Электрификация флота создает один из наиболее привлекательных коммерческих вариантов использования солнечной энергии и аккумуляторов на месте. Депо, заряжающее 50 электрогрузовиков за ночь, может легко увеличить потребность в электроэнергии на 500–1000 кВт — нагрузка, которая, если не смягчать ее, приводит к дорогостоящему повышению платы за коммунальные услуги и оплате мощности. Хорошо спроектированная система солнечной энергии + BESS может сократить этот штраф за спрос, обеспечить экономию затрат на электроэнергию и значительно сократить выбросы углекислого газа автопарком.
Проблема зарядки парка электромобилей в депо
Зарядка автопарка создает особые энергетические проблемы, которые отличаются от типичной коммерческой солнечной энергии:
- Концентрированная ночная зарядка: большинство автопарков взимают плату с 22:00 до 06:00, когда выработка солнечной энергии равна нулю — требуется хранилище или электроэнергия из сети.
- Высокий пиковый спрос: одновременная зарядка нескольких транспортных средств создает резкие пики спроса; парк зарядных устройств мощностью 20 × 150 кВт теоретически потребляет 3 МВт, если все заряжаются одновременно
- Размер платы за спрос: коммерческие тарифы на электроэнергию часто включают плату за потребление в размере 10–30 долларов США за кВт/месяц; скачок спроса на 3 МВт увеличивает расходы на 30 000–90 000 долларов в месяц.
- Ограничение пропускной способности сети: коммунальным предприятиям может потребоваться дорогостоящая модернизация сети (от 500 до 5 миллионов долларов США) для снабжения автопарков с высоким спросом; производство и хранение на месте может отсрочить или избежать этих затрат.
Умная зарядка как первая линия защиты
Прежде чем выбирать солнечную энергию или BESS, внедрите интеллектуальную зарядку, чтобы уменьшить всплеск спроса:
- Управляемая зарядка: система управления зарядкой автопарка (FMS) распределяет время начала зарядки, чтобы избежать одновременных пиковых нагрузок — 20 автомобилей заряжаются со средней мощностью 75 кВт против одновременной пиковой нагрузки 3 МВт.
- Система энергоменеджмента депо (СЭМ): координирует зарядные устройства с местными солнечными батареями и BESS, чтобы минимизировать пиковую нагрузку в сети
- V2G (автомобиль-сеть): Там, где это возможно, аккумуляторы электромобилей могут разряжаться обратно в здание в периоды пиковой нагрузки — каждый грузовик с полезной мощностью 300 кВтч становится временным BESS.
Одна только интеллектуальная зарядка может снизить пиковый спрос на 40–60%. Затем BESS обрабатывает пик остаточного спроса; солнечная энергия снижает общий объем энергии, импортируемой из сети.
Определение размеров солнечной энергии для автопарка
Солнечная энергия автопарка должна быть рассчитана таким образом, чтобы компенсировать импорт электроэнергии в дневное время, а не напрямую обеспечивать зарядку в ночное время:
- Дневные нагрузки здания (офис, склад, освещение, кондиционер): размер солнечной энергии для покрытия 80–100 % этих нагрузок.
- BESS заряжается от солнечной энергии в течение дня; BESS разряжается во время вечернего пика зарядки
- Солнечная энергия не обеспечивает прямую зарядку в ночное время — ее обеспечивает разрядка + сеть BESS.
Типичный размер солнечной батареи депо: 20–50% от общей годовой потребности в энергии для зарядки. Пример: депо на 50 грузовиков, потребляющее 3000 МВтч/год → 600–1500 МВтч/год от солнечной энергии → солнечная система мощностью 400–1000 кВтч в зависимости от местоположения.
Определение параметров BESS для управления спросом
Размер BESS должен быть таким, чтобы сглаживать пик нагрузки на вечернюю зарядку:
| Размер флота | Потребность в зарядке (управляемая) | Цель спроса (сетка) | Требуется БЕСС |
|---|---|---|---|
| 10 электромобилей | Пиковая мощность 300 кВт, 4 часа | 150 кВт | 600 кВтч / 150 кВт |
| 25 электромобилей | Пиковая мощность 750 кВт, 5 часов | 300 кВт | 2250 кВтч / 450 кВт |
| 50 электромобилей | Пиковая мощность 1500 кВт, 6 часов | 500 кВт | 6000 кВтч / 1000 кВт |
| 100 электрогрузовиков | Пиковая мощность 3000 кВт, 6 часов | 800 кВт | 13 200 кВтч / 2200 кВт |
Sungrow ST255CS-2H BESS с жидкостным охлаждением (255 кВтч на единицу) легко масштабируется для использования в автопарках, обеспечивая мощность до 5 МВт/10 МВтч на контейнерную установку. Интегрированная EMS координирует свои действия с системой управления зарядкой депо через Modbus/BACnet.
Финансовая модель: пример депо на 50 грузовиков
- Автопарк: 50 электрогрузовиков, полезная мощность 200 кВтч на каждый грузовик, загрузка 80 % = потребность в зарядке 8000 кВтч/день.
- Без солнечной энергии/BESS: пиковая нагрузка коммунальной сети 2 МВт → плата за потребление ~ 40 000 долларов США в месяц.
- При солнечной энергии мощностью 800 кВт + BESS 3 МВтч: пиковая мощность сети снижается до 500 кВт → плата за потребление ~ 10 000 долларов США в месяц
- Экономия затрат на электроэнергию: 2400 кВтч/день от солнечной энергии по цене 0,12 доллара США/кВтч = 104 000 долларов США в год.
- Экономия на расходах по требованию: 30 000 долларов США в месяц × 12 = 360 000 долларов США в год.
- Общая годовая экономия: ~ 460 000 долларов США в год.
- Стоимость системы (солнечная энергия 800 кВт + установленная система BESS мощностью 3 МВтч): ~ 2,5 млн долларов США.
- Простая окупаемость: ~5,4 года; Внутренняя норма доходности ~18%