BESS בקנה מידה גדול{{0}: גודל, חיבור לרשת, עלויות והכנסות

מבחוץ, מערכת -בקנה מידה גדול לאחסון אנרגיה (BESS) נראית כמעט משעממת: שורות של מכולות, משטח שנאים, חצר מגודרת. אם החצר הזו מרוויחה כסף בחמש עשרה השנים הבאות או תהפוך לאחריות-איטית, נקבעת בדרך כלל הרבה לפני שמיכל כלשהו מגיע לאתר - בהחלטות הגודל, ביישום הקישוריות ובאותיות הקטנות של אחריות.

רוב ההיכרות לאחסון בקנה מידה- של כלי שירות נעצרים ברישום הרכיבים. זה בסדר בקריאה ראשונה, ולא הרבה עוזר כשאתה בוהה במחקר היתכנות שמנסה להחליט בין מערכת של שעתיים לארבע-שעות, או תוהה מדוע יישום חיבורים עומד בתור כבר שנתיים. המדריך הזה נכתב לאותו מצב שני: מהו בעצם BESS בקנה מידה גדול, איך גודלו ומשך הזמן מעצבים מחדש את המקרה העסקי, מה באמת כרוך בחיבור לרשת, לאן הולך הכסף ומאיפה הוא חוזר, והטעויות שמופיעות שוב ושוב בפרויקטים עם ביצועים לא טובים.

מהו BESS בקנה מידה גדול-באמת?

BESS בקנה מידה גדול- הוא מערכת אחסון סוללות שנבנתה ב-grid orסולם שירות- מדורג בדרך כלל במגה וואט (MW) של הספק ובמגה וואט{1}}שעות (MWh) של אנרגיה - ומחובר בצד הרשת, או לצד גנרטור גדול או עומס תעשייתי, במקום לשבת מאחורי מד של בניין בודד.

מה שמפריד בינה לבין מערכת מסחרית קטנה יותר הוא לא רק הגודל. BESS בקנה מידה גדול- מטופל כנכס רשת הניתן לשליחה: משהו שצפוי להגיב לאותות מחיר, הוראות מפעיל-רשת או פרופיל ייצור, ולהמשיך לבצע ביצועים בסטנדרט חוזים במשך עשור או יותר.

נקודות חיבור אופייניות כוללות:

• תחנת שידור או הפצה, כנכס אחסון עצמאי
• חווה סולארית, החולקת את אותה נקודת חיבור הדדית בתצורה-ממוקמת או DC-מצמודה
• חוות רוח, מחליקה את התפוקה ומעבירה אנרגיה לשעות בעלות-ערך גבוה יותר
• אתר תעשייה גדול או פארק אנרגיה, ניהול חיובי ביקוש ואמינות

היישומים נובעים מנקודת החיבור: ארביטראז' אנרגטי, תגובת תדר ושירותי יציבות- אחרים של הרשת, אספקת קיבולת, מיצוק מתחדש, הפחתת צמצום, הקלה על גודש וכוח גיבוי לעומסים קריטיים.

בתוך המערכת: רכיבי הליבה של כלי השירות-אחסון בקנה מידה

ההיגיון התפעולי פשוט להגדרה: המערכת נטענת כאשר החשמל בשפע או זול ונפרקת כאשר הוא דל או יקר. מה שהופך את זה למסובך בקנה מידה הוא שהמערכת בדרך כלל מאזנת כמה אותות בו-זמנית - תחזיות מחיר סיטונאיות, מחירי שוק נלווים, הוראות רשת- למשלוח מפעיל, התחייבויות חוזיות ומגבלות מצב החיוב והדרדרות שלה. סוללה שמתרוקנת ברגע הלא נכון לא מחמיצה רק הזדמנות להכנסה; ייתכן שלא נותרה לו מספיק אנרגיה כדי לעמוד בהתחייבות לקיבולת שעה לאחר מכן.

השמונה מרכיבי ליבהשמאפשרים זאת אינן בחירות עיצוב עצמאיות - כל אחת מגבילה את האחרות:

יישום בשיעור C- גבוה מגביל איזו עיצוב כימיה וקירור יפעלו. דרישות קוד -רשת מגבילות את ה-PCS. דרישות קוד האש- מגבילות את פריסת האתר, אשר בתורה מגבילה כמה קיבולת מתאימה בפועל על הקרקע הזמינה. תכנן רכיב אחד בבידוד והאחרים נוטים לדחוף לאחור.

