Wissensklasse zur Energiespeicherung | Anwendungsszenarien für C&I: Industriepark + Energiespeicher

Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Energiespeichertechnologie und den sinkenden Preisen für Lithiumbatterien sinken schrittweise die Kosten für Batterie-Energiespeichersysteme (ESS), was die zunehmende wirtschaftliche Rentabilität von Batterie-Energiespeicheranwendungen im gewerblichen und industriellen Sektor (C&I) hervorhebt. Laut einschlägigen Daten erreichte die jährliche durchschnittliche Wachstumsrate des globalen C&I-Energiespeichers von 2021 bis 2023 169 %.

Als einer der größten Energieverbraucher stehen Industrieparks häufig unter dem Druck hoher Stromkosten. Zudem können sie erhebliche Verluste erleiden, wenn es zu Stromausfällen kommt, die durch Überlastungen des Stromnetzes oder andere Störungen verursacht werden. In den letzten Jahren haben zahlreiche Länder und Regionen – getragen von einem globalen Konsens zur «Kohlenstoffreduktion» – zunehmend erneuerbare Energien in ihren Industrieparks eingesetzt. So werden beispielsweise auf Dächern oder am Boden Solarpanels installiert, um Strom für den Parkbetrieb zu erzeugen. Allerdings ist die Stromerzeugung aus diesen erneuerbaren Quellen anfällig für saisonale und wetterbedingte Schwankungen, was zu Volatilität und Unsicherheit führt. Dadurch kann erneuerbare Energie nicht zuverlässig und konstant traditionelle Energiequellen ersetzen, um eine stabile Stromversorgung für Industrieparks zu gewährleisten.

Als Nächstes wird dieser Artikel eines der typischen Anwendungsszenarien für C&I-Energiespeicher behandeln: Industrieparks + Energiespeicher.

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Was ist ein Industriepark + Energiespeicher?

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Wörtlich verstanden bezieht sich Industrial Park + Energy Storage darauf, solche Energiesysteme innerhalb traditioneller Industrieparks einzusetzen, um deren spezifische Energiebedarfe und -herausforderungen zu bewältigen. Traditionelle Industrieparks weisen in der Regel eine große Anzahl von Anlagen auf, die durch hohen Stromverbrauch, lange Betriebszeiten bei hoher Last sowie einen hohen Energieverbrauch gekennzeichnet sind. Die Implementierung von ESS kann Industrieparks dabei unterstützen, Angebot und Nachfrage von Elektrizität auszugleichen, Energiefluktuationen und Schwankungen bei der Spitzenlast effektiv zu steuern, eine stabile Stromversorgung sicherzustellen und die Energieeffizienz zu optimieren.

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Was sind die Voraussetzungen für die Konfiguration von Energiespeichern in Industrieparks?

A

1. Zeitabhängige Tarifpolitik (TOU): Industrieparks müssen sich an die lokalen TOU-Tarifpolitiken halten, wobei ein deutlicher Preisunterschied zwischen Spitzen- und Nebenzeiten bestehen muss (in China wird ein Unterschied von mindestens 0,8 Yuan/kWh empfohlen). Je größer der Preisunterschied zwischen Spitzen- und Nebenzeitstrom ist, desto höher sind die Renditen für ESS in Industrieparks, die ihre Rentabilität hauptsächlich durch Arbitrage zwischen Spitzen- und Nebenzeiten erzielen.
2. Abdeckung von Hochlastzeiten: Das Stromverbrauchsmuster der Nutzer sollte Spitzenzeiten abdecken. Wenn der Strom hauptsächlich nachts genutzt wird, ist dies möglicherweise nicht geeignet für die Implementierung eines ESS.
3. Überschusskapazität von Transformatoren: Während zeiten mit niedriger und normaler Last sollte in den Transformatoren eine überschüssige Kapazität vorhanden sein, um die Ladung des ESS zu ermöglichen. Wenn die Auslastung der Transformatoren im Park hoch ist, könnte es nicht praktikabel sein, ein ESS zu installieren.
4. Jährliche Nutzungszeit des ESS: Das System sollte jährlich mehr als 270 Tage betriebsbereit sein, um seine langfristige Stabilität und wirtschaftliche Tragfähigkeit zu gewährleisten.

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Was sind die Vorteile des Aufbaus von ESS in Industrieparks?

A

• Kosteneinsparung

Indem man Strom in Zeiten niedriger Preise speichert, in denen der Verbrauch gering ist, und den gespeicherten Strom in Zeiten hoher Preise nutzt, kann die Verschiebung der Spitzenlasten die Stromkosten für Unternehmen im Industriepark erheblich senken.

