Промислова СЕС із накопичувачем: скільки насправді дає гібрид
Промислова СЕС на даху виробництва віддає максимум опівдні, а завод споживає рівномірно з 8 до 18 і має вечірній хвіст. Через цей розрив від 30 до 60 % виробленої енергії йде в мережу за ціною, значно нижчою за ту, за якою ви купуєте. Накопичувач закриває саме цей розрив.
Ключові параметри
Куди дівається половина виробітку
Візьмемо конкретний приклад: дах виробництва, 500 кВт панелей, річний виробіток близько 550 000 кВт·год для центральної України. Здається, що це просто мінус 550 000 кВт·год із рахунку. На практиці — ні.
У липні о 12:00 СЕС видає 420 кВт, а цех споживає 260. Різниця 160 кВт іде в мережу. Увечері о 19:00 СЕС дає 40 кВт, цех споживає 300 — купуємо 260 кВт із мережі за повним тарифом. У вихідні виробництво стоїть, а сонце світить так само.
| Профіль об'єкта | Власне споживання СЕС без BESS | Що втрачається |
|---|---|---|
| Тризмінне виробництво, 7 днів | 70–85 % | невеликий надлишок улітку |
| Одна зміна, 5 днів | 40–55 % | вечір, ніч і всі вихідні |
| Склад, офіс, торгівля | 50–65 % | вечірній пік і зимові ранки |
| Агро, сезонне навантаження | 25–45 % | увесь міжсезонний виробіток |
Різниця між тим, за скільки ви віддаєте надлишок, і тим, за скільки купуєте ввечері, — це і є економічний сенс накопичувача при СЕС. Він не виробляє енергію; він переносить її на кілька годин уперед, і кожна перенесена кіловат-година коштує різницю між цими двома цінами.
Скільки ємності треба на кіловат панелей
Робоче правило: 1 кВт·год накопичувача на кожні 1,5–2,5 кВт встановленої СЕС. Для 500 кВт панелей це 200–330 кВт·год. Але у правила є умова, про яку зазвичай мовчать: воно передбачає, що СЕС приблизно відповідає власному споживанню об'єкта. Якщо дах більший за потребу — а на одну зміну це майже завжди так — та сама пропорція підніме самоспоживання лише на 10–15 відсоткових пунктів, бо за добу батарея фізично приймає не більше своєї корисної ємності. Перевірте це на калькуляторі нижче: він рахує саме так.
Саме тому ємність підбирають не під потужність СЕС, а під обсяг щоденного надлишку. Порахувати його можна так:
- Взяти виробіток СЕС по годинах за типовий сонячний день (дає проєктувальник СЕС або PVsyst).
- Накласти реальний профіль споживання по годинах з аналізатора на ЩТП.
- Просумувати години, де виробіток більший за споживання — це денний надлишок у кВт·год.
- Просумувати вечірнє й нічне споживання до наступного сходу — це те, куди надлишок можна витратити.
- Ємність = менше з двох чисел, помножене на 1,15 (запас на робочий діапазон SOC 10–90 %).
Типова помилка — брати ємність за максимальним літнім надлишком. Улітку надлишок найбільший, але саме влітку він і найменш цінний: тарифна різниця менша, а батарея простоюватиме взимку. Розумніше цілитися в надлишок міжсезоння: система працюватиме більше днів на рік.
Потужність перетворювача при цьому обирають окремо — під вечірній пік споживання, а не під ємність. Для наведеного прикладу це приблизно 250–300 кВт при ємності 250 кВт·год, тобто C-rate близько 1С.
AC-схема чи DC-схема
Дві архітектури підключення накопичувача до СЕС. Обирають за тим, будується СЕС із нуля чи вже працює.
| AC-coupled | DC-coupled | |
|---|---|---|
| Як з'єднані | СЕС і BESS мають кожен свій інвертор, зустрічаються на 0,4 кВ | панелі та батарея на спільній шині постійного струму, один гібридний інвертор |
| ККД циклу | нижчий на 2–4 %: подвійне перетворення | вищий, заряд без переходу в AC |
| Готова СЕС | підходить, нічого не переробляють | потрібна заміна інверторів |
| Масштабування | просте, додається окремим блоком | обмежене вікном напруги інвертора |
| Робота в острові | потрібен grid-forming інвертор BESS | реалізується простіше |
| Типове застосування | дообладнання наявної СЕС | нове будівництво СЕС+BESS одним проєктом |
Практично: якщо СЕС уже працює — це майже завжди AC-схема, і сперечатися нема про що. Якщо СЕС і накопичувач проєктуються разом і об'єкт має переходити в острівний режим — варто порахувати обидва варіанти, різниця в ККД на довгій дистанції помітна.
