Przemysłowy magazyn energii w praktyce czyli jak zredukować koszt zakupu energii elektrycznej

|

2022 rok przyniósł kolejne wzrosty cen energii elektrycznej obok których firmy nie mogą przejść obojętnie. Owy wzrost znacznie zwiększa stałe koszty funkcjonowania przedsiębiorstwa. Kluczową kwestią w tej sytuacji jest redukowanie kosztów stałych, co za tym idzie również redukowanie kosztów zakupu energii elektrycznej. Z pomocą magazynów energii przedsiębiorcy mogą aktywnie zarządzać energią jednocześnie zmniejszając koszt jej zakupu.

Fot. Elmech-ASE

Fot. Elmech-ASE

ROLA MAGAZYNU ENERGII W PRZEDSIĘBIORSTWIE

Magazyny energii znajdą zastosowanie w przedsiębiorstwach o bardzo zróżnicowanym profilu działalności. Świetnie sprawdzą się w biurowcach i zakładach produkcyjnych zmniejszając zapotrzebowanie na energię z sieci w czasie szczytów taryfowych. Na placach budowy i liniach produkcyjnych pokryją zwiększone zapotrzebowanie na energię. W centrach danych mogą służyć jako zbiorowy UPS, który podtrzyma pracę serwerów podczas przerwy w dostawie prądu. Dodatkowo mogą stanowić źródło zasilania dla szybkich ładowarek samochodów elektrycznych. Wszystkie funkcje magazynów mają istotny wpływ na kondycję finansową przedsiębiorstwa, jego bezpieczeństwo i mogą przyczynić się do zmniejszenia śladu węglowego. Bez wątpienia magazyny energii będą jednym z podstawowych elementów polskiej transformacji energetycznej.

GRUPA ASE JUŻ MAGAZYNUJE I OSZCZĘDZA

We wrześniu 2021 roku na terenie Kampusu Grupy Technologicznej ASE stanął magazyn energii, którego głównym zadaniem jest ograniczenie do minimum zakupu energii elektrycznej z sieci w czasie szczytów taryfowych. Zainstalowany magazyn, o mocy 48 kW i pojemności 192 kWh jest połączony z instalacją fotowoltaiczną i ładowarką samochodową. Wykonawcą całej inwestycji był Elmech-ASE, czyli jedna ze spółek stanowiących część Grupy Technologicznej Automatic System Engineering. Jako, że minęło już kilka miesięcy od jego uruchomienia można pokusić się o pierwsze wnioski i obserwacje.

POLSKA TECHNOLOGIA MAGAZYNOWANIA ENERGII

Magazyn energii Elmech-ASE został zbudowany w oparciu o innowacyjne rozwiązania autorskie i 30-letnie doświadczenie spółki w produkcji urządzeń energoelektronicznych. Produkowany w Pruszczu Gdańskim magazyn składa się z modułu przetwarzania i zarządzania energią XINUS oraz szaf bateryjnych, które są monitorowane przez specjalnie zaprojektowane oprogramowanie. Dodatkowo wszystko zabezpiecza system ochrony przeciwpożarowej umieszczony wewnątrz.

Magazyn na Kampusie Grupy Technologicznej mieści się w 20-to stopowym kontenerze i jest samodzielnym systemem typu „plug&play”, co znaczy, że nie wymaga dodatkowych urządzeń, czy instalacji do poprawnego działania. Szafy bateryjne wyposażone w baterie produkowane w technologii LFP zapewniają wysoką wydajność i długą żywotność. Zakładając, że akumulator wykona 5 cykli tygodniowo, po jednym w każdy dzień roboczy, to po 15-tu latach takiego użytkowania jego pojemność znamionowa spadnie do 80%. Sercem magazynu jest dwukierunkowy inwerter mocy XINUS, który nie tylko zarządza kierunkiem przepływu energii, ale także poprawia jakość energii, z którą pojawiają się coraz większe problemy.

REALNE OGRANICZENIE KOSZTU ZAKUPU ENERGII Z SIECI

Zasadnicze znaczenie dla skali obniżenia kosztów ma funkcja, jaką ma spełniać magazyn i ewentualne połączenie go z instalacjami produkującymi energię z OZE. Przedsiębiorstwo osiągnie największe korzyści, kiedy magazyn będzie zasilany dodatkowo np. instalacją fotowoltaiczną, jak w przypadku tego na Kampusie Grupy Technologicznej ASE.

Cały proces optymalizacji kosztu zakupu energii elektrycznej rozpoczyna się w okolicach godziny 22/23, kiedy zgodnie z taryfą Grupa Technologiczna ASE płaci najmniej za prąd pobrany z sieci. Ładowanie magazynu trwa do około godziny 7:00 rano. Od tego momentu magazyn zaczyna oddawać energię, a stawki jej zakupu z sieci wzrastają, ponieważ rozpoczyna się pierwszy, tzw. przedpołudniowy szczyt taryfowy. W tym momencie do funkcjonowania całego systemu przyłącza się instalacja fotowoltaiczna, która razem z energią zgromadzoną w magazynie zaspokaja większość zapotrzebowania na prąd. Finalnie, realna cena energii elektrycznej jest niższa niż cena taryfowa w godzinach od 7:00 do 23:00. Przebieg wysokości kosztu zakupu energii pokazuje poniższy wykres.

