Užtikrinant energijos atkūrimą ir operacijų tolydumą

Kaip baterijų energijos kaupimo sistemos (BESS) užtikrina operacijų tolydumą, kai nutrūksta tinklo energija

Baterijų energijos kaupimo sistemos, arba BESS, kaip jos dažnai vadinamos, suteikia būtiną atsarginę energiją, kai išsijungia elektros tinklas, leidžiant verslui, kuris negali sau leisti sustoti, veikti sklandžiai. Čia kalbame ir apie tikrą pinigų sumą – tyrimai parodė, kad įmonės praranda apie 740 tūkst. JAV dolerių kiekvieną kartą, kai įvyksta netikėtas sustojimas, pagal praeitų metų Ponemon tyrimus. Šios sistemos dėl savo išmanios valdymo funkcijos beveik iš karto perjungia prie kaupiamos energijos, sumažinant atstatymo laiką po elektros tiekimo pertraukimų beveik tris kartus. Tai daro įtaką vietoms, tokiose kaip serverių centrai, medicinos įstaigos ir gamyklų patalpose, kur elektros tiekimo pertraukimai yra ne tik nepatogūs, bet ir faktiškai kelia pavojų žmonių sveikatai bei įrangai.

Vartotojo pusės (BTM) BESS įdiegimai ir jų poveikis energijos nepriklausomybei

Pramonės įmonės gali saugoti papildomą saulės ar vėjo energiją tiesiogiai savo objektuose dėl prietaisų, skirtų energijos kaupimui už skaitiklio (BTM). Tai reiškia, kad jos nėra tokios priklausomos nuo pagrindinės elektros tinklo sistemos. Pagal 2024 metų tyrimus, kai gamybos įmonės įdiegė šiuos baterijų energijos kaupimo sistemas (BESS), jų elektros poreikiai aukštojoje apkrovoje sumažėjo nuo 18 iki 22 procentų. Taupymas pasiekiama valdant elektros energijos vartojimo laiką pagal kainų skirtumus per parą. Apie 43 procentų pramonės vadovų šiuo metu prioritetu laiko vietinį energijos kaupimą, nes energijos kainos nuolat kinta, todėl BTM sistemos vis labiau tampa būtinu įrankiu valdant energijos rizikas gamyklų veikloje visoje šalyje.

Atvejo analizė: BESS diegimas gamybos įmonėse, kad būtų išvengta gamybos prastovų

Vienas didelis automobilių gamintojas šalyje įsirengė modulinius baterijų kaupiklių sistemas šešiose gamybos įmonėse, užtikrindamas beveik nepnutraukiamą veiklą net esant vietinių elektros tinklų gedimams. Tokios sistemos kasmet sutaupė apie 2,1 mln. JAV dolerių, kurie anksčiau būdavo prarandami dėl elektros tiekimo pertraukimų, o taip pat atvėrė naujas galimybes gauti papildomą pajamų per paklausos reagavimo iniciatyvas. Pagal prieš metus paskelbtus tyrimus, pateiktus „Energy Resiliency Report“, įmonės, pritaikiusios panašias strategijas, jau nebe tik sprendžia problemas dėl nestabilaus elektros tiekimo. Jos iš esmės keičia tai, kas anksčiau buvo brangiu ir nepatogiu reiškiniu, į vertingą turtą, kuris vienu metu generuoja pelną iš dviejų šaltinių.

Tendencija: didėjantis modulinių ir mastelio pritaikomų baterijų energijos kaupimo sistemų pritaikymas pramonės atsakomybės užtikrinimui

Vis daugiau pramonės operatorių šiandien renkasi modulinius BESS sprendimus, nes jie įdiegiami maždaug 24 % greičiau ir per visą jų naudojimo laiką kainuoja maždaug 35 % mažiau nei tradiciniai fiksuoti sprendimai. Mastelio keitimo galimybės taip pat yra gana įspūdingos – apima viską, pradedant nuo mažų įrenginių, turinčių 500 kWh, iki milžiniškų sistemų, siekiančių 50 MWh. Ši tendencija ypač stipriai įgavo jėgą sunkiosiose pramonės šakose, kur priėmimo tempas nuo 2022 metų pradžios kasmet didėjo maždaug 32 % . Kodėl tai taip patrauklu? Na, gamyklų operatoriai gali palaipsniui didinti energijos kaupimo pajėgumus kartu su savo veiklos plėtimu, o tai yra svarbu, kai net du trečdaliai gamyklų vadovų sako, kad jiems reikia sprendimų, kurie galėtų prisitaikyti prie kintančių reikalavimų gamybos aikštelėse.

