Hiệu suất khứ hồi (RTE) là một trong những thông số kỹ thuật có tác động thương mại nhất trong việc mua sắm bộ lưu trữ năng lượng bằng pin - và là một trong những thông số thường xuyên bị trích dẫn sai nhất. Một điểm phần trăm chênh lệch RTE giữa các hệ thống BESS cạnh tranh có thể chuyển thành chênh lệch doanh thu hàng chục nghìn đô la trong vòng đời dự án 20 năm. Tuy nhiên, các tài liệu mua sắm thường xuyên chấp nhận con số được báo giá của nhà cung cấp mà không làm rõ liệu nó được đo từ AC-to-AC hay DC-to-DC, ở nhiệt độ nào và ở độ sâu xả nào. Bài viết này giải thích ý nghĩa của RTE, cách đọc bảng dữ liệu của nhà cung cấp và những gì Econo Solar khuyến nghị các EPC và nhà phát triển yêu cầu từ nhà cung cấp trước khi ký hợp đồng cung cấp.
Hiệu quả của chuyến đi khứ hồi là gì?
Hiệu suất khứ hồi đo tỷ lệ năng lượng được phục hồi từ BESS trong quá trình phóng điện so với năng lượng được cung cấp cho nó trong quá trình sạc. Công thức là trực tiếp: RTE (%) = (Năng lượng tiêu hao khi phóng điện, kWh) ÷ (Năng lượng nạp vào khi sạc, kWh) × 100. Một hệ thống được đánh giá ở mức 90% RTE sẽ mất 10% lượng kWh được luân chuyển dưới dạng nhiệt, được phân bổ trên cả hai lượt sạc và xả. Trong vòng đời dự án gồm 6.000 chu kỳ được đảm bảo, những tổn thất đó sẽ cộng lại thành một lượng năng lượng rất đáng kể và doanh thu bị mất.
Không giống như số liệu hiệu suất cấp tế bào được báo cáo trong bảng dữ liệu phòng thí nghiệm, hiệu suất khứ hồi trong thế giới thực ghi lại mọi giai đoạn của chuỗi chuyển đổi năng lượng: tổn thất điện hóa trong tế bào pin, tải ký sinh từ hệ thống quản lý pin (BMS) và hệ thống quản lý nhiệt, cũng như tổn thất chuyển đổi hai chiều của hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS) kết nối mô-đun pin với lưới điện xoay chiều. Sự khác biệt giữa số liệu trong phòng thí nghiệm sạch và số liệu đo được tại hiện trường có thể có ý nghĩa - đặc biệt là ở nhiệt độ môi trường thấp hoặc tỷ lệ C cao - khiến cho thông số kỹ thuật chính xác ở giai đoạn mua sắm trở nên cần thiết.
Hiệu suất chuyến đi khứ hồi DC so với hiệu suất chuyến đi khứ hồi AC
Sự khác biệt quan trọng nhất trong thông số kỹ thuật hiệu quả BESS là giữa DC-DC RTE và AC-AC RTE. DC-DC RTE chỉ đo hiệu suất ở ranh giới tế bào hoặc mô-đun pin — nó không bao gồm tổn thất chuyển đổi của hệ thống chuyển đổi nguồn. AC-AC RTE ghi lại quá trình chuyển đổi năng lượng hoàn chỉnh từ đầu vào lưới điện xoay chiều sang đầu ra lưới điện xoay chiều và là con số quan trọng đối với các mô hình hiệu suất dự án, dự báo doanh thu năng lượng và tính toán đảm bảo hiệu suất. Hầu hết các nhà cung cấp đều dẫn đầu với DC-DC RTE trong tài liệu tiếp thị vì nó cao hơn về mặt số lượng. Luôn yêu cầu AC-AC RTE một cách rõ ràng.
