חשבונות חשמל מסחריים: חיובי ביקוש ואחסון

חשבונות החשמל המסחריים אינם נקבעים על ידי צריכת האנרגיה בלבד. עבור מתקנים רבים, העלות הסופית תלויה במספר קילוואט-שעות (kWh), הדרישה הגבוהה ביותר של קילוואט (kW) שנרשמה במהלך תקופת החיוב, כאשר הביקוש הזה מתרחשת, ובתעריף השירות הספציפי החל על האתר.

לכן מתקן יכול להפחית את צריכת האנרגיה החודשית ועדיין לראות חשבון גבוה בעקשנות. עלייה בביקוש קצרה עשויה לקבוע את חיוב הביקוש לחודש, בעוד שתמחור-זמן-שימוש יכול לייקר את החשמל הנצרך בשעה אחת מאותה כמות שנצרכת באחרת.

אחסון מאחורי-ה-מד יכול לעזור בחלק מהמצבים האלה, אבל נקודת ההתחלה הנכונה היא לא גודל הסוללה. זה החשבון, התעריף ופרופיל העומס. התוכנית הפדרלית לניהול אנרגיה של משרד האנרגיה של ארה"ב עושה את אותה הבחנה בהנחיה שלה בנושאהערכת אפשרויות תעריף שירות: חיובי אנרגיה, חיובי ביקוש וחיובים קבועים מגיבים בצורה שונה לשינויים בתפעול האתר.

מה מייחד חשבון חשמל מסחרי?

תעריף מסחרי עשוי להכיל מספר מרכיבי עלות בו-זמנית:

• חיובי אנרגיהמבוסס על סך צריכת החשמל בקוט"ש.
• דרוש חיוביםמבוסס על ביקוש מקסימלי או מחויב ב-kW.
• חיובים-של-זמן השימושהמשתנים לפי שעה, יום או עונה.
• חיובים קבועיםשאינם משתנים עם הצריכה החודשית.
• כללים ספציפיים-תעריפיםכגון קצבי דרישה, דרישה מינימלית לחיוב, נוסעים או הוראות עונתיות.

השילוב המדויק תלוי בשירות, במחלקת הלקוח, ברמת המתח, במיקום, בעונה ובלוח הזמנים של התעריפים. לפיכך אומדן חיסכון גנרי של סוללה- מועיל הרבה פחות מניתוח המבוצע כנגד התעריף בפועל של המתקן.

חיובי אנרגיה: מה אתה משלם עבור קוט"ש

חיוב אנרגיה מבוסס על כמות האנרגיה החשמלית הנצרכת במהלך תקופת החיוב. חישוב פשוט הוא:

טעינת אנרגיה=חשמל נצרך ב-kWh × התעריף הרלוונטי של $/kWh

אם התעריף משתמש בתמחור זמן-של-שימוש, ייתכן שיהיו כמה תעריפי אנרגיה במקום אחד. חשמל שנצרך במהלך-שעות השיא עשוי לעלות יותר מהחשמל שנצרך בשעות-שפל, כך שהחשבון תלוי גם בצריכה הכוללת וגם בתזמון.

אמצעי התייעלות מתייחסים בעיקר לחלק זה של הצעת החוק. דוגמאות כוללות הפחתת זמן ריצה של ציוד מיותר, שיפור יעילות HVAC או קירור, שדרוג מנועים לא יעילים ותיקון בעיות בקרה שמבזבזות אנרגיה.

חיובי ביקוש: מה אתה משלם עבור שיא קילוואט

חיובי הביקוש עובדים אחרת. במקום למדוד כמה חשמל נצרך במהלך החודש, הביקוש מודד כמה מהר המתקן שואב חשמל במהלך מרווח מוגדר. זה מתבטא בקילווואט.

חישוב חיוב ביקוש-פשוט הוא:

חיוב ביקוש=דרישת חיוב ב-kW × שיעור הביקוש ב-$/kW

זו הסיבה לתקופה קצרה של פעולה בו זמנית יכולה להיות חשובה. אם צ'ילרים, מדחסי קירור, ציוד תהליך, משאבות ומטענים חשמליים מושכים כולם בכבדות במהלך אותו מרווח, השיא שנוצר עלול לקבוע את הביקוש לחיוב גם אם האירוע קצר.

