تخلق كهربة الأسطول واحدة من الحالات التجارية الأكثر إلحاحًا لتخزين الطاقة الشمسية والبطاريات في الموقع. يمكن للمستودع الذي يشحن 50 شاحنة كهربائية بين عشية وضحاها أن يضيف بسهولة ما بين 500 إلى 1000 كيلووات من الطلب الجديد على الكهرباء - وهو الحمل الذي، دون تخفيف، يؤدي إلى رفع رسوم الطلب على المرافق ورسوم السعة الباهظة الثمن. يمكن لنظام الطاقة الشمسية + BESS المصمم جيدًا أن يخفض عقوبة الطلب هذه، ويوفر وفورات في تكاليف الطاقة ويقلل بشكل كبير من البصمة الكربونية للأسطول.
تحدي شحن مستودع أسطول المركبات الكهربائية
يخلق شحن مستودعات الأسطول تحديات طاقة محددة تختلف عن الطاقة الشمسية التجارية النموذجية:
- الشحن المركز خلال الليل: يتم شحن معظم الأساطيل من الساعة 22:00 إلى 06:00، عندما يكون توليد الطاقة الشمسية صفرًا - يلزم تخزين أو طاقة الشبكة
- ارتفاع الطلب الذروة: ويؤدي الشحن المتزامن لمركبات متعددة إلى خلق ذروات حادة في الطلب؛ يسحب أسطول من أجهزة الشحن بقدرة 20 × 150 كيلووات نظريًا 3 ميجاوات إذا تم شحنها جميعًا في وقت واحد
- التعرض لرسوم الطلب: غالبًا ما تتضمن تعريفات الكهرباء التجارية رسم طلب يتراوح بين 10 إلى 30 دولارًا لكل كيلووات/شهر؛ ويضيف ارتفاع الطلب بمقدار 3 ميجاوات رسومًا بقيمة 30.000 إلى 90.000 دولار شهريًا
- قيود سعة الشبكة: قد تتطلب المرافق ترقيات باهظة الثمن للشبكة (500 ألف - 5 ملايين دولار +) لتوفير مستودعات الأسطول عالية الطلب؛ يمكن للتوليد والتخزين في الموقع تأجيل هذه التكلفة أو تجنبها
الشحن الذكي كخط الدفاع الأول
قبل تحديد حجم الطاقة الشمسية أو BESS، قم بتنفيذ الشحن الذكي لتقليل ارتفاع الطلب الخام:
- الشحن المدار: يعمل نظام إدارة شحن الأسطول (FMS) على تنظيم أوقات بدء الشحن لتجنب فترات الذروة المتزامنة - يتم شحن 20 مركبة بمعدل 75 كيلووات في المتوسط مقابل 3 ميجاوات في أوقات الذروة المتزامنة
- نظام إدارة الطاقة في المستودعات (EMS): يقوم بتنسيق أجهزة الشحن مع الطاقة الشمسية وBESS الموجودة في الموقع لتقليل الطلب على الشبكة في أوقات الذروة
- V2G (من السيارة إلى الشبكة): حيثما كان ذلك متاحًا، يمكن تفريغ بطاريات السيارات الكهربائية مرة أخرى إلى المبنى خلال فترات ذروة الطلب - تصبح كل شاحنة بقدرة 300 كيلووات قابلة للاستخدام في الساعة بمثابة BESS مؤقتًا
يمكن للشحن الذكي وحده أن يقلل من ذروة الطلب بنسبة 40-60%. ثم يتعامل BESS مع ذروة الطلب المتبقية؛ تعمل الطاقة الشمسية على تقليل إجمالي الطاقة المستوردة من الشبكة.
تحجيم الطاقة الشمسية لمستودع الأسطول
يجب أن يتم ضبط حجم مستودع الطاقة الشمسية لتعويض واردات الشبكة أثناء النهار، وليس لتشغيل الشحن طوال الليل مباشرة:
- أحمال المبنى أثناء النهار (مكتب، مستودع، إضاءة، تكييف هواء): حجم الطاقة الشمسية يغطي 80-100% من هذه الأحمال
- يتم شحن BESS من الطاقة الشمسية خلال النهار؛ يتم تفريغ BESS أثناء ذروة الشحن المسائية
- لا تعمل الطاقة الشمسية على تشغيل الشحن طوال الليل بشكل مباشر - والذي يأتي من شبكة التفريغ + BESS
حجم المستودع النموذجي للطاقة الشمسية: 20-50% من إجمالي الطلب السنوي على طاقة الشحن. مثال: مستودع يضم 50 شاحنة يستهلك 3,000 ميجاوات ساعة/سنة → 600-1,500 ميجاوات ساعة/سنة من الطاقة الشمسية → 400-1,000 كيلو وات من النظام الشمسي حسب الموقع.
تحجيم BESS لإدارة الطلب
يجب أن يكون حجم BESS مناسبًا لتسوية ذروة الطلب على الشحن المسائي:
| حجم الأسطول | طلب الشحن (مُدار) | هدف الطلب (الشبكة) | مطلوب بيس |
|---|---|---|---|
| 10 شاحنات كهربائية | 300 كيلوواط الذروة، 4 ساعات | 150 كيلوواط | 600 كيلووات ساعة / 150 كيلووات |
| 25 شاحنة كهربائية | 750 كيلوواط الذروة، 5 ساعات | 300 كيلوواط | 2,250 كيلووات ساعة / 450 كيلووات |
| 50 شاحنة كهربائية | 1500 كيلوواط الذروة، 6 ساعات | 500 كيلوواط | 6,000 كيلووات ساعة / 1000 كيلووات |
| 100 شاحنة EV | 3000 كيلوواط الذروة، 6 ساعات | 800 كيلوواط | 13,200 كيلووات/2,200 كيلووات |
Sungrow ST255CS-2H يتم توسيع نظام BESS المبرد بالسائل (255 كيلووات في الساعة لكل وحدة) بسهولة لتطبيقات مستودعات الأسطول، مع ما يصل إلى 5 ميجاوات/10 ميجاوات في الساعة لكل تركيب في حاوية. ينسق نظام الإدارة البيئية المتكامل مع نظام إدارة الشحن في المستودع عبر Modbus/BACnet.
النموذج المالي: مثال لمستودع يضم 50 شاحنة
- الأسطول: 50 شاحنة كهربائية، 200 كيلووات ساعة قابلة للاستخدام لكل شاحنة، استخدام 80% = 8000 كيلووات ساعة/يوم من الطلب على الشحن
- بدون الطاقة الشمسية/BESS: ذروة الطلب على شبكة المرافق 2 ميجاوات → رسوم الطلب ~ 40,000 دولار شهريًا
- مع 800 كيلووات من الطاقة الشمسية + 3 ميجاوات في الساعة BESS: تم تخفيض ذروة الشبكة إلى 500 كيلووات → رسوم الطلب ~ 10,000 دولار شهريًا
- وفورات في تكلفة الطاقة: 2400 كيلووات ساعة/يوم من الطاقة الشمسية بسعر 0.12 دولار/كيلووات ساعة = 104000 دولار سنويًا
- توفير رسوم الطلب: 30,000 دولار أمريكي/شهريًا × 12 = 360,000 دولار أمريكي/سنة
- إجمالي المدخرات السنوية: ~ 460.000 دولار في السنة
- تكلفة النظام (800 كيلو واط من الطاقة الشمسية + 3 ميجاوات في الساعة مثبتة): ~ 2.5 مليون دولار
- الاسترداد البسيط: ~5.4 سنوات؛ معدل العائد الداخلي ~18%