ประสิทธิภาพการจัดเก็บแบตเตอรี่แบบไปกลับ: ความหมายคืออะไร และเหตุใดทุก ๆ เปอร์เซ็นต์จึงมีความสำคัญ

ประสิทธิภาพไปกลับ (RTE) เป็นหนึ่งในข้อกำหนดทางเทคนิคที่เป็นผลตามมาในเชิงพาณิชย์มากที่สุดในการจัดหาที่เก็บพลังงานแบตเตอรี่ และเป็นหนึ่งในข้อกำหนดที่อ้างถึงบ่อยที่สุด เปอร์เซ็นต์ความแตกต่าง RTE เพียงจุดเดียวระหว่างระบบ BESS ที่แข่งขันกันสามารถแปลเป็นรายได้หลายหมื่นดอลลาร์ตลอดอายุโครงการ 20 ปี อย่างไรก็ตาม เอกสารการจัดซื้อจะยอมรับตัวเลขที่เสนอของซัพพลายเออร์อยู่เป็นประจำ โดยไม่ต้องชี้แจงว่าตัวเลขนั้นวัดจาก AC เป็น AC หรือ DC เป็น DC ที่อุณหภูมิเท่าใด และที่ความลึกของการปล่อยเท่าใด บทความนี้จะอธิบายว่า RTE หมายถึงอะไร วิธีอ่านเอกสารข้อมูลของซัพพลายเออร์ และสิ่งที่ Econo Solar แนะนำ EPC และนักพัฒนาต้องการจากซัพพลายเออร์ก่อนลงนามในสัญญาจัดหา

ประสิทธิภาพไปกลับคืออะไร?

ประสิทธิภาพไปกลับจะวัดอัตราส่วนของพลังงานที่ได้รับจาก BESS ระหว่างการคายประจุต่อพลังงานที่ส่งไประหว่างการชาร์จ สูตรตรง: RTE (%) = (พลังงานที่จ่ายออกระหว่างคายประจุ, kWh) ۞ (พลังงานที่จ่ายออกมาระหว่างประจุ, kWh) × 100. ระบบที่ได้รับการจัดอันดับที่ 90% RTE จะสูญเสีย 10% ของทุก ๆ kWh ที่ถูกหมุนเวียนเป็นความร้อน ซึ่งกระจายไปทั่วทั้งช่องชาร์จและการคายประจุ ตลอดอายุโครงการ 6,000 รอบการรับประกัน การสูญเสียเหล่านั้นจะรวมกันเป็นพลังงานจำนวนมากและสูญเสียรายได้ไป

ซึ่งแตกต่างจากตัวเลขประสิทธิภาพระดับเซลล์ที่รายงานในเอกสารข้อมูลของห้องปฏิบัติการ ประสิทธิภาพไปกลับในโลกแห่งความเป็นจริงจะบันทึกทุกขั้นตอนของห่วงโซ่การแปลงพลังงาน เช่น การสูญเสียเคมีไฟฟ้าในเซลล์แบตเตอรี่ โหลดปรสิตจากระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และระบบการจัดการความร้อน และการสูญเสียการแปลงแบบสองทิศทางของระบบแปลงพลังงาน (PCS) ที่เชื่อมต่อโมดูลแบตเตอรี่กับโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ความแตกต่างระหว่างตัวเลขในห้องปฏิบัติการที่สะอาดและตัวเลขภาคสนามที่วัดได้นั้นมีความหมาย โดยเฉพาะที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำหรืออัตรา C สูง ทำให้ข้อกำหนดที่แม่นยำในขั้นตอนการจัดซื้อจัดจ้างถือเป็นสิ่งสำคัญ

ประสิทธิภาพ DC Round-Trip เทียบกับประสิทธิภาพ AC Round-Trip

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดในข้อกำหนดประสิทธิภาพ BESS คือระหว่าง DC-DC RTE และ เอซี-เอซี อาร์ทีอี. DC-DC RTE วัดประสิทธิภาพที่ขอบเขตเซลล์แบตเตอรี่หรือโมดูลเท่านั้น โดยไม่รวมการสูญเสียการแปลงของระบบการแปลงพลังงาน AC-AC RTE รวบรวมการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่สมบูรณ์จากอินพุตกริด AC ไปเป็นเอาต์พุตกริด AC และเป็นตัวเลขที่สำคัญสำหรับแบบจำลองผลตอบแทนของโครงการ การคาดการณ์รายได้ด้านพลังงาน และการคำนวณการรับประกันประสิทธิภาพ ซัพพลายเออร์ส่วนใหญ่นำ DC-DC RTE ในด้านสื่อการตลาดเนื่องจากมีตัวเลขสูงกว่า ขอ AC-AC RTE อย่างชัดเจนเสมอ