מחקר-מעבדתי לאומי של תעריפים מסחריים בארה"ב זיהה את גודל הטעינה של-הביקוש כמנבא חשוב של-כלכלת הסוללה של-המטר, תוך הדגשה כי יש להעריך את כדאיות הפרויקט כל מקרה לגופו. ראה את המחקר עלמאחורי-ה-מד אחסון סוללה וחיובי ביקוש מסחריים.

דרישת חיוב ומרווחי מדידה

לא כולם מחשבים את הביקוש באותו אופן. התעריף מגדיר את המרווח והכלל המשמשים לקביעת הביקוש לחיוב. מדידת מרווחים עשויה להקליט נתונים של שעה או 15 דקות, והמרווח המתאים ביותר יכול להפוך לקלט חשוב לחשבון החודשי.

חשבונות חודשיים מציגים את התוצאה הכספית. נתוני מרווחים מראים כיצד התוצאה קרתה. ההבחנה הזו הופכת חיונית כאשר מחליטים אם פסגה ניתנת לחזרה, נמנעת או מתאימה לאחסון.

דרישה לא-מקרית, תנאי שימוש ודרישה מוגברת

A חיוב ביקוש לא- מקבילעשוי להתבסס על הביקוש החודשי הגבוה ביותר ללא קשר לשעה ביום. אזמן-של-חיוב ביקושעשוי לחול רק על דרישה שנרשמה בתקופות מוגדרות. חלק מהתעריפים כוללים את שניהם.

A לדרוש מחגראו הסתכלות-לאחור יכולה לגרום לביקוש לחיוב להיות תלוי בחלקו בשיאים שנרשמו בחודשים קודמים. כלומר אירוע אחד גבוה בצורה יוצאת דופן עשוי להשפיע על העלויות לאחר החודש שבו הוא התרחש. מילון המונחים של-תעריף השירות של DOE דן ספציפית בביקוש לא-מקרי, ביקוש של TOU ומבנים{5}}במבט לאחור.

עבור בקרות אחסון, התוצאה היא מעשית: גילוח שיא שגוי עשוי לחסוך מעט או כלום אם מרווח אחר עדיין קובע את הביקוש לחיוב.

קילוואט לעומת קילוואט: ההבדל שמשנה את האסטרטגיה

הֲבָנָהקילוואט מול קילוואטהוא בסיסי לניהול אנרגיה מסחרית.

• קילוואט מודד הספק.הוא מתאר את קצב השימוש בחשמל בנקודה מסוימת או לאורך מרווח מדידה.
• קילוואט מודד אנרגיה.הוא מתאר את הכמות הכוללת של אנרגיה חשמלית שמשתמשים בה לאורך זמן.

אנלוגיה שימושית היא נהיגה: קילוואט דומה למהירות, בעוד קילוואט קרוב יותר לסך המרחק שעבר. בניין יכול להפחית את סך ה-kWh מבלי להפחית מהותית את שיא ה-kW הגבוה ביותר שלו. זה יכול גם לגלח שיא קילו-וואט קצר מבלי לשנות מאוד את ה-kWh החודשי.

אלו בעיות עלות שונות. יעילות מכוונת בדרך כלל לצמצום השימוש באנרגיה. ניהול שיא נועד לשלוט בצורת ובתזמון הביקוש.

כיצד-תעריפי-שימוש משנים את עלויות האנרגיה המסחריות

תמחור-זמן-שימוש מוסיף שאלת תזמון לחשבון:כַּאֲשֵׁרהאם נשאב חשמל מהרשת?

אם ב-שיא החשמל יקר יותר, ייתכן שהעומסים הגמישים יועברו לתקופות-עלויות נמוכות יותר. תהליך עשוי להתחיל מוקדם יותר, טעינת EV עשויה להיות מתוזמנת מחוץ לחלון שיא, או שמערכות תרמיות עשויות להתקרר מראש לפני-שעות במחיר גבוה יותר. זֶהוּהעברת עומס, ואין לבלבל זאת עם יעילות.