Jak widać zwiększony koszt zakupu energii z sieci ma miejsce w godzinach nocnych, kiedy ta jest najtańsza. W tym czasie magazyn ładuje się. Z kolei w godzinach szczytów taryfowych został zdecydowanie zmniejszony przez energię wyprodukowaną z paneli fotowoltaicznych i oddaną z magazynów energii.

Fot. Elmech-ASE

Fot. Elmech-ASE

JAKOŚĆ ENERGII I ELIMINACJA DODATKOWYCH KOSZTÓW

Moduł zarządzania energią XINUS jest flagowym produktem Elmech-ASE, który został zyskał zaufanie wśród wielu przedsiębiorstw w Polsce. Wciągu ostatniego roku filtr został specjalnie dostosowany do pracy w magazynie energii. Jego rolą jest nie tylko zarządzanie kierunkiem przepływu energii, ale także kompensacja energii biernej i wyższych harmonicznych. Te dwa elementy wpływają: po pierwsze na budżet przedsiębiorcy, a po drugie na żywotność odbiorników w sieci. Energia bierna pojemnościowa lub indukcyjna jest skutkiem ubocznym funkcjonowania niektórych typów urządzeń np. oświetleń LED, systemów klimatyzacji, falowników, napędów itd. Pobór energii biernej wiąże się z dodatkowym kosztem dla przedsiębiorstwa.

XINUS kompensuje jej pobór praktycznie do zera, a z faktury od dostawcy energii eliminuje kolejny koszt. Należy wziąć pod uwagę fakt, że największym poborem energii biernej charakteryzują się duże zakłady przemysłowe. Niekiedy ten koszt stanowi nawet 50% kwoty na fakturze. Co istotne dla sieci wewnętrznej firmy, XINUS kompensuje również wyższe harmoniczne, które pogarszają jakość energii, a odbija się to na żywotności odbiorników. Dzięki kompensacji wyższych harmonicznych urządzenia odbiorcze będą działały dłużej i optymalnie, pracując w warunkach na jakie zostały zaprojektowane.

INTELIGENTNE ZARZĄDZANIE ENERGIĄ

Chcąc generować oszczędności należy inteligentnie zarządzać energią. Umożliwia to oprogramowanie przygotowane we współpracy Elmech-ASE i Squadron, który również jest częścią Grupy Technologicznej ASE. Oprogramowanie pozwala na bieżąco monitorować ilość pobranej energii z sieci oraz wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne. Interfejs pokazuje również stopień naładowania magazynu i moc urządzeń odbiorczych w sieci przedsiębiorstwa. Aplikacja jest dostępna w przeglądarce. Po zalogowaniu na konto można obserwować parametry pracy magazynu zarówno na komputerach stacjonarnych i urządzeniach mobilnych. Dodatkowo monitoring przedstawia wykresy, które są przydatne w analizach parametrów sieci w różnych okresach czasu.
przemyslowy magazyn energii

EFEKTY ZARZĄDZANIA ENERGIĄ PRZY POMOCY MAGAZYNU ENERGII

W miesiącach od października do końca stycznia inteligentne zarządzanie energią przy użyciu magazynu energii zmniejszyło koszt zakupu energii o ok. 14% miesięcznie, a sumując oszczędności na wszystkich polach liczba ta wzrasta do nawet 30% w stosunku do tego jaki byłby koszt jej zakupu bez magazynowania.

W wymienionych miesiącach produkcja energii z fotowoltaiki była znikoma, jednak samo inteligentne zarządzanie energią pobieraną z sieci pozwoliło zmniejszyć koszt zakupu energii z sieci o wspomniane 14%. W miesiącach letnich prognozuje się, że oszczędność wzrośnie nawet do 25% ze względu na produkcję energii z instalacji fotowoltaicznej. Co daje całkowitą roczną prognozę na poziomie ok. 19%.

Dodatkową zaletą jest fakt, iż ani jeden kW energii nie został oddany do sieci. Dzięki temu przedsiębiorstwo wykorzystało w pełni wyprodukowaną przez siebie energię nie ponosząc kosztów magazynowania jej w sieci. Cała inwestycja obejmująca magazyn energii i fotowoltaikę zgodnie z prognozami powinna się zwrócić w okresie 6-7 lat. Jeśli ceny zakupu energii będą rosły, nastąpi to szybciej.

WNIOSKI

Magazyn energii bez wątpienia daje korzyści ekonomiczne, ponieważ zamiast kupowania drogiego prądu w godzinach szczytu taryfowego przedsiębiorstwo kupuje tańszy nocą, kiedy taryfa jest niższa. Dodatkowo efektywność systemu poprawiają panele fotowoltaiczne. Elementem, którego nie można pominąć jest wzrost bezpieczeństwa energetycznego firmy, ponieważ przerwy w dostawie energii nie wpływają na jej pracę. Co ważne, stosując zestaw magazyn energii i OZE przedsiębiorstwo zmniejsza swój ślad węglowy. To doskonałe rozwiązanie dla firm, które dążą w stronę zeroemisyjności. Jak pokazuje przykład Niemiec transformacja energetyczna nie może odbyć się bez magazynów energii. W widoczny sposób wpływają one na optymalizację finansową firmy, a także stanowią dobrą inwestycję w czasach wzrastającej inflacji i cen zakupu energii elektrycznej. Paradoksalnie, im droższa będzie energia, tym szybciej magazyn się zwróci.