การแจกแจงการสูญเสียโดยทั่วไปสำหรับ LFP BESS สมัยใหม่แสดงให้เห็นว่าเหตุใดตัวเลขทั้งสองจึงแตกต่างกัน: การสูญเสียเคมีไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่คิดเป็นประมาณ 1–2% ต่อรอบ; โหลด BMS และระบบเสริมมีส่วนประมาณ 0.5%; และ PCS แบบสองทิศทางมีส่วนทำให้เกิดการสูญเสีย 3–4% ในการไหลของพลังงานทั้งสองทิศทางรวมกัน การสรุปส่วนประกอบเหล่านี้อธิบายว่าทำไมระบบที่มีประสิทธิภาพ DC ระดับเซลล์ที่แข็งแกร่งจะยังคงลงจอดที่ 90–93% ที่ขอบเขตระบบ AC-AC เมื่อขอข้อมูล RTE จากซัพพลายเออร์ ให้ระบุเงื่อนไขการวัด: อุณหภูมิโดยรอบ (มาตรฐาน 25°C), ระยะเวลาการทำงานของ SOC (โดยทั่วไปคือ 10%–90% สำหรับ LFP) และอัตรา C (0.5C สำหรับระบบเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่)

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพไป-กลับ BESS

ตารางด้านล่างเปรียบเทียบตัวเลขประสิทธิภาพไปกลับของ AC-AC ที่เผยแพร่สำหรับระบบ BESS เชิงพาณิชย์ชั้นนำ รวมถึงแพลตฟอร์มยูทิลิตี้ขนาดและ C&I ของ Sungrow ประสิทธิภาพแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิการทำงานและการกำหนดค่า ตัวเลขควรได้รับการตรวจสอบกับซัพพลายเออร์สำหรับเงื่อนไขโครงการเฉพาะของคุณ

ตัวเลขที่เผยแพร่; ตรวจสอบกับซัพพลายเออร์เกี่ยวกับการกำหนดค่าและช่วงอุณหภูมิเฉพาะของคุณ

RTE ส่งผลต่อ ROI ของโครงการอย่างไร

พิจารณา BESS 1 MWh หมุนเวียนวันละครั้งตลอดอายุการใช้งาน 20 ปี ซึ่งเป็นการกำหนดค่ามาตรฐานสำหรับแอปพลิเคชันเก็งกำไร C&I ขนาดใหญ่ในระดับยูทิลิตี้ ณ AC-AC RTE 93%, 930 กิโลวัตต์ชั่วโมงจะถูกจ่ายให้กับทุกๆ 1,000 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่ชาร์จ; การสูญเสียพลังงานรายวันคือ 70 kWh หรือ 25.55 MWh ต่อปี ณ 90% อาร์ทีอีการสูญเสียรายวันเพิ่มขึ้นเป็น 100 kWh หรือ 36.5 MWh ต่อปี ความแตกต่าง RTE 3% คิดเป็นประมาณ 10.95 MWh ของการสูญเสียพลังงานเพิ่มเติมต่อปี ต่อ MWh ของกำลังการผลิต BESS ที่ติดตั้ง

กว่า 20 ปี — และก่อนที่จะคำนึงถึงการเสื่อมสภาพของ RTE แบบก้าวหน้าตามอายุ — ช่องว่างดังกล่าวสะสมพลังงานประมาณ 219 MWh ต่อ MWh ของการจัดเก็บ ที่มูลค่าไฟฟ้าหรือราคาเก็งกำไรที่ 100 เหรียญสหรัฐ/MWh ส่วนต่างของรายได้ 20 ปีระหว่างระบบ 90% และ 93% จะอยู่ที่ประมาณ 21,900 ดอลลาร์สหรัฐฯ ต่อ MWh ของกำลังการผลิตติดตั้ง. สำหรับโครงการขนาดสาธารณูปโภคขนาด 50 MWh ซึ่งคิดเป็นรายรับด้านพลังงานมากกว่า 1 ล้านเหรียญสหรัฐ ในการประกวดราคาพื้นที่จัดเก็บที่มีการแข่งขันสูง โดยที่ต้นทุนการจัดเก็บตามระดับ (LCOS) เป็นตัวชี้วัดการตัดสินใจ RTE เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ข้อกำหนดที่มีความสามารถในการใช้ประโยชน์สูงสุดที่นักพัฒนาสามารถปรับให้เหมาะสมในขั้นตอนการจัดซื้อ

ปัจจัยที่ลด RTE ในโลกแห่งความเป็นจริง

ปัจจัยการปฏิบัติงานสี่ประการมักทำให้ RTE ของสนามลดลงต่ำกว่าตัวเลขที่ได้รับการจัดอันดับของผู้ผลิตในสภาวะการทดสอบมาตรฐาน อุณหภูมิ มีผลกระทบที่ใหญ่ที่สุด: เคมีของ LFP แสดงประสิทธิภาพไปกลับลดลงประมาณ 2–3% ที่ 0°C เทียบกับ 25°C เนื่องจากการเคลื่อนย้ายลิเธียมไอออนที่ลดลงที่อุณหภูมิต่ำจะเพิ่มความต้านทานภายในและเพิ่มการสูญเสียความร้อนของตัวต้านทาน โครงการในสภาพอากาศหนาวเย็น เช่น เอเชียกลาง ยุโรปเหนือ พื้นที่ทะเลทรายบนที่สูง จะต้องจำลอง RTE ที่ปรับอุณหภูมิในการคาดการณ์ผลผลิตพลังงาน

