Archiviazione della batteria per la congestione della rete in Olanda: una guida pratica per i progetti C&I

La congestione della rete sta diventando un vincolo pratico per le imprese olandesi che pianificano l'elettrificazione, la ricarica delle auto elettriche, i pannelli solari fotovoltaici o l'ampliamento della capacità. La tecnologia di accumulo energetico delle batterie può aiutare le imprese a utilizzare meglio la capacità disponibile della rete gestendo quando l'elettricità viene importata, immagazzinata e utilizzata.

Tuttavia, installare una batteria più grande non risolve automaticamente la congestione della rete. Per Progetti C&I, il BESS deve essere dimensionato intorno al limite della griglia del sito e al profilo di carico, mentre il suo EMS deve coordinare la carica e la scarica per mantenere la domanda della rete entro il limite richiesto.

Per installatori ed EPC, la giusta BESS inizia con il vincolo di rete e il profilo di carico, quindi determina la potenza richiesta, l'energia utilizzabile, la strategia EMS ed i costi del progetto.

Come la conservazione delle batterie aiuta le imprese olandesi a gestire la congestione della rete

Per molti progetti C&I, la sfida rilevante relativa alla congestione della rete è un vincolo di potenza: il sito deve importare o esportare una quantità di potenza superiore a quella che la propria connessione alla rete può gestire durante certi periodi.

Un BESS può aiutare a gestire questa limitazione riducendo il picco di domanda della rete. Quando il consumo elettrico si avvicina al limite consentito per l'importazione dalla rete, la batteria eroga energia per fornire parte del carico. Questo è comunemente noto come raschiamento del picco.

Considera un'azienda ipotetica con un limite autorizzato di importazione dalla rete di 500 kW e una domanda massima di 800 kW che dura due ore. La riduzione necessaria della picco sarebbe:

800 kW − 500 kW = 300 kW

Se la BESS deve fornire 300 kW per due ore di picco, il requisito teorico di energia utilizzabile è:

300 kW × 2 h = 600 kWh

Questo illustra un principio fondamentale per la dimensione di BESS:

La potenza BESS determina quanto del picco può essere coperto; l'energia utilizzabile determina per quanto tempo la batteria può fornire quel supporto.

Il 600 kWh rappresenta il fabbisogno teorico di energia utilizzabile, non necessariamente la capacità nominale della batteria. La capacità installata finale deve inoltre tenere conto del range di SOC ammissibile, delle perdite di conversione, delle riserve operative, del degrado e della capacità richiesta alla fine della vita.</p>

RVO identifica la conservazione delle batterie come una delle possibili opzioni per le imprese che devono fare fronte alla congestione della rete, in particolare dove picchi elevati di elettricità, generazione da fonti rinnovabili o l'espansione dell'azienda creano esigenze aggiuntive di capacità.

Come dimensionare un BESS per operazioni con vincoli di rete

La dimensione di BESS dovrebbe iniziare con il profilo di carico del cliente e il limite di connessione alla rete, invece che con una dimensione della batteria predefinita.

La logica di dimensionamento preliminare è:

Potenza BESS richiesta = Domanda massima del sito − importazione della rete consentita

Energia utile richiesta = Potenza BESS richiesta × durata di supporto richiesta

Praticamente, questi calcoli dovrebbero basarsi su dati di carico ad alta risoluzione. Installatori ed EPC dovrebbero analizzare quando, con che frequenza e per quanto tempo il sito supera la sua capacità di rete disponibile, utilizzando i dati ad alta risoluzione disponibili, preferibilmente dati ogni 15 minuti o migliori.

Una potenza di 300 kW che dura 15 minuti richiede una configurazione della batteria molto diversa da una potenza di 300 kW che dura quattro ore. L'obiettivo non è quindi semplicemente quello di corrispondere al consumo annuale di elettricità, ma determinare la potenza e l'energia utilizzabile necessari per mantenere la domanda della rete entro i limiti consentiti.