MW לעומת MWh: מדוע משך הזמן קובע כמעט הכל

זוהי נקודת הבלבול השכיחה ביותר בשיחות-מוקדמות על גודל האחסון - וזו עם ההשלכות הכספיות הגדולות ביותר.

MWזה כוח: כמה חשמל המערכת יכולה לספק בכל רגע נתון.MWhהיא אנרגיה: כמה הוא יכול לספק בסך הכל לפני שהוא צריך טעינה. חלקו אנרגיה לפי כוח ותקבלו משך זמן. מערכת של 100 מגה-וואט / 400 מגה-וואט היא מערכת של ארבע-שעות - שהיא יכולה להחזיק 100 מגה-וואט של תפוקה בערך ארבע שעות לפני שהיא ריקה. למערכת של 100 MW / 200 MWh יש הספק מיידי זהה ומחצית מהסבולת.

יעילות-הנסיעה הלוך ושוב, עומסי עזר וגבולות--הפריקה פירושם שמשך השימוש האמיתי עובר מעט מתחת לאריתמטיקה של לוחית השם. מודלים פיננסיים צריכים להיבנות על אנרגיה שמישה, לא על קיבולת שלט.

מכאן נובעים שני דברים. משך הזמן צריך לצאת מניתוח ההכנסות, ולא להיפך - מערכת של ארבע-שעות הגיונית שבה שוק הקיבולת המקומי דורש ארבע שעות כדי לקבל אשראי מלא, והוא יותר-נבנה וחסר-הרווחים בשוק שבו רק תגובת תדרים מהירה היא נזילה באמת.

השני הוא שדרישות משך הזמן זזות. ככל שחדירת האחסון במערכת נתונה גדלה, האשראי הקיבולת המצטברת שסוללה זוכה לאותו פרק זמן נוטה לכווץ - דפוסמחקר עתידי האחסון של NRELומחקרי הלימות-משאבים קשורים עקבו אחרי פריסת האחסון בשווקים בארה"ב, כאשר מערכות-למשך זמן ארוך יותר שומרות בדרך כלל על יותר מערך הקיבולת שלהן ככל שהחדירה עולה. אם המודל של פרויקט נשען על הכנסות קיבולת, כדאי להדגיש-לבדוק מה קורה אם משך הזמן המתאים מתארך במהלך חיי התפעול של הנכס, והאם הגדלה יכולה לסגור את הפער הזה ללא בנייה מחדש מלאה.

בחירת כימיה של סוללה עבור פרויקטים בקנה מידה של גריד-

רוב האחסון בקנה מידה-שימושי כיום משתמש ב-Lithium ברזל פוספט (LFP), עם כימיקלים של ניקל-מנגן-קובלט (NMC) ובאופן הולך וגובר, נתרן-כימיות קיימות בשוק. כדאי לעשות את הבחירה בכוונה ולא כברירת מחדל.

עבור רוב הפרויקטים הנייחים הרוכבים על אופניים פעם או פעמיים ביום ללא מגבלת קרקע חמורה, LFP הוא הבחירה המרכזית - בעיקר בגלל ההתנהגות התרמית וחיי המחזור שלו. NMC עדיין מרוויחה את מקומהמערכות מכולותשבו כל מטר מרובע של שטח חצר הוא דל באמת.

עם זאת, כימיה היא לא השאלה שבסופו של דבר היא החשובה ביותר. מה שהאחריות בעצם מבטיחה. שתי מערכות עם מפרט של לוחית שם זהה יכולות לשאת קיבולת סוף-התחייבות- שונה מאוד, קצבאות מחזור שונות ותנאים שונים שמבטלים את הכיסוי. קרא את מסמכי האחריות שורה אחר שורה לפני השוואת מחירי כותרות.

חיבור רשת: השלב שרוב הפרויקטים מזלזלים בו

יותר פרויקטים בקנה מידה גדול- של BESS מתעכבים או ננטשים בגלל חיבור בין כל מה שקשור לסוללות עצמן.

בהתאם לתחום השיפוט ולמתח החיבור, מפעיל שירות או מערכת ידרוש בדרך כלל שילוב כלשהו של:

• זרימת עומס ומחקרי-מצב יציב - האם הרשת יכולה לארח את ההזרקה והמשיכה בשלב זה?
• האם התוספת דוחפת את רמות התקלות מעבר לדירוג הציוד הקיים?
• תיאום הגנה - האם תוכניות ההגנה הקיימות עדיין יפעלו כהלכה?
• ניתוח איכות-הרמוני וכוח, מכיוון שמשאבים מבוססי-מהפך מציגים הרמוניות שצריכות להישאר בגבולות
• מחקרים דינמיים ויציבות, נדרשים בדרך כלל במתחים גבוהים יותר וביכולות גדולות יותר
• הספק תגובתי ו-תאימות לקוד, מכסה נסיעה במתח-דרך ויכולת תגובתית

כל אחד מהמחקרים האלה יכול להפעיל דרישת שדרוג- ברשת, והעלות הזו נוחתת בדרך כלל על המפתח - ולפעמים משנה את כלכלת הפרויקט באופן מהותי בין בדיקת ההיתכנות הראשונית לסגירה הפיננסית.

