Se a sua conta de eletricidade comercial incluir um item de linha de cobrança de demanda, a redução do pico costuma ser a maneira mais prática de reduzir esse número sem alterar a forma como sua instalação realmente opera. A redução de pico significa manter a demanda da rede abaixo de um teto definido durante períodos curtos e{1}}de carga alta, para que um pico ruim não redefina seu pico de faturamento mensal.
Para a maioria dos locais de C&I, a versão mais forte desta estratégia não é apenas a solar. Ele é solar emparelhado com armazenamento de bateria-atrás-do medidor e um controlador que pode responder em tempo real. A energia solar pode reduzir os custos de energia, mas nem sempre reduz o pico que define a sua carga de demanda. O armazenamento oferece controle de tempo que um arranjo fotovoltaico não pode fornecer sozinho.
Por que existem cobranças de demanda em primeiro lugar
As empresas de serviços públicos têm de manter online capacidade suficiente de geração e rede para satisfazer a procura mais elevada que possa ocorrer durante o ano, mesmo que esse pico ocorra apenas algumas vezes. Construir e manter essa capacidade de reserva é dispendioso e o custo é transferido para tarifas comerciais através de uma taxa de procura.
A maioria das faturas de C&I tem dois componentes: uma cobrança de energia baseada no total de kWh consumido e uma cobrança de demanda com base no maior consumo de kW durante o período de faturamento-geralmente medido como a maior média de 15 minutos. Em muitas tarifas dos EUA, as tarifas à procura representam 30% a 70% da factura para clientes médios e grandes, de acordo com uma pesquisa publicada pelaLaboratório Nacional de Energia Renovável. Um único pico de 15 minutos pode custar mais do que as próximas 700 horas de operação constante. Esse é o item de linha que o corte de pico foi projetado para atacar.
Redução de pico versus mudança de carga: por que a diferença é importante
Esses dois termos são usados quase indistintamente no conteúdo do fornecedor, mas têm como alvo diferentes componentes da fatura:
- Corte de picoreduz o kW mais alto que sua instalação extrai da rede. Tem como alvo cobranças de demanda.
- Mudança de cargadesloca o consumo de kWh de horários caros para horários mais baratos, sem necessariamente reduzir o pico. Ele visa taxas de energia-de{2}}uso. Nosso guia sobredeslocamento de carga com armazenamento de energiacobre isso em profundidade.
- Rejeição de cargasignifica desligar cargas. Raramente é aceitável dentro de um processo de produção.
Um sistema de armazenamento-solar-plus-bem projetado geralmente reduz os picos e altera a carga, mas as prioridades alteram as especificações de hardware. Se as cobranças sob demanda são sua maior dor, dimensione primeiro a bateria para o corte máximo.
Por que a energia solar por si só muitas vezes não consegue reduzir as taxas de demanda
A energia solar pode reduzir as taxas de demanda, mas somente quando a produção fotovoltaica se sobrepõe ao momento em que seu local realmente atinge o pico. Essa sobreposição não é garantida e três cenários comuns a quebram:
- Picos noturnos.Escritórios, lojas, restaurantes e muitos locais-de indústria leve atingem o pico entre 16h e 20h, quando a produção fotovoltaica já caiu.
- Variabilidade-orientada pela nuvem.Uma nuvem passageira pode reduzir a produção fotovoltaica em 40% a 70% em menos de um minuto. Se um pico ocorrer durante essa queda, a grade ainda registrará o pico completo.
- Picos curtos no processo.Os chillers são ligados, os compressores são iniciados e os eventos de carregamento rápido-CC criam picos de corrente estreitos que o PV não consegue armazenar sozinho.
OEscritório de Tecnologias de Energia Solar do Departamento de Energia dos EUAobservou nos relatórios do programa que as economias de carga-somente sob demanda-de PV são altamente dependentes do local-e devem ser verificadas em relação aos dados de carga de intervalo real antes de serem assumidas. Uma bateria não precisa que o sol esteja brilhando no momento em que sua carga aumenta-ela pode ser carregada mais cedo com energia fotovoltaica ou fora do-pico de energia da rede e, em seguida, descarregar precisamente quando o local se aproxima do limite de demanda.
