Egy vállalkozás energiabiztonsága nem kizárólag azt jelenti, hogy rendelkezik napelemes rendszerrel. A valódi kérdés az, hogy a telephely mennyire képes alkalmazkodni a hálózati terhelés csökkentésére vonatkozó kéréshez, illetve mi történik akkor, ha a hálózati áramellátás ténylegesen megszűnik. Ez a valódi vállalati energiabiztonság.
A két helyzet műszakilag eltérő:
- fogyasztásmérsékléskor a telephely továbbra is kapcsolódik a hálózathoz, de csökkenti a hálózatból felvett teljesítményét;
- áramszünet esetén a hálózat nem áll rendelkezésre, ezért a kritikus fogyasztókat saját termelésből, akkumulátorból, generátorból vagy ezek kombinációjából kell ellátni.
A megfelelően kialakított napelemes és energiatárolós rendszer mindkét helyzetben segítséget jelenthet, de nem minden rendszer alkalmas automatikusan mindkét feladatra.
Az első lépés: a vállalat fogyasztásának pontos megismerése
Energiatárolót nem érdemes kizárólag az éves villamosenergia-fogyasztás alapján méretezni. Egy vállalkozásnál legalább a 15 perces fogyasztási adatokat, a napi csúcsterheléseket, a technológiai folyamatokat és az egyes berendezések indulási teljesítményét is meg kell vizsgálni.
Más rendszer szükséges egy rövid, napi teljesítménycsúcs levágásához, egy többórás esti fogyasztás kiváltásához, valamint egy kritikus gyártósor áramszünet alatti működtetéséhez.
A fogyasztókat ezért célszerű három csoportba sorolni:
- folyamatosan működtetendő kritikus fogyasztók;
- rövid időre csökkenthető vagy leállítható berendezések;
- más időpontra átütemezhető fogyasztók.
Kritikus lehet például az informatikai infrastruktúra, a biztonságtechnika, a hűtés, a technológiai szellőzés, egy keringetőszivattyú vagy egy olyan gyártási folyamat, amelynek hirtelen leállítása jelentős kárt okozna és amit nem engedhet meg a vállalati energiabiztonság.
Mit tehet az akkumulátor, ha fogyasztásmérséklésre kérik a vállalatot?
Fogyasztásmérsékléskor nem feltétlenül szükséges leállítani a termelést. Egy megfelelően vezérelt akkumulátoros energiatároló képes átvenni a telephely fogyasztásának egy részét, így a vállalkozás hálózatból felvett teljesítménye csökkenhet, miközben a berendezések tovább működnek.
Ha például egy telephely pillanatnyi fogyasztása 300 kW, és egy 100 kW teljesítményű akkumulátor bekapcsol, akkor ideális esetben a hálózati vételezés körülbelül 200 kW-ra mérsékelhető. Maga a telephely továbbra is 300 kW-ot használ, de ebből 100 kW-ot átmenetileg az akkumulátor biztosít.
Ehhez nemcsak megfelelő energiatároló kapacitás, hanem elegendő kisütési teljesítmény is szükséges. Egy 200 kWh kapacitású, 100 kW teljesítményű tároló elméletileg körülbelül két órán keresztül adhat le 100 kW-ot. A tényleges időt csökkenti a használható kapacitás, a rendszer vesztesége, a megengedett töltöttségi tartomány és az előírt biztonsági tartalék.
Az akkumulátor használható:
- a hálózati vételezés időszakos csökkentésére;
- teljesítménycsúcsok levágására;
- energiaigényes folyamatok hálózati terhelésének mérséklésére;
- a napelemes többlettermelés későbbi felhasználására;
- szabályozható elektromosautó-töltés támogatására;
- később akár aggregációs vagy rugalmassági szolgáltatásokra.
A csúcsvágás, a terhelésáthelyezés és a napelemes energia helyben történő felhasználása a vállalati energiatárolás legfontosabb gazdasági felhasználási területei közé tartozik. Az NREL elemzése szerint a peak shaving, vagyis a teljesítménycsúcsok csökkentése megfelelő tarifális és fogyasztási feltételek mellett gazdaságilag életképessé teheti a napelemmel kombinált energiatárolást. (NREL)
Mi történik tényleges áramszünet esetén?
Áramszünetkor más műszaki működésre van szükség. A hagyományos, hálózatra kapcsolt napelemes inverter biztonsági okból leáll, amikor megszűnik a külső hálózat. Önmagában tehát egy több száz kilowattos napelemes rendszer sem garantálja, hogy áramszünetben áram marad a telephelyen.
A vészüzemi működéshez a rendszernek biztonságosan le kell választania a telephely védett részét a közcélú hálózatról, majd saját feszültséget és frekvenciát kell létrehoznia. Ezt nevezik szigetüzemi vagy mikrogrid-működésnek.
Lakossági méret felett is működhet a backup funkció. Nem a rendszer mérete a fő korlát, hanem a műszaki kialakítás.
