公共料金の請求書には、ほとんどの施設管理者が読みたくないストーリーが記載されています。エネルギー料金とデマンド料金の間にある数値は、実際に使用した電力量とはまったく関係がありません。-いつあなたはそれを使いました。火曜日の午後 4 時 30 分に 15 分間の需要が急増したのですか?月全体の料金を設定するだけです。
バッテリーエネルギー貯蔵による負荷シフトは、その問題をひっくり返します。企業が使用しているのは、バッテリーエネルギー貯蔵システムオフピークの安価な電力を蓄え、送電料金がピークになったときに放電します。-この違いは、最初の請求サイクルで現れる傾向があります。商業施設では、-適切に設計された BESS 構成-により電気料金が 15 ～ 40% 削減されており、事業者が最初の数か月間で充放電スケジュールを微調整する方法を学ぶにつれて、節約効果がさらに高まります。-
バッテリーエネルギー貯蔵における負荷シフトの意味
ロード シフトにより、電力消費量が高価なピーク時間帯から安価なオフピーク時間帯に移動されます。{0}}エネルギーの使用量は減りません。-エネルギーが消費されたら再配置します。コンセプトは単純です。-夜間に 0.08 ドル/kWh でバッテリーを充電し、午後のラッシュ時に 0.25 ドル/kWh で放電する-ですが、2 つの関連する戦略が混同されています。ピークシェービング最大消費電力を制限してデマンド料金を削減します。負荷平準化一日を通して消費プロファイルを平坦化します。負荷シフトは、特に使用率のギャップの時間を考慮します。同じキロワット時でも請求額は大きく異なります。--
使用時間料金は、米国のほとんどの公共事業市場で標準となっています。{0}{1}午後遅くと夕方の料金は夜間料金の 2 ～ 3 倍になります。-カリフォルニアやマサチューセッツなどの州では、さらに高くなる場合もあります。蓄電池システムは、これらの安価な時間帯に充電し、料金が急上昇したときに蓄えられた電力を放出します。オペレーションは止まらない。グリッドの歪みが少なくなります。請求書が下がります。
BESS テクノロジーによりロード シフティングがどのように実用化されるか
概念としての荷重移動は 1930 年代から存在していました。しかし、その歴史のほとんどにおいて、個々の企業が利用できるツールはかなり限られていました。-負荷を削減して生産性を低下させるか、燃料コストと排出量をすべて考慮してディーゼル発電機を稼働させるかです。すべてを変えたのは、リン酸鉄リチウム (LFP) 電池の化学反応が商業規模に到達したことでした。
| サイクル寿命 | 80% DoD で 5,000 ～ 6,000 サイクル (毎日 13 ～ 15 年間のサイクル) |
| 往復の効率- | 85–95% |
| 応答時間 | ミリ秒 |
| 熱暴走閾値 | 270 度 (NMC の場合は約 150 度)-火災の危険性が低く、保険料も安くなります |
その後、コスト曲線がうまくいきました。バッテリーパックは、2010 年の 1,100 ドル/kWh から、2023 年には 140 ドル/kWh 未満になりました (BloombergNEF)。回収期間商用バッテリーエネルギー貯蔵システム3.5年から5年の範囲に着陸しました。これは CFO の注目を集めた数字です。
バッテリーストレージを使用した商用および産業用負荷移行
すべての施設が同じ利益を得られるわけではありません。経済性は、料金構造、負荷プロファイル、および操作のスケジュール設定において実際にどの程度の柔軟性があるかという 3 つの要素に左右されます。
製造および産業運営
ここが財務面で最も大きな打撃を受けるところだ。一般的な産業用電気料金では、デマンド料金が全体の 30 ～ 50 パーセントを占めます。金属加工、プラスチック押出成形、冷蔵倉庫、または食品加工を行っている工場はすべて同じ問題に直面しています。シフト変更または設備の起動中に 15 分間の需要が急増すると、請求期間全体の料金が設定されてしまいます。- 1 四半期の悪い状況で、30 日間料金が上昇しました。
この修正は思った以上に実用的です。コンプレッサーとコンベヤーの始動をずらして、すべてが一度に作動しないようにします。 HVAC のプレコンディショニングを、料金が最も低い夜間の時間帯に変更します。次に、午後のスパイクが残っている場合は、BESS に吸収させます。 1.5 MW のピーク負荷を実行している施設では、1 MWh のバッテリー システムを設置すると、そのスパイクを 400 ～ 500 kW 削減できる可能性があります。デマンド料金が kW/月あたり 18 ドルとすると、エネルギー裁定取引を考慮する前に、毎月 7,200～9,000 ドルの換算額が年間 ${15}},000 ドルを超えることになります。-この種のプロファイルでは、プラントが 4 年以内に回収に達するのを私たちは見てきましたが、国の奨励金が発動している場合には、より早く回収できる場合もあります。
冷蔵保管は特筆に値します。 -一晩あたり 0.06 ～ 0.08 ドル/kWh で倉庫を予冷し、系統価格が 3 倍になる午後の料金枠を通じて建物の熱質量に温度を伝えます。バッテリーは、その時間帯に他の施設の負荷を処理します。コンプレッサーはほとんど動いていません。デマンド料金が下がります。建物自体が保管戦略の一部となるため、これは最もクリーンなアプリケーションの 1 つです。
