کاهش هزینه‌های تقاضا با استفاده از ذخیره‌سازی انرژی تجاری و صنعتی

درک هزینه‌های تقاضا در تأسیسات تجاری و صنعتی

هزینه‌های تقاضا سهمی معادل ۳۰ تا ۵۰ درصد از قبض برق تجاری را تشکیل می‌دهند و بر اساس بیشترین مصرف توان در یک بازه ۱۵ دقیقه‌ای در هر ماه محاسبه می‌شوند (Ponemon 2023). این هزینه‌ها به‌ویژه تأثیر نامتناسبی بر عملیات پرمصرف از قبیل کارخانه‌های تولیدی و مراکز داده دارند که در بازه‌های کوتاهی مصرف بالایی دارند.

کاهش پیک مصرف: چگونه ذخیره‌سازی انرژی قبض‌های ماهانه برق را پایین می‌آورد

سیستم‌های BESS می‌توانند زمان‌های پرداخت هزینه بالای تقاضای اوج را با تخلیه خودکار انرژی ذخیره‌شده در این دوره‌های شلوغ، حدود ۴۰ تا ۶۰ درصد کاهش دهند. به جای گرفتن انرژی اضافی از شبکه در زمان‌های حساس، شرکت‌ها به دلیل عدم افزایش ناگهانی تقاضا، واقعاً پول صرفه‌جویی می‌کنند. نگاهی به گزارش اخیر BLJ Solar برای سال ۲۰۲۴ بیندازید. فرآورندگان مواد غذایی صرفه‌جویی قابل توجهی را تجربه می‌کنند و هر ماه حدود هجده هزار دلار فقط با کنترل پرش‌های ناگهانی ۵۰۰ کیلوواتی به دست می‌آورند. این نوع صرفه‌جویی برای عملیاتی که با بودجه‌های تنگ انجام می‌شوند، در عین حال که به برق قابل اطمینان نیاز دارند، تفاوت بزرگی ایجاد می‌کند.

مطالعه موردی: کاهش هزینه تقاضا در یک کارخانه تولیدی با استفاده از سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS)

یک تولیدکننده قطعات خودرو در منطقه میدوست آمریکا یک سیستم باتری لیتیوم-یون با ظرفیت 2 مگاوات‌ساعت برای مدیریت رویدادهای تقاضای اوج راه‌اندازی کرد. نتیجه، کاهش 63 درصدی در حداکثر مصرف توان بود که معادل صرفه‌جویی سالانه 740,000 دلار آمریکا شد (Ponemon 2023). با درآمد اضافی حاصل از خدمات تنظیم فرکانس، این سیستم طی 4.2 سال به نقطه بازگشت سرمایه دست یافت.

کنترل‌های هوشمند برای بهینه‌سازی مدیریت تقاضای اوج

سیستم‌های پیشرفته مدیریت انرژی با استفاده از یادگیری ماشین، مصرف انرژی را پیش‌بینی و عملکرد تجهیزات مانند سیستم‌های گرمایشی-سرمایشی و خطوط تولید را هماهنگ می‌کنند تا منحنی تقاضا را صاف کنند. همان‌طور که در مطالعه GridBeyond در سال 2024 نشان داده شد، این کنترل‌های هوشمند بدون اختلال در عملیات، هزینه‌های تقاضا را در انبارهای دارویی 29.7 درصد کاهش دادند.

تحویل زمان مصرف: صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی با استفاده از ذخیره‌سازی باتری

چگونه ساختارهای نرخ‌گذاری زمان مصرف، فرصت‌های صرفه‌جویی در هزینه ایجاد می‌کنند

تعرفه‌گذاری زمان استفاده (TOU) به این معنی است که کسب‌وکارها در ساعات شلوغ عصر، معمولاً بین ۴ تا ۹ شب، برای برق هزینه بیشتری پرداخت می‌کنند. تفاوت هزینه بین این ساعات اوج و دوره‌های کم‌بار معمولاً قابل توجه است و گاهی از حدود ۱۲ سنت تا بیش از ۳۵ سنت در هر کیلووات‌ساعت متغیر است. شرکت‌های هوشمند با استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی، در زمانی که برق ارزان است انرژی را ذخیره کرده و سپس در زمان افزایش قیمت از این ذخیره استفاده می‌کنند. برخی از واحدها موفق می‌شوند بین ۴۰ تا ۷۰ درصد از کل مصرف خود را از ساعات اوج جابجا کنند. این نوع استراتژی معمولاً بر اساس گزارش‌های صنعتی اخیر، حدود ۲۳ درصد به کاهش صورتحساب‌های ماهانه منجر می‌شود.

شارژ در ساعات غیر اوج، تخلیه در ساعات اوج

سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) به‌صورت خودکار شب‌ها شارژ می‌شود، زمانی که قیمت‌های عمده‌فروشی پایین‌تر از ۰٫۰۸ دلار بر کیلووات‌ساعت قرار می‌گیرند، و در عصر و ساعات اوج مصرف تخلیه می‌شود، زمانی که نرخ‌های برق از ۰٫۲۸ دلار بر کیلووات‌ساعت فراتر می‌رود. این چرخه روزانه سالانه ۱۵۰ تا ۲۵۰ چرخه کامل را برای هر بانک باتری فراهم می‌کند و بازگشت سرمایه را برای کاربران تجاری تسریع می‌کند.

