Điện khí hóa đội tàu tạo ra một trong những trường hợp thương mại hấp dẫn nhất cho việc lưu trữ pin và năng lượng mặt trời tại chỗ. Một kho sạc cho 50 xe tải điện qua đêm có thể dễ dàng bổ sung thêm 500–1.000 kW nhu cầu điện mới - một tải trọng mà nếu không giảm thiểu sẽ gây ra việc nâng cấp phí nhu cầu tiện ích và phí công suất đắt đỏ. Hệ thống năng lượng mặt trời + BESS được thiết kế tốt có thể giảm bớt mức giảm nhu cầu này, giúp tiết kiệm chi phí năng lượng và giảm đáng kể lượng khí thải carbon của đội tàu.
Thử thách sạc kho của đội xe EV
Việc sạc tại kho của đội tàu tạo ra những thách thức về năng lượng cụ thể khác với năng lượng mặt trời thương mại thông thường:
- Sạc qua đêm tập trung: hầu hết các đội tàu đều tính phí từ 22:00–06:00, khi năng lượng mặt trời bằng 0 - cần có nguồn lưu trữ hoặc nguồn điện lưới
- Nhu cầu cao điểm: sạc đồng thời nhiều phương tiện tạo ra nhu cầu cao điểm; về mặt lý thuyết, một nhóm bộ sạc 20 × 150 kW sẽ tiêu thụ 3 MW nếu tất cả đều được sạc đồng thời
- Rủi ro về phí nhu cầu: giá điện thương mại thường bao gồm phí nhu cầu 10–30 USD/kW/tháng; nhu cầu tăng đột biến 3 MW sẽ làm tăng thêm chi phí 30.000–90.000 USD/tháng
- Hạn chế về công suất lưới: các tiện ích có thể yêu cầu nâng cấp lưới điện tốn kém ($500K–5M+) để cung cấp cho các kho chứa đội xe có nhu cầu cao; Việc tạo và lưu trữ tại chỗ có thể trì hoãn hoặc tránh được chi phí này
Sạc thông minh là tuyến phòng thủ đầu tiên
Trước khi định cỡ năng lượng mặt trời hoặc BESS, hãy triển khai tính năng sạc thông minh để giảm mức tăng đột biến của nhu cầu thô:
- Quản lý sạc: hệ thống quản lý sạc đội xe (FMS) sắp xếp xen kẽ thời gian bắt đầu sạc để tránh các mức cao điểm đồng thời - 20 phương tiện sạc ở mức trung bình 75 kW so với mức cao điểm đồng thời là 3 MW
- Hệ thống quản lý năng lượng kho (EMS): phối hợp các bộ sạc với năng lượng mặt trời và BESS tại chỗ để giảm thiểu nhu cầu cao điểm của lưới điện
- V2G (xe nối lưới): nếu có, pin EV có thể xả trở lại tòa nhà trong thời gian có nhu cầu cao nhất - mỗi xe tải có công suất sử dụng 300 kWh sẽ trở thành BESS tạm thời
Chỉ riêng sạc thông minh có thể giảm nhu cầu cao điểm từ 40–60%. BESS sau đó sẽ xử lý mức cầu dư thừa cao nhất; năng lượng mặt trời làm giảm tổng năng lượng nhập khẩu từ lưới điện.
Kích thước năng lượng mặt trời cho kho đội tàu
Năng lượng mặt trời của kho hàng phải có kích thước để bù đắp lượng nhập khẩu vào lưới vào ban ngày, không để cấp nguồn trực tiếp cho việc sạc qua đêm:
- Phụ tải xây dựng ban ngày (văn phòng, nhà kho, hệ thống chiếu sáng, điều hòa): kích thước năng lượng mặt trời để đáp ứng 80–100% phụ tải này
- BESS sạc từ năng lượng mặt trời trong ngày; BESS phóng điện vào thời điểm cao điểm sạc buổi tối
- Năng lượng mặt trời không cung cấp năng lượng trực tiếp cho việc sạc qua đêm - mà xuất phát từ nguồn xả BESS + lưới điện
Kích thước năng lượng mặt trời trong kho điển hình: 20–50% tổng nhu cầu năng lượng sạc hàng năm. Ví dụ: tổng kho 50 xe tiêu thụ 3.000 MWh/năm → 600–1.500 MWh/năm từ năng lượng mặt trời → hệ thống năng lượng mặt trời 400–1.000 kWp tùy vị trí.
Định cỡ BESS để quản lý nhu cầu
BESS phải có kích thước phù hợp để san bằng mức cao nhất về nhu cầu sạc vào buổi tối:
| quy mô đội tàu | Nhu cầu sạc (được quản lý) | Mục tiêu nhu cầu (lưới) | yêu cầu BESS |
|---|---|---|---|
| 10 xe tải EV | 300 kW đỉnh, 4 giờ | 150 kW | 600 kWh / 150 kW |
| 25 xe tải EV | 750 kW đỉnh, 5 giờ | 300 kW | 2.250 kWh/450 kW |
| 50 xe tải EV | 1.500 kW đỉnh, 6 giờ | 500 kW | 6.000 kWh/1.000 kW |
| 100 xe tải EV | 3.000 kW đỉnh, 6 giờ | 800 kW | 13.200 kWh/2.200 kW |
của Sungrow ST255CS-2H BESS làm mát bằng chất lỏng (255 kWh mỗi đơn vị) dễ dàng cân chỉnh cho các ứng dụng tổng kho của đội xe, với công suất lên tới 5 MW/10 MWh cho mỗi lần lắp đặt trong container. EMS tích hợp phối hợp với hệ thống quản lý tính phí của kho thông qua Modbus/BACnet.
Mô hình tài chính: ví dụ về kho chứa 50 xe tải
- Đội xe: 50 xe tải điện, 200 kWh sử dụng được trên mỗi xe tải, mức sử dụng 80% = nhu cầu sạc 8.000 kWh/ngày
- Không có năng lượng mặt trời/BESS: nhu cầu cao nhất của lưới điện tiện ích là 2 MW → phí nhu cầu ~ 40.000 USD/tháng
- Với 800 kWp năng lượng mặt trời + 3 MWh BESS: đỉnh lưới giảm xuống 500 kW → phí nhu cầu ~$10.000/tháng
- Tiết kiệm chi phí năng lượng: 2.400 kWh/ngày từ năng lượng mặt trời ở mức 0,12 USD/kWh = 104.000 USD/năm
- Tiết kiệm phí nhu cầu: 30.000 USD/tháng × 12 = 360.000 USD/năm
- Tổng số tiền tiết kiệm hàng năm: ~$460.000/năm
- Chi phí hệ thống (800 kWp năng lượng mặt trời + 3 MWh BESS được lắp đặt): ~ 2,5 triệu USD
- Hoàn vốn đơn giản: ~5,4 năm; IRR ~18%