Nagyobb vállalati rendszernél szükséges lehet:
- backup- vagy szigetüzemre képes hibrid, illetve grid-forming inverter;
- megfelelő kapacitású és teljesítményű akkumulátor;
- ipari Gateway vagy automatikus hálózatleválasztó kapcsoló;
- megfelelő szigetüzemi és hálózati védelem;
- mikrogrid- vagy energiagazdálkodási vezérlés;
- a motorok, kompresszorok, hőszivattyúk és gépek indulóáramának figyelembevétele;
- a meglévő UPS és dízelgenerátor összehangolása.
A Sigenergy C&I Energy Gateway moduláris rendszerben, gyártói adat szerint akár 2,4 MW backup teljesítményig skálázható, és mikrogrid kialakítására, valamint generátorintegrációra is alkalmazható. (Sigenergy)
A Deye 25–30 kW-os, háromfázisú hibrid inverterei támogatják a hálózati és szigetüzemi működést, valamint több készülék párhuzamos kapcsolását. A gyártói dokumentáció külön backup fogyasztói csatlakozással és backup üzemmóddal is számol. (Deye)
A FoxESS G-MAX Plus vállalati energiatároló-rendszer közvetlenül kezelhet napelemet, hálózatot, backup fogyasztókat és generátort. A gyártó 50–125 kW-os teljesítménytartományt, hálózati és szigetüzemi működést, valamint 10 milliszekundumos átkapcsolást ad meg. A rendszer peak shaving, load shedding és vészüzemi tartalékellátási célokra is használható. (Fox ESS)
A Huawei LUNA2000 C&I Smart String energiatároló-rendszerei hálózati és szigetüzemi működésre, valamint mikrogrid-megoldások kialakítására is alkalmazhatók. A gyártói dokumentáció szerint a rendszer támogatja a zökkenőmentes hálózati–szigetüzemi átkapcsolást, a grid-forming működést és a távoli black start funkciót; a megoldás napelemes termeléssel és generátorral kombinált üzemben is kialakítható. A rendszer önfogyasztás-optimalizálásra, időalapú energiagazdálkodásra, csúcsterhelés-csökkentésre és tartalék energiaellátásra is használható. (Huawei)
Nem minden ipari energiatároló képes backup működésre
Fontos különbséget tenni a hálózattal együtt működő energiatároló és a valódi vészüzemi rendszer között.
Sok ipari akkumulátoros rendszer kizárólag önfogyasztás-növelésre, időszakos energiakereskedelemre vagy csúcsvágásra készült. Áramszünet esetén ezek a rendszerek ugyanúgy leállhatnak, mint egy hagyományos napelemes inverter.
A backup működéshez az akkumulátoron túl szükséges a megfelelő inverter, az automatikus leválasztás, a védelmi rendszer, a vezérlés és a backup fogyasztói hálózat kialakítása is.
Nagyobb telephelynél általában két megoldás közül lehet választani:
- Csak a kritikus fogyasztók kapnak backup ellátást.
- Megfelelően méretezett rendszer az egész telephelyet képes ideiglenesen ellátni.
A kritikus fogyasztók leválasztott ellátása rendszerint gazdaságosabb. Teljes telephelyes backupnál ugyanis nemcsak az átlagos fogyasztást, hanem a legnagyobb egyidejű teljesítményt és a berendezések indulási áramát is biztosítani kell.
Az akkumulátornál backup tartalékot is célszerű fenntartani. Ha a rendszer napközben teljesen lemeríti az akkumulátort csúcsvágásra, akkor egy későbbi áramszünetnél nem marad elegendő energia a kritikus berendezések működtetésére és megszűnhet a vállalati energiabiztonság. Az energiagazdálkodási rendszernek ezért külön kell kezelnie a gazdasági optimalizálást és a biztonsági tartalékot.
Miért érheti meg az akkumulátor áramszünet nélkül is?
A backup funkció önmagában elsősorban kockázatcsökkentést jelent. Az energiatároló gazdasági megtérülését azonban több funkció együttes használata javíthatja:
- napelemes többletenergia eltárolása;
- esti és drágább időszakok kiváltása;
- teljesítménycsúcsok csökkentése;
- hálózati fogyasztás mérséklése;
- elektromosautó-töltés optimalizálása;
- termeléskiesés és selejtkár csökkentése;
- rugalmassági vagy aggregációs bevételek.
Kedvező fogyasztási profil, rendszeres teljesítménycsúcsok, jelentős napelemes többlettermelés és több bevételi vagy megtakarítási funkció együttes használata mellett egy vállalati energiatároló számított egyszerű megtérülése akár 3–4 év is lehet. Ez azonban nem általános megtérülési ígéret: minden esetben legalább egyéves, 15 perces fogyasztási adatokon, aktuális villamosenergia-szerződésen és részletes műszaki-gazdasági modellen kell alapulnia. A megfelelő rendszer tehát nem egyszerűen egy nagy akkumulátor. Olyan integrált energiamegoldás, amely normál üzemben csökkenti a költségeket és a hálózati terhelést, áramszünet esetén pedig előre meghatározott ideig fenntartja a vállalkozás kritikus működését. Vedd fel kapcsolatot szakértőinkkel, hogy megtaláljuk a leginkább megfelelő energetikai rendszert!