יעילות מפחיתה את כמות האנרגיה הנדרשת. העברת העומס משתנה כאשר אנרגיה זו נמשכת. אסטרטגיית אנרגיה-מעוצבת היטב יכולה להשתמש בשניהם.

מה עומד מאחורי-מחסן האנרגיה של-מד?

מאחורי-ה-מד, או BTM, מתייחס לציוד הממוקם בצד הלקוח של מד השירות. מנקודת המבט של השירות, המונה רואה את האינטראקציה נטו של המתקן עם הרשת.

משאב BTM יכול לשנות את הפרופיל הזה. במתקן מסחרי, המשאב עשוי להיות מערכת אחסון אנרגיה בסוללה, אחסון תרמי, עומסים הניתנים לשליטה, ייצור באתר או שילוב של טכנולוגיות. לתצוגת מערכת רחבה יותר-, ראהפתרונות אחסון אנרגיה מסחריים ותעשייתיים.

אחסון אנרגיה בסוללה

מערכת אחסון אנרגיה של סוללה (BESS) אוגרת אנרגיה חשמלית לשימוש מאוחר יותר. לניהול ביקוש, הסוללה יכולה להתרוקן כאשר הביקוש למתקן מתקרב לסף בקרה. חלק מהעומס מסופק אז על ידי הסוללה במקום הרשת, כך שהמונה רושם ביקוש נמוך יותר לרשת.

זהו עקרון הפעולה מאחוריגילוח שיא הסוללה. מחקר מעבדה-לאומי בנושאמאחורי-ה-אחסון של מד להפחתת טעינה-גם מראה מדוע הצורה ומשך קוצי העומס חשובים לגודל הכלכלי.

אחסון תרמי ועומסים גמישים

סוללות אלקטרוכימיות אינן המקור היחיד לגמישות. חימום, קירור, קירור, חימום מים וכמה תהליכים תעשייתיים עשויים להשתנות או לרצף. אחסון אנרגיה תרמית יכול לאחסן קיבולת חימום או קירור לשימוש מאוחר יותר, בעוד שמסה תרמית של בניין קיימת יכולה לפעמים לספק גמישות מוגבלת ללא סוללה קונבנציונלית.

אם שינוי תפעולי יכול להסיר את אותו שיא בעלות נמוכה יותר, יש לבדוק אפשרות זו לפני שצוין אחסון חדש.

איך מאחורי-ה-אחסון של המד יכול להוזיל חשבון חשמל מסחרי

1. גילוח שיא

גילוח שיא מפחית את ההספק המרבי הנלקח מהרשת. סוללה מתרוקנת במהלך-מרווח עומס גבוה ומנסה לשמור על הביקוש לרשת מתחת ליעד.

התזמון הוא קריטי. אם הסוללה מתרוקנת מוקדם מדי, אנרגיה שמיש עלולה להתרוקן לפני שיא החיוב האמיתי. אם הוא מגיב מאוחר מדי, ייתכן שהמונה כבר רשם שיא חדש. בקרות, חיזוי, מצב טעינה זמין, לוגיקה של התעריף, כוח הסוללה ומשך פריקה כולם משפיעים על התוצאה.

2. זמן-של-השתמש בשינוי עומס

סוללה יכולה להיטען במהלך תקופת תעריף אחת ולהתרוקן במהלך אחרת. הערך הכספי תלוי בהפרש המחיר בין תקופות, אילוצי חיוב, הפסדי מערכת, השפלה ודרישות תפעול אחרות.

אחסון אינו יוצר אנרגיה חופשית. מכיוון שאנרגיה אובדת במהלך טעינה, אחסון, המרה ופריקה, אנרגיה משתנה עשויה לדרוש יותר אנרגיית קלט ממה שנמסרת מאוחר יותר. התועלת הכלכלית נובעת משינוי התזמון או פרופיל השיא של רכישות ברשת.

3. צריכה עצמית-סולרית

עבור מתקנים עם שמש באתר, סוללה יכולה ללכוד אנרגיה שאחרת הייתה מיוצאת ולהשתמש בה מאוחר יותר באתר. אם זה אטרקטיבי תלוי בערך הייצוא, העלות של רכישות מאוחרות יותר של הרשת, פרופיל העומס של המתקן והתעריף.

