RTE(왕복 효율)는 배터리 에너지 저장 조달에서 상업적으로 가장 중요한 사양 중 하나이며 가장 자주 잘못 인용되는 사양 중 하나입니다. 경쟁 BESS 시스템 간의 RTE 차이의 1% 포인트는 20년 프로젝트 수명 동안 수만 달러의 수익 차이로 해석될 수 있습니다. 그러나 조달 문서에서는 AC-AC 또는 DC-DC 측정 여부, 온도 및 방전 깊이를 명확히 하지 않고 공급업체가 제시한 수치를 일상적으로 받아들입니다. 이 기사에서는 RTE의 의미, 공급업체의 데이터시트를 읽는 방법, 공급 계약을 체결하기 전에 Econo Solar가 EPC와 개발자가 공급업체에 요구하는 권장 사항에 대해 설명합니다.
왕복 효율성이란 무엇입니까?
왕복효율은 BESS가 방전하는 동안 회수되는 에너지와 충전하는 동안 전달되는 에너지의 비율을 측정합니다. 공식은 직접적입니다: RTE(%) = (방전시 출력에너지, kWh) ¼ (충전시 입력에너지, kWh) × 100. 90% RTE 등급의 시스템은 충전 및 방전 경로에 걸쳐 분산되는 열로 순환되는 모든 kWh의 10%를 잃습니다. 6,000번의 보증 주기에 달하는 프로젝트 수명 동안 이러한 손실은 상당한 양의 에너지와 손실된 수익으로 이어집니다.
실험실 데이터시트에 보고된 셀 수준 효율성 수치와 달리 실제 왕복 효율성은 배터리 셀의 전기화학적 손실, 배터리 관리 시스템(BMS) 및 열 관리 시스템의 기생 부하, 배터리 모듈을 AC 그리드에 연결하는 전력 변환 시스템(PCS)의 양방향 변환 손실 등 에너지 변환 체인의 모든 단계를 포착합니다. 깨끗한 실험실 수치와 측정된 현장 수치의 차이는 특히 낮은 주변 온도나 높은 C-rate에서 의미가 있을 수 있으므로 조달 단계에서 정확한 사양이 필수적입니다.
DC 왕복 효율성과 AC 왕복 효율성 비교
BESS 효율 사양에서 가장 중요한 차이점은 다음과 같습니다. DC-DC RTE 그리고 AC-AC RTE. DC-DC RTE는 배터리 셀 또는 모듈 경계에서만 효율성을 측정하며 전력 변환 시스템의 변환 손실을 제외합니다. AC-AC RTE는 AC 그리드 입력에서 AC 그리드 출력으로의 완전한 에너지 변환을 포착하며 프로젝트 수율 모델, 에너지 수익 예측 및 성능 보장 계산에 중요한 수치입니다. 대부분의 공급업체는 수치적으로 더 높기 때문에 마케팅 자료에서 DC-DC RTE를 사용합니다. 항상 AC-AC RTE를 명시적으로 요청하세요.
최신 LFP BESS의 일반적인 손실 분석은 두 수치가 서로 다른 이유를 보여줍니다. 배터리 셀 전기화학적 손실은 사이클당 약 1~2%를 차지합니다. BMS 및 보조 시스템 부하는 약 0.5%를 차지합니다. 양방향 PCS는 결합된 에너지 흐름의 두 방향 모두에서 손실의 3~4%를 차지합니다. 이러한 구성 요소를 합산하면 강력한 셀 수준 DC 성능을 갖춘 시스템이 여전히 AC-AC 시스템 경계에서 90~93%에 도달하는 이유를 설명할 수 있습니다. 공급업체에게 RTE 데이터를 요청할 때 주변 온도(표준 25°C), SOC 작동 범위(일반적으로 LFP의 경우 10%~90%), C 속도(대부분의 상용 시스템의 경우 0.5C) 등 측정 조건을 지정합니다.
BESS 왕복 효율성 비교
아래 표는 Sungrow의 유틸리티 규모 및 C&I 플랫폼을 포함하여 주요 상용 BESS 시스템에 대해 게시된 AC-AC 왕복 효율성 수치를 비교합니다. 성능은 작동 온도 및 구성에 따라 다릅니다. 특정 프로젝트 조건에 대해서는 공급업체를 통해 수치를 확인해야 합니다.
| 시스템 | AC-AC RTE | 화학 | 보증주기 | 용량 |
|---|---|---|---|---|
| Sungrow ST2752UX-US | ≥93.0% | LFP | 6,000 @ 80% DoD | 2.76MWh |
| Sungrow MBL160 (C&I) | ≥90.0% | LFP | 6,000 @ 80% DoD | 160kWh |
| Sungrow MGL060 (C&I) | ≥90.0% | LFP | 6,000 @ 80% DoD | 60kWh |
| CATL EnerC(유틸리티) | ~90~92% | LFP | 6,000 | 다양한 |
| BYD 배터리박스 Prem. | ~90% | LFP | 6,000 | 다양한 |
공개된 수치; 특정 구성 및 온도 범위에 대해서는 공급업체에 확인하십시오.