مثال واقعی: زنجیره خرده‌فروشی کاهش هزینه‌های انرژی را از طریق آربیتراژ BESS به دست می‌آورد

یک زنجیره خرده‌فروشی در منطقه مرکزی غربی ایالات متحده، یک سیستم باتری ۵۰۰ کیلووات‌ساعتی را برای مدیریت هزینه‌های زمان استفاده (TOU) که از ۰٫۳۲ دلار بر کیلووات‌ساعت فراتر می‌رفت، نصب کرد. این سیستم اکنون ۸۵٪ نیازهای انرژی در دوره اوج را تأمین می‌کند و وابستگی به شبکه را در ساعات نرخ بالا ۶۲٪ کاهش داده است. صرفه‌جویی ماهانه در هزینه‌های تقاضا به ۱۲٬۷۰۰ دلار می‌رسد، در حالی که مشارکت در برنامه‌های پاسخگویی به تقاضا، ۴٬۲۰۰ دلار در هر سه‌ماهه درآمد اضافی ایجاد می‌کند و به این ترتیب بازگشت سرمایه در ۴٫۲ سال حاصل می‌شود.

بهبود بازگشت سرمایه با پیش‌بینی و توزیع پویای انرژی

سیستم‌های مدرن ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) از یادگیری ماشین برای پیش‌بینی قیمت‌های بازار روز بعد با دقت ۹۲ درصد استفاده می‌کنند و به‌صورت پویا برنامه‌های شارژ و دشارژ را تنظیم می‌کنند تا از افزایش‌های غیرمنتظره قیمت بهره‌برداری کنند. این انعطاف‌پذیری درآمد حاصل از آربیتراژ را نسبت به راهبردهای زمان‌بندی ثابت ۱۵ تا ۱۸ درصد افزایش می‌دهد. این سیستم‌ها همراه با طراحی ماژولار، امکان گسترش مقیاس‌پذیر را در حالی که ساختارهای نرخ تغییر می‌کنند فراهم می‌آورند.

افزایش مصرف خودی انرژی خورشیدی از طریق ذخیره‌سازی انرژی تجاری

ذخیره‌سازی تولید اضافی انرژی خورشیدی برای کاهش وابستگی به شبکه

نصب‌های تجاری خورشیدی اغلب در اواسط روز، زمانی که تقاضای محلی پایین است، انرژی اضافی تولید می‌کنند. ادغام سیستم ذخیره‌سازی انرژی این مازاد را جمع‌آوری می‌کند و به مراکز امکان می‌دهد وابستگی خود به شبکه را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش دهند. کسب‌وکارهایی که خورشیدی و ذخیره‌سازی را ترکیب می‌کنند، مصرف خودی خود را ۴۰ درصد افزایش داده و تولید اواسط روز را به بار عملیاتی عصر منتقل می‌کنند.

حداکثر کردن نرخ مصرف خودی با سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری (BESS)

سیستم ذخیره‌ساز هوشمند انرژی (BESS) به خودکفایی از انرژی خورشیدی نسبت به صدور به شبکه اولویت می‌دهد و از داده‌های لحظه‌ای و سیگنال‌های قیمت‌گذاری برای بهینه‌سازی توزیع انرژی استفاده می‌کند. پلتفرم‌های مدیریت انرژی، شارژ و دشارژ را بر اساس الگوهای بار مصرفی تسهیلات تنظیم می‌کنند و میزان استفاده از انرژی خورشیدی را تا ۶۵٪ نسبت به سیستم‌های فقط خورشیدی افزایش می‌دهند—این مقدار در چندین برنامه آزمایشی شرکت‌های برق تأیید شده است.

مطالعه موردی: انبار با ذخیره‌سازی یکپارچه به ۶۵٪ جایگزینی انرژی خورشیدی دست یافت

یک سیستم باتری ۸۰۰ کیلووات‌ساعتی همراه با آرایه‌ی ۱٫۲ مگاواتی خورشیدی روی بام در یک مرکز توزیع در منطقه میان‌غرب آمریکا، استفاده از تولید انرژی خورشیدی روزانه را در شب ممکن می‌سازد. نتایج کلیدی شامل:

METRIC	قبل از نصب	پس از نصب	بهبود
خرید انرژی از شبکه	82%	35%	کاهش 57%
مصرف خودکار انرژی خورشیدی	41%	76%	افزایش ۳۵٪
هزینه‌های سالانه انرژی	$178,000	$102,000	صفره ۴۲٪

این پروژه از طریق مشوق‌های شرکت برق و صرفه‌جویی‌های مستمر در انرژی، پس از ۶٫۸ سال به نقطه سربه‌سر رسید.