מחקר עלסולארי-בתוספת-חיובי אחסון וביקוש מסחריגילה שגודל החיסכון הוא מאוד ספציפי-ללקוח ומושפע מאוד מעיצוב התעריפים.

4. תגובת דרישה וזרמי ערך אחרים

מתקנים מסוימים עשויים להיות זכאים לתוכניות המפצות לקוחות על צמצום או שינוי הביקוש במהלך אירועים שצוינו. DOE מתאר תגובת דרישה כהפחתה מרצון לטווח קצר-בשימוש בחשמל שעשויה לקבל הנחה בתעריף, זיכוי בחשבון או פיצוי אחר. זמינות התוכנית וכללי ההפעלה משתנים, לכן אין להוסיף הכנסה פוטנציאלית למודל של פרויקט עד שהתוכנית הספציפית אומתה. ראה סקירה כללית של DOE שללדרוש תגובה ותוכניות{0}}תמחור משתנים בזמן.

דרישה עבדה-דוגמה לחיוב

שקול מתקן עם התנאים הפשוטים הבאים:

• שיא הביקוש הנוכחי לחיוב:620 קילוואט
• שיעור ביקוש ישים:18 דולר לקוט"ש
• יעד הפחתת שיא:100 קילוואט
• משך שיא הדורש תמיכה:30 דקות

לפני גילוח שיא:

620 קילוואט × $18/קוואט=חיוב חודשי של $11,160

אם אחסון או ניהול עומסים מוריד בהצלחה את-שיא הגדרת החשבון ל-520 קילוואט:

520 קילוואט × $18/קוואט=חיוב חודשי של $9,360

חיוב הביקוש הפשוט שנמנע יהיה:

$11,160 − $9,360=$1,800 עבור אותו חודש

האנרגיה הדרושה כדי לתמוך בהפחתה של 100 קילוואט למשך 30 דקות היא 50 קילוואט לפני התחשבות בהפסדי יעילות,-מגבלות-הטעינה, דרישות רזרבה או מרווח תפעול. זה כןלֹאכלומר, סוללה של 50 קילו-וואט היא גודל הפרויקט הנכון.

נניח שלאותו מתקן יש עוד שיא לא מגולח של 590 קילוואט מאוחר יותר בתקופת החיוב. אם המרווח הזה הופך לדרישת החיוב, ההפחתה האפקטיבית היא רק 30 קילוואט, והחיוב הפשוט שנמנע יורד ל-$540. מחגר או תקופות דרישה מרובות עלולים לשנות שוב את התוצאה.

דוגמה זו היא המחשה, לא תחזית פרויקט. זה מראה מדוע לוגיקה של תעריפים ונתוני מרווחים חשובים יותר מקיבולת סוללה אחת.

מתי אחסון אנרגיה מסחרי מתאים?

הנוכחות של טעינת דרישה אינה הופכת באופן אוטומטי סוללה לחסכונית. אחסון ראוי להערכה מדוקדקת יותר כאשר מספר תנאים נוחים מתרחשים יחד.

• חיובי הביקוש הם בעלי משמעות כלכלית.יש מספיק עלות נמנעת כדי להצדיק ניתוח.
• פסגות ניתנות לזיהוי.המתקן יכול לקבוע מה גורם להם, מתי הם מתרחשים וכמה זמן הם נמשכים.
• ניתן להתייחס לשיא.טיול קצר מעל עומס רגיל הוא בדרך כלל קל יותר לגילוח מאשר עומס שנשאר קרוב למקסימום במשך שעות רבות.
• התעריף מתגמל שינויים בתזמון.התפשטות TOU או מבני ביקוש יוצרים ערך להסטת עומס או בקרת שיא.
• נתוני מרווחים זמינים.האתר יכול לעבור מעבר לסיכומים חודשיים ולנתח את צורת העומס בפועל.
• יש מטרות משניות תואמות.אופטימיזציה סולארית, חוסן, תגובת דרישה או אילוצי קיבולת עשויים לחזק את המקרה כשהם רלוונטיים באמת.

