Lo stoccaggio energetico commerciale si riferisce a sistemi di batterie installati presso strutture commerciali per ridurre i costi dell’elettricità, migliorare la qualità dell’energia e fornire energia di backup. Injet HanCang fornisce sistemi di accumulo di energia commerciale su misura per negozi al dettaglio, edifici per uffici, hotel e strutture dell'industria leggera. Questo articolo presenta metodi di dimensionamento del sistema, strategie operative e dati sulle prestazioni di installazioni commerciali.
Lo stoccaggio dell’energia commerciale serve tre applicazioni principali negli edifici commerciali. La prima applicazione è la riduzione dei picchi di domanda. Le bollette elettriche commerciali includono tariffe per la domanda basate sull'assorbimento medio di energia in quindici minuti più elevato durante il periodo di fatturazione. Lo stoccaggio commerciale dell’energia si scarica durante i periodi di punta della domanda per ridurre la potenza prelevata dalla rete, abbassando i costi della domanda. La seconda applicazione è l’arbitraggio sul tempo di utilizzo. Le società di servizi applicano tariffe diverse per l'elettricità a seconda degli orari della giornata. L'immagazzinamento commerciale dell'energia addebita durante i periodi di tariffa bassa e scarica durante i periodi di tariffa alta, riducendo i costi energetici. La terza applicazione è l'alimentazione di backup. Lo stoccaggio dell'energia commerciale fornisce energia durante brevi interruzioni della rete, proteggendo le apparecchiature sensibili ed evitando interruzioni dell'attività.
Injet HanCang ha installato sistemi di accumulo di energia commerciale in oltre cinquanta strutture commerciali. La tabella seguente mostra un esempio di progetti completati. Tipo di struttura Capacità del sistema Potenza inverter Applicazione primaria Riduzione bolletta mensile Supermercato 500 kilowattora 250 kilowatt Riduzione della domanda di picco 22% Torre di uffici 1.000 kilowattora 500 kilowatt Arbitraggio tempo di utilizzo 18% Hotel 300 kilowattora 150 kilowatt Alimentazione di backup 15% Centro commerciale 800 kilowattora 400 kilowatt Riduzione della domanda di picco 20% Data center 1500 kilowattora 750 kilowatt Potenza di riserva 12%.
Il corretto dimensionamento dello stoccaggio energetico commerciale richiede l’analisi del profilo di carico dell’impianto e della struttura delle tariffe dei servizi pubblici. Injet HanCang utilizza una metodologia di dimensionamento in cinque fasi. Il primo passo raccoglie i dati di carico a intervalli di quindici minuti per gli ultimi dodici mesi. La seconda fase identifica la struttura delle tariffe dei servizi pubblici, compresi gli oneri energetici, gli addebiti per la domanda e gli eventuali periodi di utilizzo. La terza fase calcola il potenziale di riduzione della domanda di picco analizzando la durata e la frequenza dei picchi di domanda. La fase quattro calcola il potenziale di arbitraggio confrontando i prezzi dell'energia nelle fasce orarie di punta e non di punta. Il quinto passaggio determina la capacità ottimale che bilancia i risparmi con i costi del sistema. Per un tipico edificio per uffici con un carico di picco di cinquecento kilowatt e un costo di domanda mensile di quindici dollari per kilowatt, il potenziale di riduzione della domanda di picco viene calcolato come segue. La struttura presenta picchi di domanda che durano dai quindici ai trenta minuti durante i pomeriggi dei giorni feriali.
Un sistema di accumulo di energia commerciale con un inverter da cinquecento kilowatt e duecento kilowattora di capacità può ridurre cinquanta kilowatt da ciascuno dei cinque picchi di domanda principali. Il risparmio mensile sulla domanda è di cinquanta kilowatt moltiplicato per quindici dollari per kilowatt, pari a settecentocinquanta dollari al mese. Il risparmio annuale sulla domanda è di novemila dollari.
