, kiểm soát xuất khẩu và truyền thông phải phối hợp với nhau.

Các hệ thống ghép nối AC và DC sử dụng các đường dẫn điện khác nhau. Sự lựa chọn phụ thuộc vào việc hệ thống lưu trữ được bổ sung vào hệ thống PV hiện có hay được lắp đặt cùng với một hệ thống mới.

Công tơ điện, biến tần PV, bộ chuyển đổi nguồn (PCS), hệ thống quản lý pin (BMS) và hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phải trao đổi dữ liệu chính xác. Chức năng chống dòng ngược cần đo lường chính xác tại điểm kết nối lưới điện. Việc truyền thông kém hoặc dữ liệu bị chậm trễ có thể dẫn đến việc hạn chế công suất PV không cần thiết hoặc xuất khẩu ngoài ý muốn.

Cần xác nhận các yêu cầu về bảo vệ lưới điện, giám sát, giấy phép và mở rộng trước khi đặt hàng.

Hệ thống lưu trữ năng lượng tích hợp cho doanh nghiệp và công nghiệp (C&I ESS) có thể hỗ trợ chuyển đổi sang năng lượng mặt trời như thế nào?

Các hệ thống tích hợp có thể giảm thiểu công việc giao tiếp bằng cách kết hợp pin, bộ điều khiển nguồn (PCS), hệ thống điều khiển, hệ thống bảo vệ, hệ thống quản lý nhiệt và hệ thống truyền thông.

Tại SunwayChúng tôi cấu hình các hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên các yêu cầu về công suất, năng lượng, lưới điện, địa điểm và vận hành của dự án.

Cái Hệ thống lưu trữ năng lượng làm mát bằng chất lỏng Sunway 100kW/261kWh Sản phẩm kết hợp pin LFP 261kWh với công suất đầu ra AC định mức lên đến 125kW, hai kênh MPPT, BMS, EMS, kiến ​​trúc PCS dạng mô-đun, phân phối điện, phòng cháy chữa cháy và kiểm soát môi trường. Vỏ ngoài IP55 sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng và hỗ trợ giao tiếp CAN, Ethernet và RS485.

Năng lượng đầu vào từ tấm pin quang điện ảnh hưởng đến quá trình sạc bằng năng lượng mặt trời, năng lượng đầu ra từ bộ chuyển đổi quang điện (PCS) ảnh hưởng đến việc hỗ trợ tải, và năng lượng tích trữ ảnh hưởng đến thời gian xả. Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phân bổ các khả năng này giữa việc tự tiêu thụ, kiểm soát đỉnh điểm và dự trữ.

Việc lắp ráp và thử nghiệm tại nhà máy có thể giảm bớt công việc tích hợp tại công trường, nhưng các yêu cầu về lưới điện, phòng cháy chữa cháy, cáp, bảo vệ và vận hành thử nghiệm tại địa phương vẫn được áp dụng.

Chỉ tăng giá trị năng lượng mặt trời khi dữ liệu tại địa điểm đó cho phép.

Hệ thống năng lượng mặt trời và lưu trữ pin tạo ra giá trị khi giải quyết được các vấn đề đã được ghi nhận về thời gian, xuất khẩu, nhu cầu hoặc dự phòng. Chỉ riêng mức tự tiêu thụ thấp là chưa đủ để biện minh cho việc đầu tư vào một hệ thống.

Các dự án mạnh nhất kết hợp nguồn cung dư thừa thường xuyên vào giữa trưa với tải trọng muộn hơn, thỏa thuận xuất khẩu không thuận lợi, phí nhu cầu đáng kể hoặc yêu cầu dự phòng hỗ trợ mục tiêu khác. Việc lựa chọn thiết bị sau đó phải phù hợp với địa điểm thông qua công suất PCS phù hợp, dung lượng khả dụng, kiến ​​trúc truyền thông và các ưu tiên EMS.

Hãy chia sẻ với chúng tôi thông tin về hồ sơ năng lượng mặt trời, đường cong phụ tải, giới hạn xuất khẩu, thời kỳ tính thuế và mục tiêu dự phòng. Chúng tôi có thể xác định thời điểm xuất hiện năng lượng mặt trời dư thừa, ước tính lượng năng lượng có thể chuyển đổi và hỗ trợ bạn. xem xét lại hồ sơ năng lượng mặt trời và tải điện của bạn trước khi chọn cấu hình.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Việc bổ sung hệ thống lưu trữ pin có luôn làm tăng khả năng tự tiêu thụ điện năng từ năng lượng mặt trời không?

A: Hệ thống lưu trữ có thể hấp thụ một phần lượng điện mặt trời dư thừa mà lẽ ra sẽ được xuất khẩu hoặc cắt giảm, nhưng kết quả phụ thuộc vào dung lượng pin, công suất sạc của bộ chuyển đổi quang điện (PCS), khả năng dự trữ điện năng và nhu cầu sử dụng điện của nhà máy sau này.

Hỏi: Cần bao nhiêu dung lượng pin để lưu trữ lượng điện mặt trời dư thừa từ hoạt động kinh doanh?

A: Công suất cần dựa trên đường cong PV và tải phù hợp theo thời gian, thời gian dư thừa, công suất sạc PCS, yêu cầu dự trữ và thời gian xả dự kiến. Chỉ riêng kích thước hệ thống PV là chưa đủ.

Hỏi: Một hệ thống lưu trữ năng lượng pin có thể hỗ trợ sử dụng năng lượng mặt trời, giảm tải điện năng tiêu thụ vào giờ cao điểm và cung cấp điện dự phòng không?

A: Đúng vậy, nhưng cả ba mục tiêu đều dùng chung một lượng năng lượng dự trữ. Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) phải thiết lập các ưu tiên, giới hạn dự trữ và lịch trình sạc-xả để mục tiêu này không cản trở mục tiêu khác.