RTE가 프로젝트 ROI에 미치는 영향
20년의 작동 수명 동안 하루에 한 번 순환되는 1MWh BESS를 생각해 보십시오. 이는 유틸리티 규모 및 대규모 C&I 차익거래 애플리케이션을 위한 표준 구성입니다. 에서 93% AC-AC RTE, 1,000kWh 충전마다 930kWh가 제공됩니다. 일일 에너지 손실은 70kWh, 즉 연간 25.55MWh입니다. 에서 90% RTE, 일일 손실은 100kWh, 즉 연간 36.5MWh로 증가합니다. 3% RTE 차이는 설치된 BESS 용량의 MWh당 연간 약 10.95MWh의 추가 에너지 손실을 설명합니다.
20년 이상(노화에 따른 점진적인 RTE 저하를 고려하기 전에), 그 격차는 저장 MWh당 대략 219MWh의 에너지로 축적됩니다. 전기 가치 또는 차익거래 가격이 US$100/MWh인 경우 90% 시스템과 93% 시스템 간의 20년 수익 차이는 대략 다음과 같습니다. 설치 용량 MWh당 $21,900. 50MWh 유틸리티 규모 프로젝트의 경우 이는 에너지 수익으로 100만 달러가 넘습니다. LCOS(균등화된 스토리지 비용)가 결정 기준이 되는 경쟁적인 스토리지 입찰에서 RTE는 개발자가 조달 단계에서 최적화할 수 있는 가장 활용도가 높은 사양 매개변수 중 하나입니다.
실제 RTE를 줄이는 요소
네 가지 작동 요인으로 인해 현장 RTE가 표준 테스트 조건에서 제조업체의 정격 수치 아래로 떨어지게 됩니다. 온도 가장 큰 영향을 미칩니다. LFP 화학은 25°C에 비해 0°C에서 왕복 효율이 약 2~3% 더 낮습니다. 그 이유는 저온에서 리튬 이온 이동도가 감소하면 내부 저항이 증가하고 저항 가열 손실이 증가하기 때문입니다. 중앙아시아, 북유럽, 고지대 사막 지역과 같은 추운 기후의 프로젝트는 에너지 생산량 예측에서 온도 조정 RTE를 모델링해야 합니다.
방전 심도(DoD) 2차적인 요인이다. 표준 80% DoD 창이 아닌 100% DoD로 사이클링하면 평균 C 속도가 약간 올라가고 주기당 더 많은 열이 발생하여 유효 RTE가 감소합니다. 대부분의 상용 LFP 제조업체는 일반적인 운영 관행을 반영하기 위해 RTE를 80% DoD(10%~90% SOC)로 지정합니다. 더 좁고 더 멋진 SOC 창에서 RTE를 인용하는 경쟁업체에 주의하세요.
상태(SoH) 사이클 수 및 달력 노화에 따라 감소하여 내부 저항이 점차 증가하고 RTE가 감소합니다. 조달 계약에서는 보증 수명 동안 주요 주기 수 이정표에서 초기 보장 RTE와 최대 허용 RTE 저하를 모두 지정해야 합니다. 마지막으로, C등급 문제: 빠른 응답 주파수 조절을 위해 1C 이상으로 파견된 시스템은 더 느린 0.5C 차익거래 사이클의 시스템보다 더 낮은 유효 RTE를 나타냅니다. 왜냐하면 전류 밀도가 높을수록 순환되는 에너지 단위당 저항 손실이 증가하기 때문입니다.
공급업체에 무엇을 요구해야 할까요?
Econo Solar는 BESS 조달 사양 또는 제안 요청에 4가지 필수 RTE 요구 사항을 포함할 것을 권장합니다. 먼저, 25°C 및 예상 평균 사이트 주변 온도에서 최소 AC-AC RTE 보장 — 두 수치 모두 데이터시트뿐만 아니라 공급 계약의 성능 보증으로 표시되어야 합니다.
둘째, 성능 저하 일정이 게시된 RTE 보증 조항, 보증 작동 수명 전반에 걸쳐 정의된 주기 수 및 연간 마일스톤에서 최소 보증 RTE를 지정합니다. 단순한 초기 보증은 8~15년 동안의 조기 RTE 감소에 대한 보호를 제공하지 않습니다.
세 번째, 요청 공인된 실험실의 독립적인 테스트 결과 — TÜV Rheinland, UL Solutions 또는 동급 — IEC 62933-2 왕복 효율성 측정 방법을 사용합니다. 공장 승인 테스트 데이터만으로는 프로젝트 대출 기관의 기술 실사에 충분하지 않습니다.
넷째, 포함하다 이행상 손해배상 공급 계약에서: 계약상 정의된 구제 조치(일반적으로 보장된 최소값 미만의 RTE 부족 1%당 계약 가치의 0.5~1%의 가격 공제) - 측정된 RTE가 공장 승인 테스트 또는 현장 시운전에서 보증을 충족하지 못하는 경우. 이 네 가지 요구 사항은 프로젝트 재정 실사 중에 확인된 가장 일반적인 형태의 BESS 성능 부족에 대해 프로젝트를 지정하고 보호하는 데 비용이 들지 않습니다.