Atsinaujinančios energijos integravimo ir atsakingumo tikslų skatinimas

Sudėtingumai integruojant atsinaujinančią energiją su pramoninėmis elektros tiekimo sistemomis

Gamyklos ir elektrinės susiduria su sunkumais bandomosios įtraukti saulės elektrines ir vėjo turbinas į jų energijos balansą, nes šie šaltiniai tiesiog nuosekliai ne gamina energijos visą parą. Saulė leidžiasi, o vėjai nurimsta, sukeliant problemų elektros tinklų stabilumui. Atsinaujinančioji energija sudarė apie 22 procentus visos Europoje panaudotos energijos praėjusį metus pagal naujausius ataskaitas, tačiau tokia kintamumo savybė kelia realų spaudimą senamadiškiems tinklams, kurie nebuvo sukurti atsižvelgiant į dvikryptį elektros srautą. Kai per daug žaliosios energijos vienu metu patenka į tinklą, dažnio lygis pradeda svyruoti už normalių ribų, pvz., ± 0,5 Hz, o tai trikdo mašinų veikimą gamyklųse, kur laikas yra viskas.

Baterijų kaupiamosios energijos sistemos (BESS) leidžia naudoti atsinaujinančią energiją 24/7 pramonės operacijoms

Modernus BESS saugykla saulės ir vėjo energiją 92–96% apskritimo kelionės efektyvumu, leidžiant gamykloms išlaikyti 70–80% atsinaujinančiųjų šaltinių panaudojimą po saulėlydžio. Atsinaujinančiųjų šaltinių derinimas su saugyklomis sumažina pramonės anglies pėdsaką iki 60%, todėl BESS yra būtina siekiant ilgalaikių dekarbonizacijos tikslų.

Atvejo analizė: saulės elektrinės su energijos saugyklomis pramonės parke, sumažinusios priklausomybę nuo elektros tinklų

Europos pramonės parko 50 MW saulės elektrinės su energijos saugyklų sistema, kuriai priklauso 120 MWh baterijų talpa, sumažino priklausomybę nuo tinklų 40% per aukštojo tarifo valandas. Sistema tiekia 18 valandų atsarginę energiją ir palaiko įtampą ±2% nuo nominalios reikšmės, įrodant, kad sunkioji gamyba gali patikimai veikti remiantis daugiausiai iš atsinaujinančiųjų energijos šaltinių.

Tendencija: auga prisijungimų prie elektros tinklų energijos saugojimo sistemų augimas atsinaujinančiųjų energijos šaltinių balansavimui

Tinklui prijungtų BESS diegimas atsinaujinančios energijos balansavimui 2020–2023 metais padidėjo 210 %, ką skatino ES reikalavimai iki 2030 metų pasiekti 42,5 % atsinaujinančios energijos dalį. Šios sistemos šiuo metu teikia 83 % dažnio reguliavimo paslaugų pramonės regionuose ir per dalyvavimą pajėgumo rinkoje uždirba 740 JAV dolerių/kW per metus.

Ekonomiškumo skatinimas per strateginį energijos valdymą

BESS vaidmuo mažinant elektros kainas per viršūninių apkrovų mažinimą ir paklausos mokesčių valdymą

Batterijų energijos kaupimo sistemos (BESS) padeda pramonei sumažinti energijos išlaidas 20–30 % per viršūninių apkrovų mažinimą – energijos kaupimą neaktyvios naudotojų veiklos metu ir jos išleidimą aukštos paklausos laikotarpiais. Komercinio energijos valdymo strategijomis besinaudojančios įmonės praneša apie iki 40 % mažesnius paklausos mokesčius, nes BESS neleidžia trumpalaikėms energijos galios viršūnėms viršyti sutartinių ribų.

Energijos kaupimo sprendimai viršūninių apkrovų valdymui ir pramonės elektros sąskaitų mažinimui

Šiuolaikinė BESS automatiškai stebi tinklo kainas ir įrenginio suvartojimą, perkeldama iki 90 % pikinės apkrovos naudojimo į mažesnių sąnaudų laikotarpį. Ši savybė ypač vertinga regionuose, tokiuose kaip Kalifornija ir Teksasas, kur pramonės paklausos mokesčiai viršija 25 JAV dolerių/kW per mėnesį, todėl BESS tampa pelninga priemone prieš voliatilius tarifus.