קווי זמן משתנים מאוד לפי שוק, וכדאי להתייחס לשונות הזו כאל קלט תכנוני ולא כמחשבה שלאחר מכן.לימודי חיבורברמת ההפצה יכול לפעמים להתנקות בעוד חודשים; ברשתות שידור צפופות, התמונה נראית שונה מאוד. המעבדה הלאומית של לורנס ברקליבתורמעקב אחר תורי הקישוריות בארה"ב מצא שהזמן החציוני מבקשת הקישוריות להפעלה מסחרית נמשך כעת חמש שנים אחרונות עבור פרויקטים רבים שמגיעים לסיום, כאשר רק מיעוט מהפרויקטים בתור נבנה בסופו של דבר. אתר עם תחזית הכנסה בינונית וחיבור מהיר וזול מנצח לעתים קרובות אתר עם פוטנציאל הכנסה מצוין ותור של חמש- שנים מאחוריו.

שלושה דברים עוזרים לנהל את הסיכון הזה מוקדם: בדוק את התור שפורסם ואת מצב העיבוד של רשת היעד לפני התחייבות לאתר; הסתכל היכן אחסון כבר מחובר בקרבת מקום, מכיוון שלקטע שכבר-נספג עשוי להיות פחות מרווח ראש או שהוא כבר נושא את השדרוגים הדרושים; ותמחר את סיכון השדרוג בצורה מפורשת, תוך מתן תנאים לחיזוק במקום להניח את המקרה הטוב ביותר.

כמה עולה BESS בקנה מידה גדול-

הסוללה עצמה היא פריט השורה היחיד הגדול ביותר, אבל בדרך כלל היא הרבה מתחת לסכום הכולל. מציאותיפירוט עלויותבעל ארבע שכבות:

צִיוּד- מודולי סוללה, מתלים או מיכלים, ה-PCS, שנאים, מתג מתח בינוני-, כבלים, קירור HVAC או נוזל, גילוי ודיכוי אש, חומרת EMS ו-SCADA, מדידה, מתח עזר ואבטחת אתר.

איזון בין מפעל לבנייה- רכישה או חכירה של קרקע, עבודות אזרחיות, יסודות, ניקוז, דרכי גישה, גידור, תעלות כבלים והיקף ההנדסה וההתקנה של קבלן ה-EPC.

חיבור לרשת ועלויות רכות- עמלות יישומי קישוריות, מחקרי רשת, כל חיזוק נדרש, היתר, הערכת סביבה, עלויות משפטיות, ביטוח, מימון ובדיקות הפעלה והתאמה.

עלויות לכל החיים- תפעול ותחזוקה, הסכמי אחריות ושירות, חידושי ביטוח, חלקי חילוף, רישוי תוכנה, עמלות השתתפות בשוק והגדלה: הוספת קיבולת מאוחר יותר כדי לקזז את ההידרדרות.

משך הזמן מזיז את המספר הכי הרבה, מכיוון שקיבולת האנרגיה מגדילה את מרכיב העלות הגדול ביותר - כמעט ליניארית מעבר משעתיים לארבע אינו מכפיל את העלות הכוללת של הפרויקט, אבל הוא מניע אותו באופן משמעותי. חיזוק רשת הוא פריט השונות הרחב ביותר-בכל המודל: פרויקט שזקוק להרחבה של תחנת משנה הוא, מבחינה פיננסית, פרויקט אחר. תנאי האתר, קוד-הרשת ודרישות הבטיחות ואסטרטגיית ההגדלה שנבחרה מראש, כולם מוסיפים או חוסכים כסף בדרכים שלעתים רחוקות מופיעות בהצעת מחיר ראשונית לציוד.

טעות נפוצה היא השוואת הצעות מחיר של ספקים על בסיס $/קוט"ש בלבד. שתי הצעות מחיר באותו $/קוט"ש יכולות לרמוז על עלויות פרויקט כוללות שונות מאוד ברגע שגבולות ההיקף, תנאי האחריות ומערכות העזר הנדרשות מושווים בפועל שורה אחר שורה.

