Wydajność w obie strony (RTE) to jedna z najbardziej istotnych z komercyjnego punktu widzenia specyfikacji w zamówieniach na akumulatory do magazynowania energii i jedna z najczęściej błędnie cytowanych. Pojedynczy punkt procentowy różnicy RTE pomiędzy konkurencyjnymi systemami BESS może przełożyć się na dziesiątki tysięcy dolarów różnicy w przychodach w ciągu 20 lat trwania projektu. Jednak w dokumentach zamówienia rutynowo akceptowane są wartości podawane przez dostawcę bez wyjaśnienia, czy jest to pomiar prądu przemiennego do prądu przemiennego, czy prądu stałego do prądu stałego, w jakiej temperaturze i na jakiej głębokości rozładowania. W tym artykule wyjaśniono, co oznacza RTE, jak czytać arkusz danych dostawcy i czego Econo Solar zaleca, aby EPC i deweloperzy wymagali od dostawców przed podpisaniem umowy na dostawy.
Co to jest efektywność w obie strony?
Sprawność w obie strony mierzy stosunek energii odzyskanej z BESS podczas rozładowywania do energii dostarczonej do niego podczas ładowania. Formuła jest bezpośrednia: RTE (%) = (Energia oddana podczas rozładowywania, kWh) ÷ (Energia dostarczona podczas ładowania, kWh) × 100. System o współczynniku RTE wynoszącym 90% traci 10% każdej kWh wykorzystanej w cyklu w postaci ciepła, rozprowadzanego zarówno w procesach ładowania, jak i rozładowywania. W okresie realizacji projektu wynoszącym 6000 gwarantowanych cykli straty te składają się na bardzo znaczną ilość energii i utracone dochody.
W przeciwieństwie do danych dotyczących wydajności na poziomie ogniwa podanych w laboratoryjnych arkuszach danych, rzeczywista efektywność w obie strony uwzględnia każdy etap łańcucha konwersji energii: straty elektrochemiczne w ogniwach akumulatora, obciążenia pasożytnicze z systemu zarządzania akumulatorem (BMS) i systemu zarządzania temperaturą oraz dwukierunkowe straty konwersji w systemie konwersji mocy (PCS), który łączy moduł akumulatora z siecią prądu przemiennego. Różnica między czystymi wynikami laboratoryjnymi a zmierzonymi wartościami terenowymi może być znacząca – szczególnie w niskiej temperaturze otoczenia lub wysokich stężeniach C – co sprawia, że dokładna specyfikacja jest niezbędna na etapie zamówienia.
Wydajność w obie strony DC a wydajność AC w obie strony
Najważniejszym rozróżnieniem w specyfikacjach wydajności BESS jest różnica pomiędzy DC-DC RTE i AC-AC RTE. DC-DC RTE mierzy wydajność tylko na granicy ogniwa akumulatora lub modułu — wyklucza straty spowodowane konwersją w systemie konwersji mocy. AC-AC RTE rejestruje pełną transformację energii z wejścia sieci prądu przemiennego do wyjścia sieci prądu przemiennego i jest to liczba, która ma znaczenie dla modeli wydajności projektu, prognoz przychodów z energii i obliczeń gwarancji wydajności. Większość dostawców przoduje w przypadku DC-DC RTE w materiałach marketingowych, ponieważ jest on liczbowo wyższy. Zawsze wyraźnie żądaj AC-AC RTE.
Typowy podział strat dla nowoczesnego LFP BESS pokazuje, dlaczego te dwie liczby się różnią: straty elektrochemiczne ogniw akumulatorowych wynoszą około 1–2% na cykl; Obciążenia BMS i systemów pomocniczych stanowią około 0,5%; a dwukierunkowy PCS powoduje łącznie 3–4% strat w obu kierunkach przepływu energii. Sumowanie tych komponentów wyjaśnia, dlaczego system o wysokiej wydajności prądu stałego na poziomie ogniwa nadal będzie osiągał poziom 90–93% na granicy systemu AC-AC. Żądając danych RTE od dostawców, określ warunki pomiaru: temperatura otoczenia (norma 25°C), okno operacyjne SOC (zwykle 10–90% dla LFP) i współczynnik C (0,5°C dla większości systemów komercyjnych).
Porównanie wydajności BESS w obie strony
Poniższa tabela porównuje opublikowane dane dotyczące wydajności AC-AC w obie strony dla wiodących komercyjnych systemów BESS, w tym platform użyteczności publicznej oraz platform C&I firmy Sungrow. Wydajność zależy od temperatury roboczej i konfiguracji; dane należy zweryfikować u dostawcy pod kątem konkretnych warunków projektu.
| Systemu | AC-AC RTE | Chemia | Gwarantowane cykle | Pojemność |
|---|---|---|---|---|
| Sungrow ST2752UX-US | ≥93,0% | LFP | 6000 przy 80% DoD | 2,76 MWh |
| Sungrow MBL160 (C&I) | ≥90,0% | LFP | 6000 przy 80% DoD | 160 kWh |
| Sungrow MGL060 (C&I) | ≥90,0% | LFP | 6000 przy 80% DoD | 60 kWh |
| CATL EnerC (narzędzie) | ~90–92% | LFP | 6,000 | Różne |
| BYD Zestaw akumulatorów Prem. | ~90% | LFP | 6,000 | Różne |
Opublikowane dane; sprawdź u dostawcy konkretną konfigurację i zakres temperatur.