I sistemi di accumulo dell'energia commerciale possono essere gestiti con strategie diverse a seconda degli obiettivi della struttura. Injet HanCang offre tre strategie operative standard.
La prima strategia è la gestione della domanda-tariffa. Il sistema monitora l'assorbimento di energia dell'impianto e scarica la batteria ogni volta che l'assorbimento supera una soglia predeterminata. La soglia è impostata per evitare picchi di domanda senza limitare la normale operatività.
La seconda strategia è l’arbitraggio del tempo di utilizzo. Il sistema si carica durante il periodo a tariffa più bassa e scarica durante il periodo a tariffa più alta. La terza strategia è un approccio ibrido che combina la gestione dei costi della domanda e l’arbitraggio. Il sistema riserva una parte della capacità della batteria per i picchi di domanda mentre utilizza la capacità rimanente per l'arbitraggio. La tabella seguente mette a confronto le tre strategie per una tipica struttura commerciale. Strategia Riduzione dei costi a domanda Riduzione dei costi energetici Disponibilità di backup Complessità Gestione dei costi a domanda Alto Nessuno Parziale Basso Arbitraggio sul tempo di utilizzo Nessuno Alto Nessuno Medio Ibrido Medio Medio Completo Alto Injet HanCang consiglia la strategia ibrida per la maggior parte delle strutture commerciali perché fornisce risparmi equilibrati mantenendo la capacità di backup. L'algoritmo di controllo riserva il 20% della capacità della batteria per l'alimentazione di backup, ne utilizza il 40% per la gestione della carica su richiesta e il 40% per l'arbitraggio.
Injet HanCang ha raccolto dati sulle prestazioni degli impianti commerciali di stoccaggio dell'energia per un periodo di due anni. Il sistema medio funziona trecentosessantacinque giorni all'anno con un tempo di attività del novantanove virgola cinque per cento. La produzione media di energia è di un ciclo al giorno, il che significa che la batteria si carica e si scarica una volta al giorno. L’efficienza media di andata e ritorno è dell’89%, il che significa che il sistema fornisce ottantanove kilowattora per ogni cento kilowattora consumati durante la ricarica. La tabella seguente mostra i dati dettagliati sulle prestazioni di tre installazioni commerciali.
Metrico Supermercato Uffici Torri Hotel Capacità del sistema 500 kilowattora 1.000 kilowattora 300 kilowattora Energia annua caricata 175 megawattora 350 megawattora 105 megawattora Energia annua scaricata 156 megawattora 312 megawattora 93 megawattora Efficienza di andata e ritorno 89% 89% 88% Riduzione della carica richiesta 24% 16% 18% Riduzione della carica energetica 14% 19% 12% Riduzione totale della bolletta 22% 18% 15% Degrado della batteria dopo 2 anni 2,1% 1,8% 2,3%
Numerosi approfondimenti tecnici sono emersi dagli impianti di stoccaggio dell’energia commerciale di Injet HanCang.
La prima intuizione è che la previsione del carico migliora le prestazioni del sistema. Le strutture commerciali hanno modelli di carico giornalieri e settimanali che possono essere previsti con ragionevole precisione. Injet HanCang utilizza un algoritmo di apprendimento automatico che prevede il profilo di carico del giorno successivo in base a dati storici, previsioni meteorologiche e giorno della settimana. L'algoritmo riduce l'errore di previsione dal 12% al 6% rispetto alla media semplice. Questa previsione migliorata consente al controller di allocare meglio la capacità della batteria tra la gestione della domanda e l'arbitraggio.
La seconda intuizione è che la temperatura ambiente influisce sulle prestazioni della batteria più del previsto. Le strutture commerciali nei climi caldi subiscono una riduzione della capacità della batteria fino al 15% durante i pomeriggi estivi. Injet HanCang ora include la modellazione della capacità regolata in base alla temperatura nella metodologia di dimensionamento. Il modello modificato aumenta la capacità della batteria del 20% per installazioni in regioni con temperature estive superiori a trentacinque gradi Celsius.