商業キャンパスおよびオフィスビル
この不一致は、紙の上ではほとんどコミカルです。屋上に太陽光発電を備えた商業キャンパスでは、占有率が低く、冷房負荷が中程度で、電気代が安い正午頃にピーク出力が生成されます。-保管がなければ、その余剰分は不利な正味料金で輸出されるか、どこにも行きません。 BESS はその正午の太陽光発電を掴んで保持し、全員が戻り、エアコンが作動し、TOU レートが 1 日の最高料金に達した午後 5 時 30 分に押し出します。私たちが調査したあるキャンパスでは、総消費量の 25% をより安価な窓に移し、使用量をまったく減らすことなく年間の電気代を数万ドル削減しました。純粋なレート裁定取引。
グリッド サービスとユーティリティ-スケール アプリケーション
電力会社もこのアプローチに賛同しており、{0}特に送電網インフラの老朽化や再生可能エネルギーの普及が需要パターンを上回っている地域では顕著です。コンテナ化されたBESS配電レベルでの設置により、変電所のアップグレードを延期できるため、そうでなければ数千万単位の費用がかかることになります。国際再生可能エネルギー機関は、再生可能エネルギーの普及が進んでいる市場では、潜在的な需要削減は最大 20% であると推定しています。
負荷分散アプリケーション向けの BESS テクノロジーとサイジング
バッテリーの化学的性質が重要です。ただし、その上にあるエネルギー管理システムも同様であり、パッケージ全体のサイズが販売資料の理論的なものではなく、実際の負荷プロファイルに適しているかどうかも考慮されます。-
施設比較についてエネルギー貯蔵システムの種類と技術, LFP は基本的に、毎日のサイクリング アプリケーションのデフォルトになっています。-コバルトを含まないということは、安定したサプライチェーンを意味します。実際の定置設置ではサイクル寿命が NMC よりも 40 ～ 60% 長くなります。-また、安全マージン-熱暴走しきい値が 270 度であるのに対し、NMC の熱暴走しきい値は約 150 度であるため、特に占有建物に隣接する敷地では、保険の引受と許可に明らかな違いが生じます。
EMS レイヤーでは、節約が最適化されます。適切に構成されたエネルギー管理システムは、公共料金、気象データ、施設の負荷パターン、バッテリーの充電状態を追跡し、充電/放電スケジュールをリアルタイムで調整して、手動スケジュールでは完全に見逃される料金のばらつきを把握します。-予測アルゴリズムにより、機器の起動をずらし、放電を太陽光発電曲線と同期させ、長期間のセル劣化に対して日々の収益のバランスをとることができます。-基本的なタイマーベースのコントローラーと予測 EMS の違いは何ですか?{5}}多くの場合、同じハードウェアから年間 20 ～ 30% の節約になります。
ロード シフティングのための一般的な BESS 構成
サイズ設定は負荷プロファイルによって異なりますが、その内訳は次のとおりです。
| 構成 | 容量 | 最適な用途 | 一般的な需要の節約 |
|---|---|---|---|
| 屋外用キャビネット | 100～500kWh | 小売、オフィス、小規模製造業 | 1,000 ～ 5,000 ドル/月 |
| 単一コンテナ | 1～2MWh | 中規模の工業、キャンパス | $5,000–$15,000/月 |
| マルチ-コンテナ | 3–5+ MWh | 重工業、公益事業-隣接 | $15、000+/月 |
中小規模の商業用-（100～500 kWh）:ここでは屋外キャビネットシステムがうまく機能します。ポリノベルの屋外キャビネット BESS60 kW / 121 kWh ～ 125 kW / 241 kWh の範囲では、ほとんどの商業ビルの 2 ～ 4 時間の需要オフセットをカバーします。これらは駐車場、屋上、または機械ヤードに設置でき、最小限の現場準備で既存の電気パネルに接続でき、BMS、液体冷却、および消火器が統合された状態で出荷されます。-現場でマルチベンダーの統合に悩まされる必要はありません-。 200 kWh のキャビネットと 100 kW インバータを組み合わせると、建物の午後のスパイクを 100 kW 削減します。デマンド料金が月あたり 15 ドル/kW の場合、その 1 回の移行で月あたり 1,500 ドルの節約になります。
工業用および大規模キャンパス (1 MWh+):コンテナ化されたシステム。標準的な Polinovel 20- コンテナは、500 kW の電力変換システムを備えた 1 ～ 2 MWh の LFP 容量を収容し、10 年以上毎日サイクルします。マルチコンテナの導入は 5 MWh 以上まで拡張できます。-これらのユニットには、完全に統合されたバッテリー ラック、PCS、熱管理、消火器、BMS がすべて出荷前に工場でテストされています。{10}コミッショニングには通常、バッテリ、インバータ、制御ベンダーを個別に調整するのに数か月かかるのではなく、数週間かかります。
エネルギー回復力: 組み込まれたボーナス-