למקרי שימוש מסחרי נוספים, ראהדרכים שבהן אחסון אנרגיה מסחרי יכול להפחית את עלויות האנרגיה העסקיות.

כאשר אחסון עשוי להיות לא הפתרון הראשון

אחסון עשוי להיות ראוי לעדיפות נמוכה יותר כאשר למתקן יש מעט ביקוש-תמחור מבוסס, פרופיל עומס שטוח מאוד, פסגות ארוכות במיוחד, גמישות תפעולית זולה או בעיות יעילות ברורות שיש לתקן קודם.

אם ניתן פשוט למנוע משני עומסים עיקריים להתחיל בו-זמנית, רצף עשוי להסיר חלק מהשיא בעלות נמוכה בהרבה מאשר סוללה. המטרה היא לפתור את בעיית העלויות ביעילות, לא להכריח כל בעיה להיכנס לפרויקט אחסון.

אחסון סוללה לעומת ניהול עומסים מול אחסון תרמי

גישות אלו אינן סותרות זו את זו. מתקן עשוי לשפר את היעילות, להוסיף בקרות עומס, ולאחר מכן להתאים סוללה קטנה יותר סביב השיא הניתן לטיפול.

טעויות נפוצות בעת הערכת אחסון אנרגיה מסחרי

טעות 1: מבלבל בין קילוואט ל-kWh

הפחתת השימוש החודשי באנרגיה לא בהכרח מסירה את השיא שמניע את חיוב הביקוש. זהה תחילה את רכיב החשבון.

טעות 2: בהנחה שכל פסגה ניתנת להתייחסות

דרישה מסוימת היא הכרחית מבחינה תפעולית. שאלת העיצוב השימושית היא לא שיא ביקוש מוחלט אלאניתן להתייחסותשיא הביקוש.

טעות 3: שימוש בתעריף מיושן

מודל שיגור מדויק מבחינה טכנית שהוחל על לוח התעריפים הלא נכון הוא עדיין המודל הלא נכון.

טעות 4: גודל מחודש אחד

מזג אוויר, ייצור, תפוסה ותעריפים עונתיים יכולים לעוות את התוצאה של חודש בודד. השתמש בתקופה מייצגת.

טעות 5: בהנחה שאחסון חוסך אוטומטית באנרגיה

אחסון מתעצב מחדש בעיקר כאשר אנרגיה נמשכת מהרשת. יעילות ואחסון הם כלים שונים.

טעות 6: כפול-ספירת זרמי ערך

גילוח שיא, אופטימיזציה של תנאי השימוש, רזרבות גיבוי, צריכה עצמית-סולרית ותגובת דרישה עשויים להתחרות על אותה קיבולת סוללה ומצב טעינה. יחידה אחת של אנרגיה מאוחסנת לא תמיד יכולה לשרת כל מטרה בו זמנית.

טעות 7: מתחיל עם גודל הסוללה

הצעה שמתחילה ב"אתה צריך סוללה של 500 קילוואט" לפני בחינת נתוני התעריפים והמרווחים ראויה לבדיקה. גודל הסוללה צריך להיות פלט של הניתוח, לא הנחת ההתחלה.

התחל עם החשבון, לא מהסוללה

מאחורי-ה-אחסון המונה יכול להפחית את הביקוש לרשת במרווחי זמן קריטיים, לשנות את רכישות החשמל לאורך זמן-של-תקופות השימוש, לעבוד עם אנרגיה סולארית באתר ולספק גמישות תפעולית נוספת. אין להניח אף אחת מהיתרונות הללו מראש.

החלטת אחסון אנרגיה מסחרית-אמינה מתחילה בשלושה דברים:התעריף, פרופיל העומס והאילוצים התפעוליים. בדוק את חשבונות החשמל, אשר את לוח הזמנים הנוכחי של התעריפים, השג נתוני מרווחים, זהה את האירועים המביאים בפועל לעלות, והשוואת אחסון עם חלופות תפעול-נמוכות יותר.

רק אז צוות הפרויקט צריך להתאים ציוד וכלכלת מודל. הפרויקט החזק ביותר הוא לא זה עם הכי הרבה טכנולוגיה; הוא זה שמתייחס לבעיית החיוב והתפעול בפועל עם ראיות.