La terza intuizione riguarda la scelta dell'inverter. I sistemi di accumulo di energia commerciali richiedono inverter ad alta efficienza in un ampio intervallo di carico. Il profilo di carico di una struttura commerciale varia dal 10% al 100% della potenza nominale dell'inverter. Injet HanCang seleziona inverter che mantengono l'efficienza superiore al novantacinque per cento dal venti per cento al cento per cento del carico. Questa scelta migliora l'efficienza complessiva del sistema di circa due punti percentuali rispetto agli inverter standard.
I sistemi commerciali di stoccaggio dell'energia devono essere integrati con l'infrastruttura elettrica esistente della struttura. Injet HanCang utilizza un approccio di integrazione specifico del sito che riduce al minimo le interruzioni. Il processo di integrazione inizia con un sopralluogo elettrico per identificare il punto di connessione ottimale. Il punto di connessione è tipicamente il quadro principale o un sottoquadro dedicato. Il sistema si collega al bus elettrico tramite un interruttore automatico e trasformatori di corrente. Il sistema di controllo monitora il carico dell'impianto attraverso questi trasformatori di corrente e regola di conseguenza la potenza della batteria. Il processo di integrazione richiede il coordinamento con l'ente locale. Molti servizi pubblici richiedono la notifica o l'approvazione per gli impianti commerciali di stoccaggio dell'energia superiori a cinquanta kilowatt. Injet HanCang assiste i clienti nel processo di richiesta dei servizi pubblici. Il processo richiede in genere dalle quattro alle otto settimane, a seconda della tempistica di revisione dell'azienda.
Il ROI per lo stoccaggio dell’energia commerciale varia dal quindici al trenta per cento a seconda delle tariffe dei servizi pubblici e del costo del sistema. Le strutture con tariffe di domanda elevate e ampie differenze di prezzo per periodo di utilizzo raggiungono il ROI più elevato.
Un sistema di accumulo di energia commerciale dura in genere dai dieci ai quindici anni. La batteria deve essere sostituita intorno al decimo anno. L'inverter e il sistema di controllo durano in genere tutti i quindici anni.
Sì, i sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang sono progettati per l'espansione modulare. È possibile aggiungere ulteriori moduli batteria per aumentare la capacità. L'inverter e il sistema di controllo devono essere dimensionati per la capacità di espansione finale.
I sistemi di accumulo di energia commerciali richiedono una manutenzione annuale che comprende test di capacità, ispezione termica e aggiornamenti software. Il sistema di raffreddamento richiede la pulizia del filtro trimestralmente. Il costo totale annuo di manutenzione è di circa duemila dollari per un sistema da cinquecento kilowattora.
La maggior parte dei sistemi di accumulo dell’energia commerciale sono coperti da un’assicurazione sulla proprietà commerciale standard. Injet HanCang fornisce la documentazione per la sottoscrizione assicurativa. Per le applicazioni critiche potrebbe essere opportuna una copertura aggiuntiva per l'interruzione dell'attività.
I sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang offrono riduzioni misurabili delle bollette nelle applicazioni di vendita al dettaglio, uffici, ospitalità e data center. La metodologia di dimensionamento del sistema considera i profili di carico, le tariffe dei servizi pubblici e le condizioni climatiche. Le strategie operative includono la gestione della domanda-addebito, l’arbitraggio del tempo di utilizzo e gli approcci ibridi. I dati sulle prestazioni mostrano una riduzione totale delle bollette compresa tra il 15% e il 22%. Approfondimenti tecnici riguardanti la previsione del carico, gli effetti della temperatura e la selezione dell'inverter hanno migliorato la progettazione del sistema. Le strutture interessate allo stoccaggio di energia commerciale possono richiedere una valutazione del sito e una stima dei risparmi a Injet HanCang.