負荷移行 BESS には、バックアップ電源用のインフラストラクチャがすでに備えられています。{0}送電網の停止中も、通常はレート裁定取引を最適化するのと同じバッテリーが、病院、データセンター、水処理、連続製造などの重要な業務を継続します。{2}既存のシステムにバックアップ機能を追加すると、スタンドアロンのバックアップを導入する場合に比べてコストがわずかになります。オンサイト太陽光発電と組み合わせると、システムを完全に独立させることができます。-
これは、ほとんどのプロジェクトにとって財務上の主な要因ではありません。しかし、特に 4 時間の停止によりバッテリー システム自体のコストが高くなる施設では、リスクの計算が変わります。-
BESS ロード シフティングの財務上の根拠を示す
公共料金の請求書を引き出します。デマンド料金をエネルギー料金から分離します。 TOU レート スケジュールを見つけて、高レート ウィンドウと低レート ウィンドウの間のスプレッドを確認してください。-次に、12 か月の間隔メーター データを入手します。{6}}ほとんどの電力会社は、オンライン ポータルを通じて 15 分または時間ごとのデータを提供しています。
これが実際に動作した例です。テキサス州で 200,000 平方フィートの製造施設を運営しており、ピーク需要は 2 MW、デマンド料金は 14 ドル/kW/月、オフピーク料金とオンピーク料金の差は 0.12 ドル/kWh です。{6}} 1 MWh / 500 kW のコンテナ化された BESS を設置します。
このシステムは、毎月のピークを 400 kW 削減します。 1kW あたり 14 ドルとすると、デマンド料金だけで月額 5,600 ドルの節約になります- 1 年間で 67,200 ドルの節約になります。エネルギー裁定取引のレイヤー: 毎日 1 MWh を 0.12 ドル/kWh で循環させ、90% の往復効率で 250 営業日で年間約 27,000 ドルの収益が得られます。-年間の合計貯蓄額は約 94,000 ドルになります。フル導入コストが 350,000 ～ 400,000 ドルである場合、インセンティブを受け取るまでに 4 ～ 4.5 年の投資回収が見込まれます。連邦投資税額控除を適用すると、その期間は約 3 年に短縮されます。
デマンドレスポンスプログラムがその上に重ねられます。一部の電力会社は、登録されたバッテリー容量に対して kW/年あたり 50 ～ 200 ドルを支払います。 500 kW システムの場合、市場とプログラムの構造に応じて、年間収益がさらに 25,000 ドルから 100,000 ドル増加します。
計画を立てている組織向け大規模な電池エネルギー貯蔵プロジェクト-、経済は改善し続けています。バッテリーのコストは依然として低下しています。ほとんどの市場で、日次ピークと夜間のレートウィンドウ間のレート差が拡大しています。どちらの傾向も投資回収期間を短縮します。
適切な BESS を使用して負荷分散プロジェクトを開始する方法
- まずは機器ではなくデータから始めましょう。エネルギー監査を実行し、時間ごとの消費量をマップし、生産を中断することなく実際に移動できる負荷を特定します。一般的な候補としては、HVAC のプレコンディショニング、給湯、EV 車両の充電、バッチ処理などが挙げられます。一部の施設では、需要の急増の 30 ～ 40 パーセントが、別の時間枠に簡単に移行できるプロセスに起因していることに気づきました。ピークが生産スケジュールに固定されていると感じる人もいます。つまり、バッテリーがシフト全体を吸収する必要があることを意味します。
- 総消費量ではなく、需要デルタに応じたサイズ。Polinovel のエンジニアリング チームは定期的にこれを行っており、{0}インターバル メーターのデータを分析し、さまざまな構成でデマンドチャージとアービトラージ節約をモデル化し、サイトに適切なキャビネットまたはコンテナ化されたシステムを指定します。月あたり 50,000 kWh を消費する施設には、必ずしも大容量のバッテリーが必要というわけではありません。請求額の 35% を占める需要の急増を抑えるには、200 kWh しか必要としない可能性があります。最大の間違いは、実際のピークとオフピークのギャップではなく、合計 kWh に基づいてシステムが過剰になる場合に発生します。---
- 調達前にコンプライアンスを確認してください。システムが UL 9540 認証と UL 9540A 火災試験データを保持していることを確認してください。-これらは、許可のスケジュールと保険資格に直接影響します。 Polinovel システムは、LFP セル、統合 BMS、液体冷却、および消火器とともに両方の機能を備えた状態で出荷され、すべて工場でテストされており、納品から数週間以内に試運転する準備ができています。{4}}
- インストール後も継続的に最適化します。パフォーマンスを毎月追跡します。料金スケジュールが季節的に変化し、設備の負荷が変化するのに応じて、充電/放電ウィンドウを調整します。最高の収益をもたらすプロジェクトは、誰かが実際にダッシュボードを監視しているプロジェクトです。-バッテリーが自動のままで、EMS 設定が現在の料金構造とまだ一致しているかどうかを誰もチェックしていないプロジェクトではありません。