การใช้พลังงานไฟฟ้าของกลุ่มยานพาหนะทำให้เกิดกรณีเชิงพาณิชย์ที่น่าสนใจที่สุดประการหนึ่งสำหรับการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ในสถานที่ คลังที่ชาร์จรถบรรทุกไฟฟ้า 50 คันข้ามคืนสามารถเพิ่มความต้องการไฟฟ้าใหม่ได้ 500–1,000 กิโลวัตต์ ซึ่งเป็นภาระที่ทำให้เกิดการอัปเกรดค่าความต้องการสาธารณูปโภคและค่าธรรมเนียมความจุที่มีราคาแพง โดยไม่มีการบรรเทาผลกระทบ ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ + BESS ที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีช่วยลดความต้องการดังกล่าว ช่วยประหยัดต้นทุนด้านพลังงาน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนของกองยานพาหนะได้อย่างมาก
ความท้าทายในการชาร์จคลังเก็บยานพาหนะ EV
การชาร์จสถานีขนส่งยานพาหนะสร้างความท้าทายด้านพลังงานเฉพาะที่แตกต่างจากพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ทั่วไป:
- การชาร์จข้ามคืนแบบเข้มข้น: กองยานพาหนะส่วนใหญ่ชาร์จเวลา 22:00–06:00 น. เมื่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เป็นศูนย์ - จำเป็นต้องมีการจัดเก็บหรือพลังงานกริด
- ความต้องการสูงสุดสูง: การชาร์จรถยนต์หลายคันพร้อมกันทำให้เกิดความต้องการสูงสุดอย่างรวดเร็ว กองเครื่องชาร์จขนาด 20 × 150 kW ในทางทฤษฎีจะดึงพลังงานได้ 3 MW หากชาร์จทั้งหมดพร้อมกัน
- การเปิดเผยค่าธรรมเนียมความต้องการ: อัตราค่าไฟฟ้าเชิงพาณิชย์มักจะรวมค่าอุปสงค์ไว้ที่ 10–30 ดอลลาร์/กิโลวัตต์/เดือน ความต้องการที่เพิ่มขึ้น 3 เมกะวัตต์จะเพิ่มค่าใช้จ่าย 30,000–90,000 ดอลลาร์ต่อเดือน
- ข้อจำกัดความจุของกริด: สาธารณูปโภคอาจต้องมีการอัพเกรดโครงข่ายราคาแพง ($500K–5M+) เพื่อจัดหาคลังเก็บยานพาหนะที่มีความต้องการสูง การสร้างและการจัดเก็บข้อมูลในสถานที่สามารถเลื่อนหรือหลีกเลี่ยงต้นทุนนี้ได้
การชาร์จอัจฉริยะเป็นปราการด่านแรก
ก่อนที่จะปรับขนาดพลังงานแสงอาทิตย์หรือ BESS ให้ใช้การชาร์จอัจฉริยะเพื่อลดความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว:
- การชาร์จที่มีการจัดการ: ระบบจัดการการชาร์จฟลีท (FMS) สับเปลี่ยนเวลาเริ่มต้นการชาร์จเพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จสูงสุดพร้อมกัน — ยานพาหนะ 20 คันชาร์จที่ค่าเฉลี่ย 75 kW เทียบกับการชาร์จสูงสุดพร้อมกัน 3 MW
- ระบบการจัดการพลังงานคลัง (EMS): ประสานเครื่องชาร์จกับพลังงานแสงอาทิตย์ในสถานที่และ BESS เพื่อลดความต้องการใช้กริดไฟฟ้าสูงสุด
- V2G (ยานพาหนะสู่กริด): หากมี แบตเตอรี่ EV สามารถคายประจุกลับไปยังอาคารได้ในช่วงที่มีความต้องการใช้งานสูงสุด รถบรรทุกแต่ละคันที่ใช้งานได้ 300 kWh จะกลายเป็น BESS ชั่วคราว
การชาร์จอัจฉริยะเพียงอย่างเดียวสามารถลดความต้องการสูงสุดลงได้ 40–60% จากนั้น BESS จะจัดการกับความต้องการคงเหลือสูงสุด พลังงานแสงอาทิตย์จะช่วยลดพลังงานทั้งหมดที่นำเข้าจากกริด
ขนาดพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับคลังยานพาหนะ
คลังเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ของกองเรือควรมีขนาดเพื่อชดเชยการนำเข้ากริดในเวลากลางวัน ไม่ใช่เพื่อจ่ายไฟให้กับการชาร์จข้ามคืนโดยตรง:
- ปริมาณงานในอาคารในเวลากลางวัน (สำนักงาน คลังสินค้า ไฟส่องสว่าง เครื่องปรับอากาศ): ขนาดพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้ครอบคลุม 80–100% ของปริมาณงานเหล่านี้
- BESS เรียกเก็บเงินจากแสงอาทิตย์ในระหว่างวัน BESS ปล่อยออกมาในช่วงที่มีการชาร์จสูงสุดในช่วงเย็น
- พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ได้จ่ายไฟให้กับการชาร์จข้ามคืนโดยตรง ซึ่งมาจากการปล่อยประจุ + กริดของ BESS
ขนาดพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไปของคลังเก็บ: 20–50% ของความต้องการพลังงานการชาร์จทั้งหมดต่อปี ตัวอย่าง: คลังรถบรรทุก 50 คันใช้พลังงาน 3,000 MWh/ปี → 600–1,500 MWh/ปีจากพลังงานแสงอาทิตย์ → 400–1,000 kWp ระบบสุริยะ ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง
ขนาด BESS สำหรับการจัดการความต้องการ
BESS จะต้องมีขนาดเพื่อทำให้ความต้องการการชาร์จในช่วงเย็นมีระดับสูงสุด:
| ขนาดกองเรือ | ความต้องการในการชาร์จ (มีการจัดการ) | เป้าหมายอุปสงค์ (ตาราง) | ต้องมีเบสส์ |
|---|---|---|---|
| รถบรรทุกไฟฟ้า 10 คัน | กำลังสูงสุด 300 กิโลวัตต์ 4 ชม | 150 กิโลวัตต์ | 600 กิโลวัตต์ชั่วโมง / 150 กิโลวัตต์ |
| รถบรรทุกไฟฟ้า 25 คัน | กำลังสูงสุด 750 กิโลวัตต์ 5 ชม | 300 กิโลวัตต์ | 2,250 กิโลวัตต์ชั่วโมง / 450 กิโลวัตต์ |
| รถบรรทุกไฟฟ้า 50 คัน | กำลังสูงสุด 1,500 กิโลวัตต์ 6 ชม | 500 กิโลวัตต์ | 6,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง / 1,000 กิโลวัตต์ |
| รถบรรทุก EV 100 คัน | สูงสุด 3,000 กิโลวัตต์ 6 ชม | 800 กิโลวัตต์ | 13,200 กิโลวัตต์ชั่วโมง / 2,200 กิโลวัตต์ |
Sungrow ST255CS-2H BESS ระบายความร้อนด้วยของเหลว (255 kWh ต่อหน่วย) ปรับขนาดได้ง่ายสำหรับการใช้งานคลังยานพาหนะ โดยมีกำลังสูงสุด 5 MW/10 MWh ต่อการติดตั้งในตู้คอนเทนเนอร์ พิกัด EMS แบบบูรณาการกับระบบจัดการการชาร์จของคลังผ่าน Modbus/BACnet
แบบจำลองทางการเงิน: ตัวอย่างคลังรถบรรทุก 50 คัน
- กลุ่มยานพาหนะ: รถบรรทุกไฟฟ้า 50 คัน ใช้งานได้ 200 kWh ต่อรถบรรทุก การใช้งาน 80% = ความต้องการในการชาร์จ 8,000 kWh/วัน
- หากไม่มีพลังงานแสงอาทิตย์/BESS: ความต้องการกริดสาธารณูปโภคสูงสุด 2 MW → ค่าใช้จ่ายความต้องการ ~$40,000/เดือน
- ด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 800 kWp + 3 MWh BESS: จุดสูงสุดของกริดลดลงเหลือ 500 kW → ค่าธรรมเนียมอุปสงค์ ~$10,000/เดือน
- ประหยัดต้นทุนพลังงาน: 2,400 kWh/วัน จากพลังงานแสงอาทิตย์ที่ 0.12 USD/kWh = 104,000 USD/ปี
- ประหยัดค่าใช้จ่ายความต้องการ: 30,000 เหรียญสหรัฐฯ/เดือน × 12 = 360,000 เหรียญสหรัฐฯ/ปี
- ประหยัดเงินรายปีทั้งหมด: ~$460,000/ปี
- ต้นทุนระบบ (ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ 800 kWp + 3 MWh BESS): ~$2.5M
- คืนทุนง่าย: ~ 5.4 ปี; ผลตอบแทน ~18%