איך כלי שירות-מגדילים פרויקטים של BESS מרוויחים כסף

ההכנסה ל-BESS-בקנה מידה גדול מגיעות בדרך כלל מתמהיל כלשהו של ארביטראז' אנרגיה, שירותים נלווים, תשלומי קיבולת, מיצוק מתחדש והפחתת צמצום, הפחתת עומסים או דחיית רשת, והסדרי אגרה חוזים.

שילוב של כמה מ- ערימת ההכנסות האלה - הוא באמת הדרך שבה רוב הפרויקטים של סוחרים מגיעים לתשואות ראויות. זה גם מעוצב באופן שגרתי בצורה אופטימית מדי, משלוש סיבות. מצב טעינה של סוללה עבור התחייבות מילואים אינו פנוי לארביטראז' עם אותה אנרגיה בו-זמנית, כך שלא ניתן פשוט לסכם מקסימום תיאורטי משווקים שונים. ערימה אגרסיבית מגדילה את התפוקה, מה שמאיץ את ההידרדרות ויכולה להפר את קצבת המחזור הכתובה באחריות. והשווקים הנלווים קטנים יחסית לשווקי האנרגיה - ככל שנכנס יותר אחסון, המחירים בשווקים הצרים יותר נדחסים, דפוס שכבר נראה בכמה שווקי אחסון מוקדמים ככל שהפריסה גדלה.

הגישה האמינה יותר היא מודל הכנסה עם סימולציית משלוח המכבדת את מצב החיוב, מגבלות המחזור וכללי הזכאות לשוק - ולא על ידי הוספת ממוצעי שוק נפרדים ותקווה שהאילוצים יסתדרו מעצמם.

מה בעצם מניע תשואות חזקות

בערך לפי סדר המינוף, אלו הם המשתנים שמחליטים אם התשואות של פרויקט מחזיקות מעמד:

מימוש פריסת מחירים.הפער בין מחירי חיוב ומחירי פריקה, בניכוי יעילות-הלוך ושוב, הוא המנוע של ההכנסה של הסוחר. בדוק את זה מול נתוני מחיר היסטוריים עבור הצומת הספציפי, לא ממוצע ארצי.

עלות מותקנת כוללת, כולל קישוריות.קו חיזוק הרשת- הוא המקום שבו הדגמים נשברים לרוב, כפי שצוין לעיל.

זְמִינוּת.ההכנסות מתרכזות במספר קטן של שעות-בעלות ערך גבוה, כך שהיות במצב לא מקוון במהלכן עולה ביוקר באופן לא פרופורציונלי -, מה שהופך את הטיפול והטיפול לאיכותי וחוסך תכנון החלטה פיננסית, לא רק טכנית.

השפלה ותוכנית ההגדלה.הקיבולת דועכת עם השימוש והגיל. דגם שמניח קיבולת לוחית שם בשנה עשר הוא לא ממש דגם.

יעילות- הלוך ושוב.כל נקודת אחוז מהווה מס קבוע על כל מחזור למשך חיי הנכס. השווה AC-ל-יעילות AC בנקודת החיבור, כולל עומסי עזר, במקום DC-ל-DC במדף.

מבנה חוזה.הסכם אגרה נסחר באפסייד עבור יכולת בנקאית; חשיפת סוחר עושה הפוך. מה עדיף תלוי בתנאי המימון, ולא במי שמייצר את ה-IRR בכותרת הגבוהה יותר.

בטיחות ותאימות אינן תוספות אופציונליות

בקנה מידה זה, הבטיחות מתפקדת כשער היתר, תנאי ביטוחי ותנאי מימון - לא רק הנדסי.

מרכיבי הליבה הם מניעה (איכות תאים, עיצוב BMS, ניהול תרמי, הגנה מפני טעינת יתר ו-טמפרטורת יתר), זיהוי (גז, עשן וחישה תרמית עם ניטור רציף מרחוק), בלימה (ריווח מכולות, אוורור התפלגות, פריסה המגבילה את התפשטות בין יחידות), ותגובה (מערכות כיבוי והגנה על אש, תוכנית חירום מוסכם עבור מכשירי כיבוי, תוכנית חירום רשות הכבאות המקומית).