Окремо: острівний режим вимагає grid-forming інвертора, який сам тримає частоту й напругу. Звичайний мережевий інвертор СЕС при зникненні мережі просто вимикається — це вимога захисту від острівного режиму, а не несправність.
Як змінюється економіка
Порівняння на тому самому об'єкті: 500 кВт СЕС, одна зміна, п'ять днів на тиждень.
| Тільки СЕС | + 250 кВт·год | + 500 кВт·год | + 1000 кВт·год | |
|---|---|---|---|---|
| Річний виробіток | ~550 000 кВт·год | |||
| Використано на об'єкті | ~47 % | ~57 % | ~67 % | ~88 % |
| Віддано в мережу | ~292 000 кВт·год | ~236 000 | ~180 000 | ~68 000 |
| Ємність на 1 кВт СЕС | — | 0,5 кВт·год | 1,0 кВт·год | 2,0 кВт·год |
| Що додається | — | зрізання вечірнього піку, резерв на аварію | ||
Таблиця показує те, чого не видно в рекламних матеріалах: самоспоживання 85–95 % на такому даху коштує батареї вчетверо більшої за «правило великого пальця». Кожні наступні 10 відсоткових пунктів даються дорожче за попередні, бо батарея все частіше стоїть недозаряджена. Тому оптимум майже ніколи не там, де максимум самоспоживання, — він там, де гранична вартість кіловат-години ємності зрівнюється з граничною економією.
Важливий нюанс, який варто сказати прямо: накопичувач майже завжди окупається повільніше за саму СЕС. Панелі — найдешевший спосіб отримати кіловат-годину, батарея — спосіб зробити цю кіловат-годину доступною тоді, коли вона потрібна. Разом вони дають вищу сумарну економію, але гірший показник окупності, ніж СЕС окремо. Якщо постачальник обіцяє, що батарея окупиться швидше за панелі, — варто перепитати, за рахунок чого.
Другий контур вигоди, який у таблицю не вписати: після встановлення накопичувача об'єкт перестає зупинятися при відключеннях. Для виробництва з безперервним циклом це часто важливіше за всю економію на тарифі — див. розбір сценаріїв відключень.
Щоб порахувати ваш конкретний випадок, потрібні три речі: річний виробіток СЕС (або її потужність), профіль споживання по годинах і тариф із зонами. Усе це є в опитувальному листі — заповнення займає близько десяти хвилин.
Скільки СЕС дійде до вашого навантаження
Порівняння того самого даху без накопичувача і з ним. Профіль споживання обирається типовий — точний дає добовий графік з аналізатора.
Розумний діапазон: батарея працює майже щодня.
Виробіток рахується як 1100 кВт·год на кіловат встановленої потужності на рік — середнє для центральної України. Накопичувач за добу може прийняти не більше своєї корисної ємності, тому підказка під повзунком порівнює її саме з денним надлишком, а не з потужністю СЕС. Модель бере один цикл на добу і 280 робочих днів на рік.
Часті запитання
Скільки накопичувача потрібно на промислову СЕС?
Наскільки зростає власне споживання СЕС із накопичувачем?
AC чи DC підключення накопичувача до СЕС?
Чи можна працювати автономно, коли зникає мережа?
Що окупається швидше — СЕС чи накопичувач?
Чи потрібні технічні умови на накопичувач при наявній СЕС?
Скільки служить накопичувач при роботі з СЕС?
Наведені цифри є орієнтовними. Ми постачаємо обладнання та рахуємо конфігурацію; проєктування, монтаж і пусконалагодження за потреби організовуємо через підрядників — окремим кошторисом. Точний розрахунок робимо після аналізу графіка навантаження.