La dimensione finale deve tenere anche conto della finestra di energia utilizzabile, dei limiti di SOC, delle perdite del PCS e del sistema, delle riserve operative, della degradazione della batteria e dei carichi futuri previsti. La ricarica pianificata delle auto elettriche, l'ampliamento della produzione o altri dispositivi ad alta potenza possono modificare in modo rilevante il profilo della domanda futura del sito.

Un progetto BESS affidabile si basa sulla domanda massima e sulla durata, non solo sul consumo annuo di elettricità o sulla capacità nominale della batteria.

Perché EMS e le applicazioni multipurpose sono importanti

La capacità della batteria da sola non risolve la congestione della rete. Il Sistema di gestione dell'energia (EMS) determina quando la BESS carica e scarica e coordina le sue operazioni con la domanda del sito, la generazione fotovoltaica, la ricarica degli veicoli elettrici e la capacità della rete disponibile.

Ad esempio, se un sito ha un limite di importazione dalla rete di 500 kW, il sistema EMS può monitorare la potenza della rete e scaricare l'ESS quando la domanda si avvicina a quel valore. Anche la ricarica deve essere pianificata con attenzione. Se la batteria si carica dalla rete durante un periodo di vincolo, potrebbe aumentare la domanda della rete invece di ridurla.

La stessa BESS può potenzialmente supportare altre applicazioni, tra cui Autoconsumo di energia fotovoltaica, ottimizzazione della ricarica delle auto e dei prezzi dell'elettricità. Dove applicabile, i servizi di flessibilità possono fornire un'ulteriore opportunità di guadagno o risparmio.

Tuttavia, queste applicazioni competono per la stessa potenza limitata, capacità energetica e stato di carica (SOC). Se la batteria deve riservare energia per ridurre i picchi di consumo più tardi nella giornata, quell'energia potrebbe non essere disponibile per un'altra applicazione nello stesso momento.

Un BESS a uso multiplo ha quindi bisogno di una strategia di EMS che prioritari il vincolo della rete del sito mentre assegna la capacità della batteria disponibile alle applicazioni che creano un valore aggiunto.

Come valutare l'economia di un sistema BESS vincolato alla rete

L'abilità tecnica di ridurre la domanda della rete non rende automaticamente un BESS economicamente conveniente. Il caso aziendale dipende da quanto valore operativo può generare la batteria rispetto al suo costo di vita.</p>

In base al progetto, il valore può derivare dalla riduzione dei picchi, dall'aumento del consumo diretto delle installazioni fotovoltaiche, dall'ottimizzazione della ricarica degli veicoli elettrici, dall'ottimizzazione dei prezzi dell'elettricità o dai servizi di flessibilità applicabili. Questi flussi di valore possono talvolta essere combinati, ma la loro effettiva contribuzione dipende dal profilo operativo del sito, dalle tariffe, dalle condizioni di rete e dall'utilizzo della BESS.

Per una valutazione iniziale del progetto, può essere utilizzato un calcolo semplice del ritorno dell'investimento:

Periodo di recupero semplice = Investimento iniziale ÷ beneficio netto annuo

Tuttavia, il ritorno dell'investimento non è lo stesso del ROI e non cattura l'economia complessiva del ciclo di vita di un BESS. Una valutazione più dettagliata dovrebbe tenere conto dei costi iniziali (CAPEX) e operativi (OPEX), della capacità utilizzabile, dell'efficienza del sistema, della degradazione, delle condizioni di garanzia, della finanza e dell'utilizzo previsto durante la durata del progetto.

Una delle considerazioni più importanti è quanto spesso e quanto efficacemente la batteria verrà utilizzata.

Un BESS più grande può ridurre di più la domanda massima, ma aumenta anche il costo dell'investimento. Se la capacità aggiuntiva è raramente necessaria, i kWh aggiuntivi potrebbero non generare abbastanza valore aggiunto per giustificare il loro costo.