Duomenų analizė: vidutinis akumuliatorių energijos kaupimo sistemų grąžos procentas sunkiojoje pramonėje viršija 12 % per metus

2024 metų 120 gamybos įmonių analizė parodė, kad BESS užtikrina nuolatinį pelną per:

• 13% dėl sumažėjusių paklausos mokesčių
• 7% dėl papildomų elektros tinklo paslaugų
• 5% dėl išvengtų prastovų dėl elektros nutraukimo

Sistemos pasiekė grąžą per 4–7 metus, plieno kasyklos ir chemijos gamyklės sulaukė greičiausio grąžinimo dėl aukšto bazinio energijos kainų lygio.

Pagerinanti elektros tinklo stabilumą ir pramonės energijos tiekimo patikimumą

Dažnio reguliavimo paslaugos, teikiamos akumuliatorių energijos kaupimo sistemų, kad būtų stabilizuotas vietinis tinklas

BESS reaguoja į dažnio svyravimus 100 kartų greičiau nei šiluminės jėgainės, per milisekundes tiekiant arba sugeriant energiją, kad būtų išvengta kaskadinio nutrūkimo. Pagal 2024 metų Iberijos tinklo stabilumo ataskaitą, įmonės, kurios naudojo BESS dažnio reguliavimui, patyrė 83 % mažiau gamybos pertraukimų regioninių tinklo sutrikimų metu.

Pažengę BESS taikymo būdai, užtikrinant elektros tinklo patikimumą per aukšto apkrovimo pramonės periodus

Išmaniai gaminantys gamintojai vis dažniau kreipiasi į BESS (baterijų energijos kaupimo sistemas) dėl dviejų pagrindinių priežasčių – jos padeda išlaikyti energiją pertraukimų metu ir kasdien sumažina tuos nepageidaujamus pikinio paklausos mokesčius. Pagal praeitų metų Nacionalinio tinklo modernizavimo iniciatyivos ataskaitos duomenis, šios sistemos faktiškai sumažino tinklo apkrovas 41 % pramonės zonose Vidurio vakaruose JAV per tuos sunkius 2023 metų karščius. Naujesni šių saugojimo sistemų modeliai net gali automatiškai keisti režimus priklausomai nuo to, ko reikia tinklui bet kuriuo metu, remiantis gyvais telemetrijos duomenimis, kad nuspręstų, ar reikia tiekti įtampos paramą, ar išlaikyti apkrovų balansą, kaip reikia per dieną.

Kontroversijų analizė: pernelyg didelis BESS pasikliovimas prieš investicijas į ilgalaikius tinklo infrastruktūros modernizavimus

BESS sistemos tikrai suteikia greito atstatymo privalumų, tačiau vis dar vyksta daug diskusijų dėl to, ar investuoti į energijos kaupimo sistemas yra protingiau nei stiprinti elektros tinklą ateityje. Kai kurie žmonės pažymi, kad pagal praėjusius metus Wood Mackenzie duomenis, šiuo metu Amerikos pramonės sektoriuje beveik dvi trečiosios energijos išlaidų tenka baterijų kaupikliams, o tai gali reikšti, kad per mažai lėšų skiriama perdavimo darbams, kurie galėtų triskart padidinti dabartinę sistemos galimybes. Kita vertus, modulinių BESS šalininkai teigia, kad šios sistemos nedelsiant užtikrina realų patikimumo pagerėjimą, tuo tarpu didelių infrastruktūros projektų įgyvendinimui paprastai reikia nuo septynerių iki dvylikos metų.

Strategija: BESS sistemos kartu su transformatorinėmis statomos pramonės zonose siekiant pagerinti energijos tiekimo efektyvumą

Vedančios automobilių gamybos įmonės sumažino energijos nuostolius 19 %, įrengdamos BES šalia pagrindinių transformatorinių, esančių 500 metrų atstumu. Toks artumas leidžia tiesiogiai sugerti pernelyg didelį atsinaujinančios energijos gamybą neperpildytu laiku, o sukauptą energiją vėl panaudoti rytinio gamybos antplūdžio metu. Ankieji panaudojimo atvejai parodė, kad po gedimų įtampa atstačoma 22 % greičiau nei naudojant tradicinį paskirstytą saugojimą.

Pramonės energijos valdymo optimizavimas naudojant išmaniuosius BES technologijas

Krovimo ir iškrovimo efektyvumas moderniose baterijų energijos kaupimo sistemose

Modernūs BES pasiekia 92–97 % dvikryptį efektyvumą naudojant pažengusias litio jonų chemines sudėtis ir skysčio aušinimą. Tai sumažina energijos nuostolius per daugkartinį ciklą, užtikrindama, kad prie įrenginių priemonių pateks daugiau naudingo galingumo. Termiškai stabiliai sukurtos sistemos išlaiko našumą ilgalaikio didelio poreikio laikotarpiais, pratęsdamos eksploatacijos laiką iki 15 metų.