Phân tích tổn thất điển hình của LFP BESS hiện đại minh họa lý do tại sao hai con số này khác nhau: tổn thất điện hóa của pin chiếm khoảng 1–2% mỗi chu kỳ; Tải BMS và hệ thống phụ trợ đóng góp khoảng 0,5%; và PCS hai chiều đóng góp 3–4% tổn thất trên cả hai hướng của dòng năng lượng cộng lại. Việc tổng hợp các thành phần này giải thích tại sao một hệ thống có hiệu suất DC cấp ô mạnh vẫn sẽ đạt mức 90–93% ở ranh giới hệ thống AC-AC. Khi yêu cầu dữ liệu RTE từ nhà cung cấp, hãy chỉ định các điều kiện đo: nhiệt độ môi trường (tiêu chuẩn 25°C), cửa sổ vận hành SOC (thường là 10%–90% đối với LFP) và tốc độ C (0,5C đối với hầu hết các hệ thống thương mại).
So sánh hiệu quả chuyến đi khứ hồi BESS
Bảng dưới đây so sánh số liệu về hiệu quả chuyến đi khứ hồi AC-AC được công bố của các hệ thống BESS thương mại hàng đầu, bao gồm các nền tảng C&I và quy mô tiện ích của Sungrow. Hiệu suất thay đổi tùy theo nhiệt độ và cấu hình hoạt động; số liệu cần được xác minh với nhà cung cấp về các điều kiện dự án cụ thể của bạn.
| Hệ thống | AC-AC RTE | Hóa học | Chu kỳ bảo hành | công suất |
|---|---|---|---|---|
| Sungrow ST2752UX-US | ≥93,0% | LFP | 6.000 @ 80% DoD | 2,76 MWh |
| Sungrow MBL160 (C&I) | ≥90,0% | LFP | 6.000 @ 80% DoD | 160 kWh |
| Sungrow MGL060 (C&I) | ≥90,0% | LFP | 6.000 @ 80% DoD | 60 kWh |
| CATL EnerC (tiện ích) | ~90–92% | LFP | 6,000 | khác nhau |
| Hộp pin BYD Prem. | ~90% | LFP | 6,000 | khác nhau |
Số liệu đã công bố; xác minh với nhà cung cấp về cấu hình và phạm vi nhiệt độ cụ thể của bạn.
RTE ảnh hưởng đến ROI của dự án như thế nào
Hãy xem xét BESS 1 MWh được quay vòng một lần mỗi ngày trong thời gian hoạt động 20 năm - một cấu hình tiêu chuẩn cho các ứng dụng kinh doanh chênh lệch giá C&I quy mô tiện ích và quy mô lớn. Tại 93% AC-AC RTE, 930 kWh được cung cấp cho mỗi 1.000 kWh được sạc; tổn thất năng lượng hàng ngày là 70 kWh, tương đương 25,55 MWh mỗi năm. Tại 90% RTE, tổn thất hàng ngày tăng lên 100 kWh, tương đương 36,5 MWh mỗi năm. Chênh lệch 3% RTE gây ra tổn thất năng lượng bổ sung khoảng 10,95 MWh mỗi năm trên mỗi MWh công suất BESS lắp đặt.
Trong hơn 20 năm - và trước khi tính đến sự suy giảm RTE lũy tiến do lão hóa - khoảng cách đó tích lũy lên khoảng 219 MWh năng lượng trên mỗi MWh lưu trữ. Với giá trị điện năng hoặc giá chênh lệch giá là 100 USD/MWh, chênh lệch doanh thu trong 20 năm giữa hệ thống 90% và hệ thống 93% là xấp xỉ 21.900 USD cho mỗi MWh công suất lắp đặt. Đối với một dự án quy mô tiện ích 50 MWh, doanh thu năng lượng là hơn 1 triệu USD. Trong các cuộc đấu thầu lưu trữ cạnh tranh trong đó chi phí lưu trữ bình quân (LCOS) là thước đo quyết định, RTE là một trong những thông số đặc điểm kỹ thuật có đòn bẩy cao nhất mà nhà phát triển có thể tối ưu hóa ở giai đoạn mua sắm.
