Каждый киловатт-час солнечной энергии, потребляемой на месте, заменяет киловатт-час дорогой электроэнергии из сети. За каждый киловатт-час, экспортированный в сеть, взимается зеленый тариф (FiT) — обычно 30–60% розничной ставки на большинстве рынков. Финансовая разница между 60% самопотреблением и 90% самопотреблением в одной и той же солнечной системе может составлять на 20–40% больше годового дохода. В этом руководстве рассматриваются стратегии по максимизации доли солнечной энергии, потребляемой на месте, а не экспортируемой.
Почему важен коэффициент собственного потребления
Финансовая ценность солнечной энергии зависит от того, куда она направляется:
| Энергетическое направление | Стоимость за кВтч (пример) | Источник дохода |
|---|---|---|
| Самопотребление на месте | 0,15 долл. США/кВтч | Избегание покупки сети по розничному тарифу |
| Экспорт сети (FiT) | 0,06 долл. США/кВтч | Оплата зеленого тарифа |
| Свернуто (впустую) | 0,00 долл. США/кВтч | Нет |
Для системы мощностью 500 кВтч, вырабатывающей 700 МВтч/год, разница между 65% и 90% собственного потребления составляет на 175 МВтч больше потребления на месте. При разнице стоимости в 0,09 долл. США/кВтч (розничная торговля и FiT) это Дополнительный доход $15,750/год — не вырабатывая ни одного лишнего киловатт-часа.
Проблема собственного потребления
Пик солнечной генерации приходится на солнечный полдень; Пик коммерческого спроса на электроэнергию приходится на утро (запуск офисного оборудования) и во второй половине дня (нагрузка на охлаждение). В большинстве коммерческих зданий солнечная выработка в полдень превышает потребность объекта — без вмешательства избыток экспортируется по более низкой ставке FiT. Несоответствие времени является фундаментальной проблемой.
Типичные показатели собственного потребления без какой-либо оптимизации:
- Промышленная площадка 24/7 (постоянная нагрузка): 70–85% (высокая нагрузка в часы генерации)
- Офисное здание (Пн–Пт, 08:00–18:00): 50–70%
- Торговое здание (8:00–20:00): 55–75%
- Холодное хранилище/ЦОД: 75–90% (постоянная высокая нагрузка)
- Завод закрыт в выходные дни: 30–50% (низкая нагрузка в выходные дни во время пика солнечной энергии)
Стратегия 1: Ограничение экспорта интеллектуальных инверторов
Большинство современных инверторов, включая все модели Sungrow, поддерживают динамическое ограничение экспорта: инвертор постоянно измеряет импорт/экспорт электроэнергии из сети на счетчике и корректирует свою выходную мощность для поддержания нулевого или близкого к нулю экспорта. Это самое простое вмешательство, которое не требует ничего, кроме включения настройки.
Ограничение экспорта работает путем ограничения мощности инвертора в периоды избыточной выработки — если объект потребляет только 50 кВт, а солнечная батарея будет генерировать 80 кВт, инвертор ограничивает мощность до 50 кВт, и энергия не тратится на экспорт при низких тарифах FiT.
Ограничение: ограничение экспорта увеличивает сокращение — солнечная энергия, которую можно было бы экспортировать, просто тратится впустую. Это выгодно только тогда, когда ставка FiT очень низкая (менее ~ 0,04 доллара США за кВтч) или когда договор о присоединении к сети не разрешает какой-либо экспорт. На рынках с разумным уровнем FiT экспорт лучше, чем его сокращение.
Стратегия 2: Хранение аккумуляторов для собственного потребления
Аккумуляторное хранение является наиболее эффективной технологией самопотребления: заряжайте батарею во время избытка солнечной энергии в полдень, разряжайте ее вечером, когда генерация солнечной энергии прекратилась, но спрос продолжается. Для офисных зданий и розничной торговли с вечерним пиком — 4-часовая батарея (например, Sungrow ST255CS-2H) может поднять самопотребление с 65% до 85–90%.
Эмпирическое правило выбора батареи с собственным потреблением:
- Целевая емкость аккумулятора (кВтч) = ежедневный экспорт солнечной энергии (кВтч) × 0,8 ÷ эффективность туда и обратно.
- Для системы мощностью 500 кВт, экспортирующей 150 кВтч/день: батарея = 150 × 0,8 ÷ 0,92 = 130 кВтч
- На этот размер приходится около 80% экспорта для использования на месте, что повышает долю собственного потребления с 65% до примерно 88%.
Стратегия 3: Перераспределение нагрузки
Переключение нагрузки приводит к тому, что энергоемкие процессы совпадают с часами пиковой выработки солнечной энергии (10:00–14:00). Примеры:
- Промышленный: Запланируйте работу энергоемких процессов (плавильных печей, электролиза, воздушных компрессоров) в часы пик солнечной активности, а не в ночное время.
- Охлаждение: Предварительное охлаждение холодильных складов во время пика солнечной активности, что позволяет снизить нагрузку на охлаждение в вечернее время — эффективно на предприятиях пищевой промышленности.
- Зарядка электромобиля: Заряжайте электромобили или вилочные погрузчики в часы пик солнечной активности; использовать умные контроллеры зарядки электромобилей которые автоматически планируют зарядку, чтобы максимизировать солнечную ориентацию
- ОВК: Предварительное охлаждение или подогрев зданий во время пика солнечной активности, что снижает спрос в дневной пик, когда солнечная выработка снижается.
Переключение нагрузки требует интеграции между солнечной системой, системой управления зданием (BMS) и управляемыми нагрузками. Система управления энергопотреблением объекта (SEMS) или интеллектуальная EMS координирует все три. EMS Sungrow поддерживает стандартные протоколы Modbus и BACnet для интеграции BMS.
Стратегия 4: Комбинированная солнечная энергия + диспетчеризация BESS
Для объектов, которые имеют как солнечные, так и аккумуляторные батареи, комбинированная стратегия диспетчеризации определяет производительность собственного потребления в большей степени, чем просто размер оборудования. Оптимальный алгоритм отправки:
- Отдавайте приоритет собственному потреблению: вся солнечная энергия в первую очередь поступает на нужды объекта.
- Когда солнечная энергия превышает потребность в нагрузке, заряжайте батарею (не экспортируйте ее), пока батарея не заполнится.
- Когда батарея заряжена, а солнечная энергия все еще превышает потребность, экспортируйте остаток в FiT.
- Когда генерация солнечной энергии снижается (в облачность или вечером), разряжайте батарею, чтобы удовлетворить потребности объекта.
- Когда батарея достигнет минимального резерва SoC, импортируйте из сети.
Этот алгоритм, реализованный в платформе управления Sungrow EMS и iSolarCloud, обеспечивает высочайший уровень собственного потребления, сохраняя при этом срок службы батареи, избегая глубокой разрядки.