BES panaudojimas viršutinės apkrovos valdymui ir realaus laiko paklausos balansavimui gamyklų patalpose

Šiuo metu įmonės vis dažniau naudoja baterijų energijos kaupimo sistemas (BESS), nes jos gali sumažinti elektros sąskaitas nuo 20 iki 35 procentų. Daugelis pramonės įmonių mėnesio elektros sąnaudų 30–50 procentų išleidžia tik už energijos poreikio mokesčius. Taigi, kai įmonės energiją kaupia nevartojimo valandomis, o ne vartoja viską iš karto pikinėmis valandomis, jos sutaupo tikrą pinigą. Pagal prieš metus paskelbtą Jav nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos tyrimą, įmonės, naudojančios tokių saugojimo sprendimus, sumažina savo energijos vartojimą iš tinklo beveik dvigubai. Toks sumažinimas leidžia gamybos ir kitoms energijos vartotojų įmonėms šalyje gerokai sumažinti kasdienes veiklos išlaidas.

Strategija: Realaus laiko energijos paskirstymas naudojant dirbtinio intelekto integruotą BESS kontrolę

Dirbtinio intelekto valdomos energijos valdymo sistemos analizuoja 12+ kintamųjų – įskaitant orų prognozes, įrangos apkrovas ir tarifų struktūras – siekiant optimizuoti BESS veiklą. 2025 m. atliktas tyrimas parodė, kad dirbtinio intelekto valdomos sistemos pasiekė:

• 18 % greitesnis atsakas į tinklo kainų pokyčius
• 22% mažiau baterijų nusidėvėjimo sąnaudose
• 95 % prognozavimo tikslumas saulės energijos gamybai

Tokios inteligentiškos valdymo sistemos leidžia be pertraukimų ir automatiškai pereiti tarp tinklo, atsinaujinančios ir sukauptos energijos, maksimaliai užtikrinant tiekimą ir investicijų grąžą.

DAK

Kas yra baterijų energijos kaupimo sistema (BESS)?

Baterijų energijos kaupimo sistema (BESS) – tai technologija, skirta kaupti ir valdyti energiją, kai reikia tiekti elektros energiją. Ji padeda įmonėms užtikrinti veiklos nuoseklumą esant elektros tiekimo pertraukimams ir padidina energijos naudojimo efektyvumą, kaupiant perteklinę energiją naudojimui aukšto paklausos metu.

Kaip BESS naudinga pramonės įmonėms esant tinklo pertraukimams?

BESS užtikrina iškart atsarginę elektros energiją, kai nutrūksta elektros tiekimas, žymiai sumažindami prastovas. Dėl greito perjungimo į atsargą kauptuvuose, įmonės gali greitai atnaujinti veiklą, sumažinti nuostolius ir palaikyti saugos standartus kritiškai svarbiose aplinkose, tokiose kaip sveikatos priežiūra ir gamyba.

Kokią funkciją BESS atlieka integruojant atsinaujinančią energiją į pramonės sistemas?

BESS kaupia perteklinę atsinaujinančią energiją, gautą iš tokių šaltinių kaip saulė ir vėjas, leisdami pramonei naudoti švarią energiją net tada, kai šie šaltiniai aktyviai ne gamina energijos. Tokia integracija padeda sumažinti anglies pėdsaką ir palaikyti atsakingumo iniciatyvas.

Kaip BESS sistemos prisideda prie ekonominės efektyvumo sunkiosiose pramonės šakose?

Leidžiant atlieti pikų apkrovas ir valdyti paklausos mokesčius, BESS sumažina elektros energijos kainas, kaupiant energiją pigesniu metu, kai paklausa mažesnė, ir naudojant ją brangesniu metu, kai paklausa aukšta. Toks strateginis energijos valdymas gali sumažinti eksploatacinius kaštus iki 30 % sunkiosiose pramonės šakose.

Ar modulinės BESS sistemos yra geresnės nei fiksuotos sistemos?

Taip, modulinės BESS sistemos dažnai yra renkamos dėl jų mastelio pritaikomumo ir kainos naudingumo. Jos leidžia pramonės įmonėms palaipsniui didinti energijos kaupimo talpą pagal poreikį, todėl yra tinkamos kintantiems energijos poreikiams ir sumažina įdiegimo išlaidas maždaug 35 % lyginant su fiksuotomis sistemomis.