Solar-Somente versus Solar + Armazenamento para redução de cobrança de demanda
| Capacidade | Apenas solar | Solar + Armazenamento |
|---|---|---|
| Compensar o consumo de energia durante o dia | Forte | Forte |
| Reduzir os picos noturnos ou pós{0}}pôr do sol | Mínimo | Forte |
| Picos de carga curtos do buffer (menos de 15 min) | Fraco | Forte |
| Desempenho sob variabilidade da nuvem | Não confiável | Estável |
| Economia de demanda mensal previsível | Dependente-do site | Controlável via EMS |
Como funciona o Peak Shaving com armazenamento solar e de bateria
O ciclo operacional é direto. Isso se repete todos os dias, com o controlador otimizando o despacho com base no perfil de carga e na estrutura tarifária do local.
- Cobrar.A bateria é carregada a partir do excedente fotovoltaico durante o dia ou da rede fora dos{0} horários de pico, quando as tarifas são baixas.
- Monitor.O sistema de gerenciamento de energia rastreia a demanda do local, a produção fotovoltaica, o estado de carga da bateria e a programação tarifária em tempo real.
- Descarga.À medida que a demanda medida se aproxima do teto-predefinido, o EMS envia energia da bateria para cobrir a lacuna.
- Boné.A importação da grade permanece abaixo do limite. O medidor da concessionária registra um pico de faturamento menor.
O hardware por si só não entregará esse resultado. A redução de pico é um problema de controle tanto quanto um problema de bateria. O EMS precisa decidir, em tempo real, se deve priorizar o gerenciamento de demanda-de cobrança, o auto{3}}consumo, a arbitragem de tempo-de{5}}uso ou a reserva de backup-e essas prioridades geralmente entram em conflito.
Componentes principais de um sistema Peak Shaving
| Componente | Função |
|---|---|
| Matriz solar fotovoltaica | Gera energia-no local durante o dia, alimenta cargas e carrega a bateria |
| Armazenamento de bateria (BESS) | Armazena energia para descarga durante janelas de pico de demanda; A classificação kW determina quanto do pico ela pode cobrir |
| Sistema de conversão de energia (PCS) / inversor | Converte a energia da bateria DC em AC para a instalação; bi-direcional para carregamento da rede ou fotovoltaico |
| Sistema de gestão de energia | Monitora a carga, a energia fotovoltaica e o estado da bateria; decide quando cobrar e descarregar com base no limite de demanda e nas regras tarifárias |
| Dados de medição e intervalo | Rastreia o consumo e a demanda com resolução de 15 minutos; alimenta o EMS para decisões de despacho |
Polinovelasoluções de armazenamento comercial e industrialintegre esses componentes em gabinetes externos pré{0}}projetados e sistemas em contêineres projetados para aplicações de redução de pico.
Quando o Peak Shaving faz sentido para o seu site
O corte máximo tende a render bem quando várias destas condições se mantêm juntas:
- As cobranças de demanda representam pelo menos 25% a 30% de sua conta mensal de eletricidade.
- Os dados do medidor de intervalo mostram picos recorrentes-diariamente, semanalmente ou com base em turnos--em vez de um valor atípico raro por ano.
- O pico é impulsionado por equipamentos identificáveis (compressores, resfriadores, linhas de processo, carregadores de veículos elétricos) e não por comportamento aleatório.
- A produção não pode ser facilmente reprogramada para nivelar o pico.
- Você está adicionando novas cargas eletrificadas, como carregamento de veículos elétricos de frota ou aquecimento de processo eletrificado.
Uma pergunta útil de primeira-passagem: seus picos são previsíveis o suficiente para serem gerenciados por um controlador e caros o suficiente para que esse controle seja financeiramente importante?
