O armazenamento de energia comercial refere-se a sistemas de baterias instalados em instalações comerciais para reduzir custos de eletricidade, melhorar a qualidade da energia e fornecer energia de reserva. A Injet HanCang fornece sistemas comerciais de armazenamento de energia personalizados para lojas de varejo, edifícios de escritórios, hotéis e instalações industriais leves. Este artigo apresenta métodos de dimensionamento de sistemas, estratégias operacionais e dados de desempenho de instalações comerciais.
O armazenamento de energia comercial atende a três aplicações principais em edifícios comerciais. A primeira aplicação é a redução da demanda nos picos. As contas de eletricidade comercial incluem cobranças de demanda com base no maior consumo médio de energia de quinze minutos durante o período de faturamento. O armazenamento de energia comercial descarrega durante os períodos de pico de demanda para reduzir a energia retirada da rede, diminuindo as tarifas de demanda. A segunda aplicação é a arbitragem no tempo de uso. As concessionárias cobram tarifas diferentes pela eletricidade em horários diferentes do dia. O armazenamento de energia comercial cobra durante períodos de tarifas baixas e descarrega durante períodos de tarifas altas, reduzindo as tarifas de energia. A terceira aplicação é a energia de reserva. O armazenamento comercial de energia fornece energia durante breves interrupções na rede, protegendo equipamentos sensíveis e evitando a interrupção dos negócios.
A Injet HanCang instalou sistemas comerciais de armazenamento de energia em mais de cinquenta instalações comerciais. A tabela abaixo mostra uma amostra de projetos concluídos. Tipo de instalação Capacidade do sistema Inversor Energia Aplicação primária Redução mensal da conta Supermercado 500 quilowatts-hora 250 quilowatts Redução de pico de demanda 22 por cento Torre de escritórios 1.000 quilowatts-hora 500 quilowatts Arbitragem de tempo de uso 18 por cento Hotel 300 quilowatts-hora 150 quilowatts Energia de backup 15 por cento Shopping center 800 quilowatts-hora 400 quilowatts Redução de pico de demanda 20 por cento Data center 1.500 quilowatts-hora 750 quilowatts Energia de reserva 12 por cento
O dimensionamento adequado do armazenamento de energia comercial requer a análise do perfil de carga da instalação e da estrutura das tarifas dos serviços públicos. A Injet HanCang usa uma metodologia de dimensionamento em cinco etapas. A primeira etapa coleta dados de carga em intervalos de quinze minutos dos últimos doze meses. O segundo passo identifica a estrutura das tarifas dos serviços públicos, incluindo encargos de energia, encargos de demanda e quaisquer períodos de tempo de uso. A terceira etapa calcula o potencial de redução da demanda de pico analisando a duração e a frequência dos picos de demanda. A etapa quatro calcula o potencial de arbitragem comparando os preços da energia nos horários de pico e fora dos horários de pico. O quinto passo determina a capacidade ideal que equilibra a economia em relação ao custo do sistema. Para um edifício de escritórios típico com uma carga de pico de quinhentos quilowatts e uma cobrança de demanda mensal de quinze dólares por quilowatt, o potencial de redução da demanda de pico é calculado da seguinte forma. A instalação tem picos de demanda que duram de quinze a trinta minutos durante as tardes dos dias úteis.
Um sistema comercial de armazenamento de energia com um inversor de quinhentos quilowatts e duzentos quilowatts-hora de capacidade pode reduzir cinquenta quilowatts de cada um dos cinco principais picos de demanda. A economia mensal de demanda é de cinquenta quilowatts multiplicados por quinze dólares por quilowatt, o que equivale a setecentos e cinquenta dólares por mês. A economia anual de demanda é de nove mil dólares.
Os sistemas comerciais de armazenamento de energia podem ser operados sob diferentes estratégias, dependendo dos objetivos da instalação. A Injet HanCang oferece três estratégias operacionais padrão.
A primeira estratégia é o gerenciamento de demanda e cobrança. O sistema monitora o consumo de energia da instalação e descarrega a bateria sempre que o consumo excede um limite predeterminado. O limite é definido para evitar picos de demanda sem limitar as operações normais.
A segunda estratégia é a arbitragem no tempo de uso. O sistema cobra durante o período de tarifa mais baixa e descarrega durante o período de tarifa mais alta. A terceira estratégia é uma abordagem híbrida que combina gestão de cobrança de demanda e arbitragem. O sistema reserva alguma capacidade da bateria para picos de demanda enquanto utiliza a capacidade restante para arbitragem. A tabela abaixo compara as três estratégias para uma instalação comercial típica. Estratégia Redução de cobrança de demanda Redução de cobrança de energia Disponibilidade de backup Complexidade Gerenciamento de cobrança de demanda Alta Nenhuma Parcial Baixa Arbitragem de tempo de uso Nenhuma Alta Nenhuma Média Híbrida Média Média Completa Alta A Injet HanCang recomenda a estratégia híbrida para a maioria das instalações comerciais porque fornece economia equilibrada enquanto mantém a capacidade de backup. O algoritmo de controle reserva vinte por cento da capacidade da bateria para energia de reserva, usa quarenta por cento para gerenciamento de carga sob demanda e quarenta por cento para arbitragem.
A Injet HanCang coletou dados de desempenho de instalações comerciais de armazenamento de energia durante um período de dois anos. O sistema médio opera trezentos e sessenta e cinco dias por ano, com um tempo de atividade de noventa e nove vírgula cinco por cento. O rendimento médio de energia é de um ciclo por dia, o que significa que a bateria é carregada e descarregada uma vez por dia. A eficiência média de ida e volta é de oitenta e nove por cento, o que significa que o sistema fornece oitenta e nove quilowatts-hora para cada cem quilowatts-hora consumidos durante o carregamento. A tabela abaixo mostra dados detalhados de desempenho de três instalações comerciais.