Lo scopo non è massimizzare la capacità della batteria, ma trovare la dimensione del BESS che fornisce una capacità operativa e un valore economico sufficienti per le esigenze reali del sito.

Che cosa dovrebbero verificare gli EPC olandesi prima di selezionare un BESS?

Una volta compresa la restrizione della griglia e il profilo di carico, gli EPC possono valutare la configurazione del sistema appropriata.

Fattore progetto	Domanda chiave
Connessione alla griglia	Quale capacità di importazione ed esportazione è disponibile?
Carica profilo	Quali sono la domanda massima, la durata e la frequenza?
BESS	Quale potenza e energia utilizzabile sono necessarie?
SME	Il sistema può mantenere il limite di griglia richiesto?
Economia e conformità	Il progetto soddisfa i suoi requisiti finanziari e di rete?

Le richieste del gestore della rete olandese dovrebbero essere verificate anche prima della scelta finale del sistema. Ad esempio, Enexis applica attualmente le condizioni di connessione neutrali rispetto al sovraccarico alle batterie di 1 MW o più connesse alla sua rete, inclusi gli accordi contrattuali e il controllo della potenza attraverso il suo Realtime Interface (RTI). Queste richieste sono specifiche per il gestore della rete applicabile e alle condizioni del progetto e non devono essere generalizzate a ogni progetto BESS olandese.

Confrontando i fornitori, gli EPC dovrebbero guardare oltre il costo €/kWh della batteria. I criteri chiave includono l'energia utilizzabile, la potenza del PCS, la funzionalità del sistema di gestione energetica (EMS), le ipotesi di degradazione e garanzia, l'architettura di sicurezza e i costi del ciclo di vita.

Un BESS con energia nominale sufficiente ma potenza AC, capacità PCS o funzionalità EMS insufficienti potrebbe comunque non riuscire a fornire la strategia necessaria per la congestione della rete.

Ultimati Energie C&I Soluzioni di accumulo batterie

Ultimati Energie offre soluzioni integrate per lo stoccaggio dell'energia delle batterie per applicazioni commerciali e industriali europee.

Ad esempio, il suo ULTIBLOCK-TL261 fornisce 261 kWh di energia nominale, ≥243 kWh di energia utilizzabile e 125 kW di potenza in uscita nominale, integrando il sistema batteria con PCS, BMS ed EMS.

Per i progetti con limitazioni di rete, questo tipo di architettura integrata può semplificare la coordinazione tra capacità della batteria, conversione della potenza e gestione dell'energia. Tuttavia, la configurazione appropriata dipende ancora dai limiti di rete del cliente, dal profilo dei carichi, dalla potenza richiesta e dalla strategia di funzionamento.</p>

Per installatori ed EPC, Ultimati Energie può quindi essere valutato in base agli stessi criteri tecnici ed economici utilizzati per qualsiasi progetto C&I BESS: energia utilizzabile, capacità di potenza, funzionalità del sistema EMS, efficienza del sistema, prestazioni nel ciclo di vita e economia del progetto.

Conclusione

La conservazione della batteria può aiutare le imprese olandesi a gestire la domanda di elettricità quando la capacità della rete è limitata, ma l'installazione di una maggiore capacità della batteria non necessariamente fornisce una soluzione migliore.

Un progetto C&I BESS di successo inizia con il limite della rete e il profilo del carico, quindi traduce questi requisiti nella potenza BESS appropriata, nell'energia utilizzabile, nella strategia EMS e nel modello economico corrispondente.

Per installatori ed EPC, il sistema giusto non è quindi necessariamente la batteria più grande o più economica. È il sistema per cui potenza, energia utilizzabile, capacità di controllo e economia del ciclo di vita sono allineati con i reali vincoli della rete del cliente, il profilo di funzionamento e le esigenze future.