Dimensionamento da bateria: por que kW é mais importante que kWh
Um dos erros mais caros em projetos de redução de pico é especificar a bateria por energia (kWh) e ignorar a potência (kW). A redução de pico é fundamentalmente um problema de energia-você precisa de taxa de descarga suficiente para cobrir o pico, enquanto durar o pico.
Uma lógica de dimensionamento prática:
- A altura do pico determina kW.Encontre o pico recorrente a partir de dados de intervalo de 15 minutos e subtraia o limite máximo desejado. A diferença é a potência mínima de descarga da bateria.
- A duração do pico determina kWh.Multiplique os kW necessários pela maior duração do pico contínuo e adicione uma reserva de 20%.
- Verifique a taxa C-.Uma bateria de 500 kWh avaliada em 0,5C pode fornecer apenas 250 kW. Se o seu pico precisar de 400 kW, a bateria falhará-não importa quanta energia ela retenha.
Para uma explicação mais profunda da diferença entre potência e capacidade, consulte nosso detalhamento dekW versus kWh.
Três erros que prejudicam o ROI do pico de redução
- Presumir que a energia solar por si só resolverá o problema.Sempre verifique a sobreposição de pico-de PV em relação aos dados de intervalo, e não aos totais mensais.
- Dimensionamento apenas por kWh.Uma bateria com bastante energia, mas com potência de descarga insuficiente, ainda perderá o pico.
- Lógica de despacho fraca.Se o SME disparar de forma demasiado conservadora, deixará poupanças em cima da mesa. Se disparar de forma muito agressiva, descarregará a bateria antes que o pico real chegue.
Conclusão final
Reduzir o pico não significa usar menos eletricidade. Trata-se de controlar quando e quanto seu site sai da grade nos momentos exatos que definem sua conta. Solar reduz o número de energia. A bateria atinge o pico. O EMS torna ambos repetíveis. Antes de se comprometer com o hardware, gaste tempo real com sua tarifa, seus dados de intervalo e suas prioridades de controle-essas três entradas respondem à maioria das perguntas que uma folha de especificações de produto não consegue responder. O retorno normalmente fica na faixa de 4 a 8 anos, dependendo das taxas de cobrança-de demanda, do formato da carga e dos incentivos.
Perguntas frequentes
De quanta energia da bateria eu realmente preciso para um barbear máximo?
Combine o kW de descarga da bateria com a altura do seu pico recorrente acima do teto alvo e combine seu kWh com a duração contínua mais longa desse pico, mais uma reserva de 15% a 20%. A classificação de potência é mais importante do que a capacidade.
Quando a redução de pico-somente solar falha?
Ele falha quando os picos ocorrem após o pôr do sol, durante eventos de nuvem ou em rajadas curtas mais rápidas do que o PV pode responder. Também falha quando o tamanho da energia fotovoltaica é muito pequeno em relação ao pico, ou quando os dados de intervalo não confirmam a sobreposição entre a produção solar e os picos locais.
Vale a pena reduzir o pico se minha tarifa não tiver cobrança de demanda?
Não apenas a economia sob demanda-de cobrança. Mas o armazenamento ainda pode ser recompensado por meio da arbitragem do tempo de-uso-, do autoconsumo-de energia solar e do valor de backup. Muitas empresas de serviços públicos estão a adicionar encargos de procura às tarifas de C&I, pelo que a questão é muitas vezes “quando”, e não “se”.
Qual tamanho de bateria é típico para um projeto de redução de pico de C&I?
A maioria dos projetos comerciais de pequeno{0}}a{1}}médio porte atinge entre 100 kW/200 kWh e 500 kW/1 MWh. Locais industriais com grandes cargas de processo podem exigir de 1 a 5 MWh. O tamanho correto vem de dados de intervalo, não de regras práticas.
Qual a diferença entre a redução de pico e a mudança de carga?
A redução de pico reduz o kW mais alto que você extrai da rede e visa as cobranças de demanda. A mudança de carga move o consumo de kWh entre períodos de tempo e tem como meta taxas de energia por tempo de-de{2}}uso. Um sistema bem-projetado geralmente faz as duas coisas.