Métrica Supermercado Escritório Torre Hotel Capacidade do sistema 500 quilowatts-hora 1.000 quilowatts-hora 300 quilowatts-hora Energia anual cobrada 175 megawatts-hora 350 megawatts-hora 105 megawatts-hora Energia anual descarregada 156 megawatts-hora 312 megawatts-hora 93 megawatts-hora Eficiência de ida e volta 89 por cento 89 por cento 88 por cento Redução da carga de demanda 24 por cento 16 por cento 18 por cento Redução da carga de energia 14 por cento 19 por cento 12 por cento Redução total da conta 22 por cento 18 por cento 15 por cento Degradação da bateria após 2 anos 2,1 por cento 1,8 por cento 2,3 por cento
Vários insights técnicos surgiram das instalações comerciais de armazenamento de energia da Injet HanCang.
O primeiro insight é que a previsão de carga melhora o desempenho do sistema. As instalações comerciais têm padrões de carga diários e semanais que podem ser previstos com precisão razoável. O Injet HanCang usa um algoritmo de aprendizado de máquina que prevê o perfil de carga do dia seguinte com base em dados históricos, previsões meteorológicas e dia da semana. O algoritmo reduz o erro de previsão de doze por cento para seis por cento em comparação com a média simples. Essa previsão aprimorada permite que o controlador aloque melhor a capacidade da bateria entre o gerenciamento de demanda e a arbitragem.
A segunda conclusão é que a temperatura ambiente afeta o desempenho da bateria mais do que o esperado. Instalações comerciais em climas quentes sofrem redução da capacidade da bateria em até quinze por cento durante as tardes de verão. O Injet HanCang agora inclui modelagem de capacidade ajustada à temperatura na metodologia de dimensionamento. O modelo ajustado aumenta a capacidade da bateria em vinte por cento para instalações em regiões com temperaturas de verão acima de trinta e cinco graus Celsius.
O terceiro insight está relacionado à seleção do inversor. Os sistemas comerciais de armazenamento de energia requerem inversores com alta eficiência em uma ampla faixa de carga. O perfil de carga de uma instalação comercial varia de dez por cento a cem por cento da classificação do inversor. A Injet HanCang seleciona inversores que mantêm eficiência acima de noventa e cinco por cento de carga de vinte por cento a cem por cento. Esta seleção melhora a eficiência geral do sistema em aproximadamente dois pontos percentuais em comparação com inversores padrão.
Os sistemas comerciais de armazenamento de energia devem ser integrados à infraestrutura elétrica existente na instalação. A Injet HanCang usa uma abordagem de integração específica do local que minimiza interrupções. O processo de integração começa com uma pesquisa elétrica no local para identificar o ponto de conexão ideal. O ponto de conexão normalmente é o quadro de distribuição principal ou um subpainel dedicado. O sistema se conecta ao barramento elétrico através de um disjuntor e transformadores de corrente. O sistema de controle monitora a carga da instalação através desses transformadores de corrente e ajusta a energia da bateria de acordo. O processo de integração requer coordenação com a concessionária local. Muitas concessionárias exigem notificação ou aprovação para instalações comerciais de armazenamento de energia acima de cinquenta quilowatts. A Injet HanCang auxilia os clientes no processo de inscrição de serviços públicos. O processo normalmente leva de quatro a oito semanas, dependendo do cronograma de revisão da concessionária.
O ROI para armazenamento de energia comercial varia de quinze a trinta por cento, dependendo das tarifas dos serviços públicos e do custo do sistema. Instalações com altas taxas de demanda e grandes diferenças de preço no tempo de uso alcançam o maior ROI.
Um sistema comercial de armazenamento de energia normalmente dura de dez a quinze anos. A bateria requer substituição aproximadamente no décimo ano. O inversor e o sistema de controle normalmente duram quinze anos completos.
Sim, os sistemas comerciais de armazenamento de energia Injet HanCang são projetados para expansão modular. Módulos de bateria adicionais podem ser adicionados para aumentar a capacidade. O inversor e o sistema de controle devem ser dimensionados para a capacidade final de expansão.
Os sistemas comerciais de armazenamento de energia exigem manutenção anual, incluindo testes de capacidade, inspeção térmica e atualizações de software. O sistema de arrefecimento requer limpeza trimestral do filtro. O custo total anual de manutenção é de aproximadamente dois mil dólares para um sistema de quinhentos quilowatts-hora.
A maioria dos sistemas comerciais de armazenamento de energia são cobertos pelo seguro de propriedade comercial padrão. A Injet HanCang fornece documentação para subscrição de seguros. Cobertura adicional para interrupção de negócios pode ser apropriada para aplicações críticas.
Os sistemas comerciais de armazenamento de energia Injet HanCang proporcionam reduções mensuráveis nas contas em aplicações de varejo, escritório, hotelaria e data center. A metodologia de dimensionamento do sistema considera perfis de carga, tarifas de serviços públicos e condições climáticas. As estratégias operacionais incluem gerenciamento de cobrança de demanda, arbitragem de tempo de uso e abordagens híbridas. Os dados de desempenho mostram reduções totais nas contas de quinze a vinte e dois por cento. Os conhecimentos técnicos relativos à previsão de carga, aos efeitos da temperatura e à seleção do inversor melhoraram o design do sistema. As instalações interessadas no armazenamento comercial de energia podem solicitar uma avaliação do local e uma estimativa de economia da Injet HanCang.