ความลึกของการปล่อย (DoD) เป็นปัจจัยรอง การปั่นจักรยานไปที่ 100% DoD แทนที่จะเป็นหน้าต่าง DoD มาตรฐาน 80% จะเพิ่มอัตรา C เฉลี่ยเล็กน้อย และสร้างความร้อนต่อรอบมากขึ้น ส่งผลให้ RTE ที่มีประสิทธิภาพลดลง ผู้ผลิต LFP เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ระบุ RTE ที่ 80% DoD (10%–90% SOC) เพื่อสะท้อนถึงการปฏิบัติงานโดยทั่วไป โปรดใช้ความระมัดระวังคู่แข่งที่อ้างถึง RTE ที่หน้าต่าง SOC ที่แคบกว่าและสวยงามกว่า

สภาวะสุขภาพ (SoH) ลดลงตามจำนวนรอบและอายุตามปฏิทิน ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและลด RTE สัญญาจัดซื้อจัดจ้างควรระบุทั้ง RTE ที่รับประกันเบื้องต้นและค่าการย่อยสลาย RTE สูงสุดที่อนุญาตที่เหตุการณ์สำคัญในการนับรอบที่สำคัญตลอดอายุการรับประกัน สุดท้ายนี้ อัตรา C เรื่องสำคัญ: ระบบที่ส่งที่อุณหภูมิ 1C หรือสูงกว่าสำหรับการควบคุมความถี่ที่ตอบสนองอย่างรวดเร็วจะแสดง RTE ที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าระบบในรอบการเก็งกำไรที่ช้ากว่า 0.5C เนื่องจากความหนาแน่นกระแสที่สูงขึ้นจะเพิ่มการสูญเสียโอห์มมิกต่อหน่วยของรอบพลังงาน

สิ่งที่ต้องการจากซัพพลายเออร์

Econo Solar แนะนำให้รวมข้อกำหนด RTE บังคับสี่ประการไว้ในข้อกำหนดการจัดซื้อจัดจ้าง BESS หรือการร้องขอข้อเสนอ ขั้นแรก ต้องมี รับประกัน AC-AC RTE ขั้นต่ำที่ 25°C และที่อุณหภูมิแวดล้อมเฉลี่ยของไซต์ที่คาดหวัง — ตัวเลขทั้งสองควรปรากฏเป็นการรับประกันประสิทธิภาพในสัญญาจัดหา ไม่ใช่แค่ในแผ่นข้อมูลเท่านั้น

ประการที่สอง ต้องมี ข้อกำหนดการรับประกัน RTE พร้อมกำหนดการย่อยสลายที่เผยแพร่โดยระบุ RTE ขั้นต่ำที่รับประกันตามจำนวนรอบที่กำหนดและเหตุการณ์สำคัญปีปฏิทินตลอดอายุการใช้งานที่รับประกัน การรับประกันเบื้องต้นแบบง่ายๆ ไม่ได้ให้การป้องกันการลดลงของ RTE ก่อนกำหนดในปีที่ 8-15

ประการที่สาม คำขอ ผลการทดสอบอิสระจากห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรอง — TÜV Rheinland, UL Solutions หรือเทียบเท่า — ใช้วิธีการวัดประสิทธิภาพแบบไปกลับ IEC 62933-2 ข้อมูลการทดสอบการยอมรับของโรงงานเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอสำหรับการตรวจสอบสถานะทางเทคนิคของผู้ให้กู้โครงการ

ประการที่สี่ ได้แก่ ประสิทธิภาพการชำระบัญชีความเสียหาย ในสัญญาการจัดหา: การเยียวยาตามสัญญา — โดยทั่วไปจะมีการหักราคา 0.5–1% ของมูลค่าสัญญาต่อ 1% ที่ RTE ขาดซึ่งต่ำกว่าค่าขั้นต่ำที่รับประกัน — หาก RTE ที่วัดได้ไม่เป็นไปตามการรับประกันที่การทดสอบการยอมรับของโรงงานหรือการทดสอบการใช้งานที่ไซต์งาน ข้อกำหนดทั้งสี่นี้ไม่มีค่าใช้จ่ายใด ๆ ในการระบุและปกป้องโครงการจากรูปแบบทั่วไปของการขาดประสิทธิภาพ BESS ที่พบในระหว่างการตรวจสอบสถานะทางการเงินของโครงการ