ایجاد درآمد از طریق پاسخگویی به تقاضا و خدمات شبکه

چگونه ذخیره‌سازی انرژی در بخش تجاری و صنعتی به پایداری شبکه کمک می‌کند

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی برای کاربردهای تجاری و صنعتی با ارائه قابلیت‌های پاسخ سریع مانند تنظیم فرکانس و پشتیبانی ولتاژ، شبکه‌های برق را قابل اعتمادتر می‌کنند. این سیستم‌ها می‌توانند تقریباً بلافاصله واکنش نشان دهند، در مواقعی که برق اضافی وجود دارد آن را جذب کنند یا در زمان کمبود، انرژی را به شبکه بازگردانند. یک مطالعه اخیر وزارت انرژی در سال 2023 نشان می‌دهد که حدود ۸ از هر ۱۰ شرکت برق، استفاده از راه‌حل‌های ذخیره‌سازی را نسبت به روش‌های سنتی ترجیح می‌دهند تا از قطعی‌های گران‌قیمت برق جلوگیری کنند که هر ساعت حدود ۷۴۰ هزار دلار هزینه دارند. علاوه بر این، این رویکرد به ادغام منابع بیشتری از انرژی‌های تجدیدپذیر کمک می‌کند که چیزی است که بسیاری از فعالان صنعت آن را برای تلاش‌های پایداری آینده حیاتی می‌دانند.

کسب انگیزه‌های مالی از طریق برنامه‌های پاسخ به تقاضای خودکار

پلتفرم‌های پاسخ به تقاضای خودکار (ADR) به کسب‌وکارها امکان می‌دهند تا با کاهش موقت بار در شرایط تنش شبکه، سالانه ۱۰۰ تا ۲۰۰ دلار به ازای هر کیلووات درآمد کسب کنند. سیستم‌های مجهز به OpenADR، از جملی آنچه در یک کارخانه خودروسازی در منطقه مرکزی آمریکا با یک باتری ۲ مگاوات‌ساعتی استفاده می‌شود، می‌توانند از طریق بازارهای منطقه‌ای مانند برنامه پاسخگویی اضطراری بار PJM، فصلانه ۵۸۰۰۰ دلار درآمدزایی کنند.

تحلیل روند: رشد برنامه‌های حمایت‌شده از سوی شرکت‌های توزیع برق در آمریکای شمالی

رشد مشوق‌های ذخیره‌سازی حمایت‌شده از سوی شرکت‌های توزیع برق، چیزی کمتر از انفجاری نبوده است و از سال 2020 تاکنون در حدود ۲۱۷ درصد در نزدیک به سه دوجین ایالت آمریکا و استان کانادا افزایش یافته است. نگاهی به برنامه‌هایی مانند برنامه مشوق‌دهی خودتولید کالیفرنیا (SGIP) یا ابتکار NYSERDA در نیویورک بیندازید که اکنون تقریباً ۳۰ درصد از بودجه خود را صرفاً به راه‌حل‌های ذخیره‌سازی تجاری متصل به شبکه اختصاص داده‌اند. همچنین دستور FERC شماره ۲۲۲۲ نیز با الزام به پرداخت عادلانه به تمام انواع منابع انرژی توزیع‌شده، پیشرفت قابل توجهی ایجاد کرده است. به نظر کارشناسان، تا سال ۲۰۲۸ شاهد ظرفیت پاسخگویی به تقاضای مبتنی بر ذخیره‌سازی به ارزش بیش از ۴۷ گیگاوات خواهیم بود. این پیش‌بینی زمانی منطقی به نظر می‌رسد که بتوانیم شاهد گسترش مدل‌های قیمت‌گذاری پویا و سیستم‌های مدیریت انرژی مبتنی بر ابر در بازار باشیم.

سوالات متداول

هزینه‌های تقاضا چیستند؟

هزینه‌های تقاضا، هزینه‌هایی در قبض برق تجاری هستند که بر اساس بیشترین میزان مصرف توان از شبکه در هر بازه ۱۵ دقیقه‌ای در طول ماه محاسبه می‌شوند.

ذخیره‌سازی انرژی چگونه می‌تواند به کاهش هزینه‌های تقاضا کمک کند؟

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در زمان‌های اوج مصرف، انرژی ذخیره‌شده را آزاد می‌کنند و با کاهش میزان توان مورد نیاز از شبکه، هزینه‌های تقاضا را تا حدود ۶۰٪ کاهش می‌دهند.

تعرفه‌گذاری زمان استفاده (TOU) چیست؟

تعرفه‌گذاری زمان استفاده شامل هزینه‌های بالاتر برای برق در ساعات اوج مصرف، معمولاً بین ساعت ۱۶ تا ۲۱، است که به کسب‌وکارها امکان می‌دهد با جابجایی مصرف به ساعات غیراوج، هزینه‌ها را کاهش دهند.

تسهیلات تجاری چگونه از خودمصرفی انرژی خورشیدی همراه با ذخیره‌سازی بهره مند می‌شوند؟

تسهیلات می‌توانند انرژی اضافی خورشیدی تولید شده در دوره‌های کم‌مصرف را ذخیره کرده و بعداً از آن استفاده کنند، که این امر خودمصرفی را افزایش داده و وابستگی به شبکه را کاهش می‌دهد.