Magazyn energii lekiem na wysokie ceny prądu

2022 rok urzeczywistnił 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.

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.

Magazynować i oszczędzać

We wrześniu 2021 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 48kW i pojemności 192kWh 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, szaf bateryjnych, a te są monitorowane przez specjalnie zaprojektowane oprogramowanie. Dodatkowo wszystko zabezpiecza system ochrony przeciwpożarowej umieszczony wewnątrz. Magazyn na Kampusie Grupy Technologicznej mieści się
w 20-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 zapewniając wysoką wydajność i długą żywotność nawet do 4000 cykli (11 lat). 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 Technoliczna ASE płaci najmniej za prąd pobrany z sieci. Ładowanie magazynu trwa do około 7.00. 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 tańsza. 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.

Jakość energii i eliminacja dodatkowych kosztów

Moduł zarządzania energią XINUS jest flagowym produktem Elmech-ASE, który został wybrany
za najlepszy produkt targów energetyki i elektrotechniki ENERGETAB 2019. Od tamtej pory moduł był udoskonalany, a w ciągu ostatniego roku 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 bywa niezbędna do 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 istotnym dla sieci wewnętrznej firmy, XINUS kompensuje wyższe harmoniczne, które pogarszają jakość energii, a odbija się to na żywotności odbiorników. Dzięki kompensacji wyższych harmonicznych urządzenia odbiorcze będą działały dłużej.

Inteligentna 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.

Efekty

W miesiącach od stycznia do kwietnia inteligentne zarządzanie energią przy użyciu magazynu energii zmniejszyło koszt zakupu energii o 34 tys. zł w stosunku do tego jaki byłby koszt jej zakupu bez magazynowania. Na Kampusie Grupy Technologicznej ASE nie wprowadzono innych technologii mających na celu redukcję zużycia energii. 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 4 tys. zł. Dodatkową zaletą jest fakt, iż ani jeden kW energii nie został oddany do sieci. Dzięki temu przedsiębiorstwo ominęło koszt magazynowania energii w sieci i straty z tego wynikającej. 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 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.