שני תקנים עושים את רוב המשימות הכבדות בצפון אמריקה.NFPA 855מגדיר את דרישות ההתקנה, המרווחים ו-ההגנה מפני אש עבור מערכות אחסון נייחות, ומהדורות האחרונות שלו שמו דגש רב יותר על בדיקות אש-בקנה מידה גדול ובקרת פיצוץ.UL 9540Aהיא שיטת הבדיקה הנלווית המשמשת להערכת האופן שבו מערכת מתנהגת כשהיא נדחפת לבריחה תרמית, עובדת באמצעות בדיקות ברמת התא, המודול, היחידה וההתקנה- כדי לקבוע אם עיצוב אכן מכיל כשל. ציוד שלא הוערך מול שניהם נוטה להיתקל בבעיות היתר באיחור, כאשר תכנון מחדש הוא יקר. מאשראישור ULכדאי לעשות סטטוס לפני, לא אחרי, בחירת ציוד.

התקשרות עם רשות הכבאות המקומית מוקדם - במהלך היתכנות, ללא אישור - הוא אחד משלבי הפחתת הסיכונים- הזולים ביותר הזמינים. הדרישות משתנות במידה ניכרת בין תחומי השיפוט, ושינוי-מאוחר במרווח או דיכוי יכול לאלץ עיצוב מחדש של פריסת אתר שלמה.

טעויות שמפרקות את הרשת-מדרגים פרויקטים של סוללה

• גודל לפני קיים המודל העסקי.מסתפקים ב-"100 MW / 400 MWh" ואז מחפשים הכנסות כדי להצדיק זאת, במקום להפיק כוח ומשך זמן מהשווקים הזמינים באמת באותו צומת.
• התייחסות לחיבור הדדי כאל ניירת.זהו אלמנט השונות הגבוה ביותר- הן בלוח הזמנים והן בעלויות, ופרויקטים שמתייחסים אליו כאל מנהלי מגלים את הבעיה מאוחר מדי כדי לשנות אתר.
• דוגמנות השפלה כמחשבה שלאחר מכן.בהנחה של קיבולת יציבה, או החלת אחוז שנתי קבוע שאינו משקף את פרופיל הרכיבה האמיתי, מייצר תשואות שלא מופיעות לעולם.
• השוואת ספקים על מחיר לקוט"ש בלבד.בלי לנרמל את ההיקף, תנאי האחריות, קיבולת-המובטחת-החיים וקצבת המחזור, ההשוואה לא אומרת הרבה.
• הערמת הכנסות על נייר שלא ניתן לערום בפעולה.סיכום ממוצעי שוק ללא מגבלות שיגור הוא הדרך הנפוצה ביותר שבה מודל מגדיל את ההחזרים.
• תכנון האתר לפני אישור דרישות אש וריווח.שינויים מאוחרים למרחקי ההפרדה עלולים לכווץ את הקיבולת השמישה או לאלץ פריסה חדשה.
• התעלמות מעומס עזר.קירור, HVAC ובקרות שואבים חשמל ברציפות - על פיזור ארביטראז' דק, זו לא שגיאת עיגול.
• אין מסלול הגדלה.דילוג על שטח שמור, קיבולת חשמלית או תנאי חוזי להגדלה מאלץ החלטה גרועה יותר בשנה השביעית.
• לזלזל ב-O&M וחלפים-ארוכים.כשל בשנאי ללא אסטרטגיית חילוף יכולה להיות חודשים של אובדן הכנסה.
• דילוג על-בדיקת הקוד לפני בחירת הציוד.גילוי לאחר הרכש שה-PCS אינו יכול לעמוד בדרישה-דרך נסיעה או תגובתית הוא יקר ואיטי לתיקון.

• שאלות נפוצות

לְסַכֵּם

על פני פרויקטים מוצלחים של BESS בקנה מידה גדול-, הדפוס נוטה לחזור על עצמו: תזת ההכנסות באה במקום הראשון, נקודת החיבור מאומתת מוקדם, משך הזמן עוקב אחר השוק ולא השיווק, והשפלה והבטיחות מתוכננות במקום מאוחר יותר.

בשלב הסינון, שתי כניסות מבטלות יותר אתרים בלתי סבירים מכל כמות של השוואת ציוד - נתוני מחיר היסטוריים בצומת המועמד, ומצב תור הקישוריות הנוכחית עבור אותה רשת. לאחר שתזהת ההכנסה ומסלול החיבור מאומתים, השלב הבא הוא סקירת מפרט מול מוצרי השוק שהפרויקט באמת מתכוון לשרת, ולאחריה השוואת לייק-ל-ספקים דומים לגבי היקף, אחריות וקיבולת סוף-מובטחת של-חיים במקום מחיר כותרת. אם זה יעזור לעבור על אפשרויות גודל וחיבור עבור אתר ספציפי,לדבר עם הצוות שלנו.