Các yếu tố làm giảm RTE trong thế giới thực
Bốn yếu tố vận hành thường xuyên khiến RTE hiện trường giảm xuống dưới con số định mức của nhà sản xuất ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn. Nhiệt độ có tác động lớn nhất: Hóa học LFP thể hiện hiệu suất khứ hồi thấp hơn khoảng 2–3% ở 0°C so với 25°C, vì độ linh động của lithium-ion giảm ở nhiệt độ thấp làm tăng điện trở trong và tăng tổn thất nhiệt do điện trở. Các dự án ở vùng khí hậu lạnh - Trung Á, Bắc Âu, các địa điểm sa mạc ở độ cao - phải lập mô hình RTE được điều chỉnh theo nhiệt độ trong dự báo sản lượng năng lượng của họ.
Độ sâu xả (DoD) là yếu tố phụ. Đạp xe tới 100% DoD thay vì cửa sổ DoD 80% tiêu chuẩn sẽ tăng nhẹ tốc độ C trung bình và tạo ra nhiều nhiệt hơn trên mỗi chu kỳ, làm giảm RTE hiệu quả. Hầu hết các nhà sản xuất LFP thương mại chỉ định RTE ở mức 80% DoD (10%–90% SOC) để phản ánh thông lệ vận hành điển hình; hãy thận trọng với các đối thủ cạnh tranh trích dẫn RTE ở các cửa sổ SOC hẹp hơn, đẹp mắt hơn.
Tình trạng sức khỏe (SoH) giảm dần theo số chu kỳ và lão hóa lịch, tăng dần sức cản bên trong và giảm RTE. Hợp đồng mua sắm phải nêu rõ cả RTE được đảm bảo ban đầu và mức suy giảm RTE tối đa được phép tại các mốc đếm chu kỳ quan trọng trong thời gian bảo hành. Cuối cùng, tỷ lệ C vấn đề: các hệ thống được gửi đi ở nhiệt độ 1C trở lên để điều chỉnh tần số phản hồi nhanh sẽ có RTE hiệu quả thấp hơn so với các hệ thống có chu kỳ chênh lệch 0,5C chậm hơn, vì mật độ dòng điện cao hơn sẽ làm tăng tổn thất ohm trên mỗi đơn vị năng lượng được tuần hoàn.
Yêu cầu gì từ nhà cung cấp
Econo Solar khuyến nghị đưa bốn yêu cầu RTE bắt buộc vào mọi thông số kỹ thuật mua sắm BESS hoặc yêu cầu đề xuất. Đầu tiên, yêu cầu một đảm bảo AC-AC RTE tối thiểu ở 25°C và ở nhiệt độ môi trường xung quanh trung bình dự kiến - cả hai số liệu phải xuất hiện dưới dạng đảm bảo hiệu suất trong hợp đồng cung cấp, không chỉ trong biểu dữ liệu.
Thứ hai, yêu cầu một Điều khoản bảo hành RTE với lịch trình xuống cấp được công bố, chỉ định RTE được bảo hành tối thiểu tại các mốc số chu kỳ và năm dương lịch được xác định trong suốt thời gian hoạt động được bảo hành. Một bảo đảm ban đầu đơn giản không có tác dụng bảo vệ chống lại sự suy giảm RTE sớm trong các năm 8–15.
Thứ ba, yêu cầu kết quả kiểm tra độc lập từ một phòng thí nghiệm được công nhận — TÜV Rheinland, UL Solutions, hoặc tương đương — sử dụng phương pháp đo lường hiệu suất khứ hồi IEC 62933-2. Chỉ riêng dữ liệu thử nghiệm chấp nhận của nhà máy là không đủ để bên cho vay thẩm định kỹ thuật dự án.
Thứ tư, bao gồm thiệt hại thanh lý hiệu suất trong hợp đồng cung cấp: một biện pháp khắc phục được xác định theo hợp đồng — thường là khấu trừ giá 0,5–1% giá trị hợp đồng cho mỗi 1% RTE thiếu hụt dưới mức tối thiểu được đảm bảo — nếu RTE đo được không đáp ứng được bảo đảm khi thử nghiệm nghiệm thu tại nhà máy hoặc vận hành thử tại chỗ. Bốn yêu cầu này không tốn kém gì để xác định và bảo vệ dự án khỏi dạng thiếu hụt hiệu suất BESS phổ biến nhất được xác định trong quá trình thẩm định tài chính dự án.