8 způsobů, jak baterie AERS šetří peníze ve výrobním provozu

Víceúčelovou baterii testuje firma AERS v továrně společnosti Fenix, která vyrábí elektrické topné panely. AERS zde instaloval 600kWh LiFePO4 baterii s třífázovým měničem o výkonu 700 kW. Co všechno Fenixu tato baterie umožňuje?

Baterie jsou z důvodu redundance zapojené do dvou větví paralelně a celé zařízení je tak velmi robustní. Zvládne poskytovat výkon v řádu stovek kilowatt po dobu několika hodin a v případě potřeby je schopno dodat potřebnou elektřinu během několika milisekund. Lithium-železofosfátová chemie je pak příslibem dlouhé životnosti a bezpečnosti.

Osminásobná úspora

Primární funkcí baterie v Jeseníku je vyrovnávání špiček v odběru, zařízení tedy nese název SAS – špičkovací akumulační stanice. Pilotní instalace ale ukazuje, že baterie toho zvládne mnohem víc, což je velmi výhodné – čím více více možností, jak baterii uplatnit, tím vyšší vyšší je míra využití a tím rychlejší návratnost investice.

1. akumulace elektřiny – díky chytrému power managementu baterie přednostně využívá ke svému nabíjení elektřinu ze dvou fotovoltaických elektráren, které jsou v areálu Fenixu umístěné. Maximum ekologicky vyrobené elektřiny se tak zužitkuje na místě. Systém také přednostně využívá k nabíjení elektřinu v nízkém tarifu.
2. snížení rezervovaného výkonu – jedná se o základní funkci špičkovací stanice. Náběhy strojů a další odběrové špičky ve výrobě si žádají vysoký výkon po krátkou dobu. Běžně se tato situace řeší instalací většího jističe, kterým si firma zajistí dostatečně vysoký příkon, ale ne krátkodobě, nýbrž neustále, a to stojí peníze. Pokud si ale firma pořídí baterii, zvládne tyto krátké špičky pokrýt s výrazně nižším příkonem ze sítě. Může si tak ze sítě rezervovat nižší příkon a platit tak menší paušál. V rámci testů si ve Fenixu vyzkoušeli, že si s pomocí baterie mohou snížit rezervovaný příkon o 150 kW, což je celkově cca 25% snížení.
   Tím je zajištěna měsíční finanční úspora v úrovni desetitisíců korun měsíčně. To není špatné, ale vzhledem k několikamilionové investici by se baterie využíváním pouze pro tento účel splácela celkem dlouho.
3. omezení čtvrthodinových maxim – stejně jako u rezervovaného příkonu je zpoplatněná výše měsíčně plánovaného čtvrthodinového maxima, což je průměrný výkon odebíraný ze sítě v průběhu každých 15 minut. Pokud firma odebere elektřiny více, platí navíc smluvní pokutu. SAS opět umožňuje v případě potřeby doplnit potřebný výkon z baterie a zabránit překročení čtvrthodinového maxima. Díky tomu pokuta prakticky nehrozí.
4. zjednodušené plánování odběrového diagramu – pro firemní energetiky je power management celého systému baterie dokonalý nástroj pro zobrazování a analýzu aktuálních a historických dat celkové spotřeby firmy, ale i jednotlivých měřících míst. To pak umožňuje jednoduše plánovat budoucí odběrový diagram jehož dodržení zajistí bateriový systém. Díky naměřeným datům lze navíc optimalizovat spotřebu energie uvnitř podniku.
5. ostrovní režim – v případě výpadku zvládne takto velká baterie napájet celý podnik po dobu několika hodin. Krátkodobý blackout tak neznamená problém. V případě příznivého počasí se navíc továrna Fenixu může napájet z místní 62kW fotovoltaiky.
6. vykrývání a filtrace mikrovýpadků – i malé zakolísání parametrů napájecí sítě může vyřadit z provozu technologie závislé na stabilní dodávce, typicky řídící počítače a digitální technologie ve výrobních procesech, čímž dochází jak k materiálovým ztrátám z důvodu znehodnocení výrobků při přerušení výrobního procesu, tak ke ztrátám časovým z důvodu opětovného nastavení a rozběhu výroby. SAS zvládá na výpadky zareagovat v řádu milisekund, takže mikrovýpadku si v provozu nikdo nevšimne.
7. provozní záloha pro doběh technologií – při výpadku elektřiny bez zálohy dojde k náhlému zastavení technologických zařízení, které se tímto tímto neřízeným vypnutím nadměrně opotřebovávají, nebo poškozují. Pokud je k dispozici bateriový systém, který plní funkci UPS, nedochází k těmto neřízeným vypnutím a je zabráněno škodám a rizikovým situacím. V provozech, kde jsou výpadky častější, se investice do baterie vrací mnohem rychleji.
8. kvalitativní úprava dodávek elektřiny – měniče v kombinaci s pružným zdrojem v podobě baterie dokážou regulovat kvalitativní parametry dodávek elektřiny jako je průběh napětí, frekvence a účiník. Požadované parametry lze nastavit a průběžně je i měnit. Odpadá tak starost o pokuty za nedodržení stanovené hodnoty účiníku.

Zabezpečení

Jak jsme již na TZB-info několikrát psali, akumulace elektřiny v ČR není nijak legislativně ukotvena. To znamená, že ze zákona nevyplývají žádné speciální bezpečnostní nároky. Baterii tak lze instalovat téměř kdekoli a míra zabezpečení je na diskuzi investora a dodavatele.

V zájmu zodpovědného majitele 700kW lithiových baterií je samozřejmě mít systém adekvátně požárně zabezpečený. U baterie v Jeseníku proto v případě podezření na výskyt požáru na baterii dojde k odpojení vzduchotechniky a místnost se naplní hasicím plynem. Jedná se o standardní zabezpečení prostor s bateriemi v zahraničí a je trochu kuriozní, že v ČR tato věc při kolaudaci zatím nikoho nezajímá.

Z hlediska bezpečnosti je nutno zmínit, že stacionární instalace je – oproti například elektromobilu – k bateriím velmi šetrná. Zpravidla baterie běží v prostředí s malými výkyvy teplot, vlhkosti a nepodléhá žádným otřesům. Při správném zacházení by se mělo jednat o bezpečné zařízení. S rostoucím počtem baterií se však nevyhnutelně začnou objevovat i nestandardní podmínky, které budou klást vyšší nároky na bezpečnost.

Jedna baterie, mnoho možností

Baterie lze použít ještě k dalším účelům, i když tyto ve Fenixu nejsou využívány. Například:

• vyrovnávání výroby obnovitelných zdrojů – větrné a fotovoltaické elektrárny dodávají elektřinu v závislosti na počasí, tzn. se změnou počasí se změní i dodávka elektřiny. Akumulátor umožňuje proměny počasí vyrovnávat a dodávku OZE učinit 100% stabilní v řádu několika hodin v závislosti na velikosti baterie.
• systémové služby sítě – stabilizace a podpora sítě jako vyrovnávání odchylek, regulace frekvence.
• dobíjení elektromobilů – rychlé nabíjení vyžaduje vysoký výkon a při nabíjení většího počtu elektromobilů by se mohlo stát, že síť v daném místě nezvládne poskytnout takto vysoký výkon a nabíjení bude pomalé. Baterie postavená před nabíječku umožňuje rychlé nabíjení při stávajících rozvodech.