Jak RTE wpływa na zwrot z inwestycji w projekt
Weźmy pod uwagę 1 MWh BESS uruchamiany raz dziennie przez 20 lat eksploatacji – standardowa konfiguracja do zastosowań w zakresie arbitrażu na skalę przemysłową i dużych zastosowań C&I. O godz 93% RTE AC-AC, na każde 1000 kWh naładowania dostarczane jest 930 kWh; dzienna strata energii wynosi 70 kWh, czyli 25,55 MWh rocznie. O godz 90% RTEdzienna strata wzrasta do 100 kWh, czyli 36,5 MWh rocznie. Różnica wynosząca 3% RTE odpowiada w przybliżeniu 10,95 MWh dodatkowej straty energii rocznie na każdą MWh zainstalowanej mocy BESS.
W ciągu 20 lat – zanim uwzględni się postępującą degradację RTE wraz ze starzeniem się – różnica ta akumuluje się do około 219 MWh energii na MWh magazynowania. Przy wartości energii elektrycznej lub cenie arbitrażowej wynoszącej 100 USD/MWh 20-letnia różnica w przychodach między systemem 90% a 93% wynosi w przybliżeniu 21 900 USD za MWh zainstalowanej mocy. W przypadku projektu o mocy 50 MWh na skalę przemysłową oznacza to ponad 1 milion dolarów przychodów z energii. W konkurencyjnych przetargach na magazynowanie, gdzie miarą decyzyjną jest uśredniony koszt magazynowania (LCOS), RTE jest jednym z parametrów specyfikacji o najwyższym stopniu dźwigni, jakie deweloper może zoptymalizować na etapie zamówienia.
Czynniki zmniejszające RTE w świecie rzeczywistym
Cztery czynniki operacyjne rutynowo powodują, że RTE w terenie spada poniżej wartości znamionowych producenta w standardowych warunkach testowych. Temperatura ma największy wpływ: chemia LFP wykazuje około 2–3% niższą wydajność w obie strony w temperaturze 0°C w porównaniu do 25°C, ponieważ zmniejszona ruchliwość litowo-jonowa w niskiej temperaturze zwiększa opór wewnętrzny i zwiększa rezystancyjne straty ciepła. Projekty realizowane w zimnym klimacie – Azja Środkowa, Europa Północna, obszary pustynne na dużych wysokościach – muszą modelować RTE skorygowane o temperaturę w swoich prognozach wydajności energetycznej.
Głębokość rozładowania (DoD) jest czynnikiem wtórnym. Przejście na 100% DoD zamiast standardowego okna 80% DoD nieznacznie podnosi średni współczynnik C i generuje więcej ciepła na cykl, zmniejszając efektywny RTE. Większość komercyjnych producentów LFP określa RTE na poziomie 80% DoD (10%–90% SOC), aby odzwierciedlić typową praktykę operacyjną; bądź ostrożny wobec konkurentów podających RTE w węższych, bardziej pochlebnych oknach SOC.
Stan zdrowia (SoH) zmniejsza się wraz z liczbą cykli i starzeniem się kalendarza, stopniowo zwiększając opór wewnętrzny i zmniejszając RTE. W umowach zamówień publicznych należy określić zarówno początkowy gwarantowany RTE, jak i maksymalną dozwoloną degradację RTE w kluczowych etapach liczących cykle w gwarantowanym okresie użytkowania. Wreszcie, Stawka C ma znaczenie: systemy wysyłane w temperaturze 1°C lub wyższej w celu szybkiej regulacji częstotliwości będą wykazywać niższy efektywny RTE niż systemy w wolniejszych cyklach arbitrażu 0,5°C, ponieważ wyższe gęstości prądu zwiększają straty omowe na jednostkę przetworzonej energii.
Czego wymagać od dostawców
Econo Solar zaleca uwzględnienie czterech obowiązkowych wymagań dotyczących RTE w każdej specyfikacji zamówienia BESS lub zapytaniu ofertowym. Po pierwsze, wymagaj gwarantowany minimalny RTE AC-AC przy 25°C i oczekiwanej średniej temperaturze otoczenia w miejscu instalacji — obie liczby powinny pojawić się jako gwarancja wykonania w umowie na dostawę, a nie tylko w arkuszu danych.
Po drugie, wymagaj Klauzula gwarancyjna RTE z opublikowanym harmonogramem degradacji, określając minimalny gwarantowany RTE przy określonej liczbie cykli i kluczowych kamieniach milowych w roku kalendarzowym w całym gwarantowanym okresie użytkowania. Prosta gwarancja początkowa nie zapewnia ochrony przed przedwczesnym spadkiem RTE w latach 8–15.
Po trzecie, prośba niezależne wyniki badań z akredytowanego laboratorium — TÜV Rheinland, UL Solutions lub odpowiednik — przy użyciu metodologii pomiaru wydajności w obie strony IEC 62933-2. Same dane z testów odbioru fabrycznego nie wystarczą do przeprowadzenia należytej staranności technicznej pożyczkodawcy projektu.
Po czwarte, uwzględnij kary umowne za wykonanie w umowie na dostawy: środek zaradczy określony w umowie – zazwyczaj potrącenie ceny w wysokości 0,5–1% wartości zamówienia za każdy 1% niedoboru RTE poniżej gwarantowanego minimum – jeżeli zmierzony RTE nie spełnia warunków gwarancji podczas testów odbiorczych w fabryce lub podczas odbioru na miejscu. Określenie tych czterech wymagań i ochrona projektu przed najczęstszą formą niedoborów w działaniu BESS zidentyfikowanych podczas badania due diligence finansowania projektu nic nie kosztują.