• Verbessern Sie die Stromqualität und -stabilität

(1) Netzdruck reduzieren: Entlastung des Spitzenstrombedarfs während zeitaufwendiger Betriebsphasen in Industrieparks, insbesondere während der Tagesspitzen für produzierende Unternehmen. ESS kann Strom während der Spitzenzeiten bereitstellen, die Abhängigkeit vom Netz verringern und dazu beitragen, das Netz auszugleichen.

(2) Notfall-Notstromversorgung: Bei Netzstörungen oder Stromausfällen können ESS als Notstromquellen dienen und so den kontinuierlichen Betrieb kritischer Anlagen und Systeme in Industrieparks gewährleisten.

• Die Nutzung erneuerbarer Energien verbessern

(1) Energieverbrauch optimieren: In Industrieparks, die mit erneuerbaren Energien ausgestattet sind, kann ein ESS überschüssigen Strom speichern, der aus erneuerbaren Quellen wie Solar- und Windenergie innerhalb der Industrieparks gewonnen wird; dadurch wird die Stromerzeugung geglättet, Abfall reduziert und die Nutzung erneuerbarer Energien maximiert.

(2) Kohlenstoff-Fußabdruck reduzieren: Durch die Steigerung der Effizienz bei der Nutzung erneuerbarer Energien können Industrieparks ihre Abhängigkeit von herkömmlichen fossilen Brennstoffen verringern und ihre Kohlenstoffemissionen senken, wodurch eine nachhaltige Entwicklung gefördert wird.

• Energieeffizienz verbessern

(1) Kapazitätsmanagement: Das Kapazitätsmanagement von ESS bezieht sich auf die systematische Planung, Zuweisung, Terminierung und Optimierung der Systemkapazität mithilfe wissenschaftlicher Methoden und technologischer Werkzeuge. Ziel ist es, sicherzustellen, dass das System die Stromnachfrage effizient deckt und gleichzeitig Effektivität und Nutzen maximiert. Dazu werden historische Daten zum Stromverbrauch sowie Betriebsdaten des Speichersystems genutzt, um Trends in der Stromlast und der Speicheranforderung zu analysieren. Auf diese Weise können die Kapazitätsauslegung und die Terminierungsstrategien des Speichersystems optimiert werden.

Das Kapazitätsmanagement für Energiespeicher muss auf spezifische Szenarien und Anforderungen zugeschnitten sein. Beispielsweise kann im Rahmen des ESS in Industrieparks das Kapazitätsmanagement Unternehmen dabei unterstützen, den Bezug von Netzstrom während Zeiten hoher Strompreise zu reduzieren und somit die Stromkosten zu senken. Bei Photovoltaik (PV) + ESS kann das Kapazitätsmanagement die Koordination zwischen PV-Erzeugung und Speicherbatterien optimieren, wodurch sich der Eigenverbrauchsanteil und die Gesamteffizienz des Systems erhöhen lassen.

(2) Verzögerung des Netzausbaubedarfs: ESS kann in Zeiten hoher Nachfrage Stromunterstützung für bestimmte Lasten bereitstellen und somit die Notwendigkeit von Investitionen in den Ausbau der Übertragungs- und Verteilungsinfrastruktur verzögern oder vermeiden.

• Wirtschaftliche Vorteile

(1) Schnelle Kapitalrendite: ESS kann erhebliche wirtschaftliche Vorteile durch Einsparungen bei den Stromkosten, Arbitrage auf Basis des TOU-Tarifs und optimiertes Energiemanagement bieten und so eine schnelle Kapitalrendite erzielen.

(2) Diversifizierte Einkommensquellen: Industrieparks können zusätzliche Einnahmen erzielen, indem sie an netzunterstützenden Dienstleistungen wie Frequenzregelung und Spannungsstützung teilnehmen, wodurch sich die wirtschaftlichen Vorteile von ESS weiter steigern lassen.

• Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens steigern

(1) Grünes Markenimage: Die Einführung erneuerbarer Energien + ESS verbessert das grüne Image eines Industrieparks oder eines Unternehmens, entspricht den gesellschaftlichen Erwartungen an Umweltschutz und nachhaltige Entwicklung und stärkt dadurch die Wettbewerbsfähigkeit am Markt.

(2) Politische Unterstützung: Regierungsunterstützungspolitiken und Subventionen für Projekte in den Bereichen grüne Energie und Energiespeicherung fördern die Anwendung und Entwicklung von ESS in Industrieparks weiter und tragen dazu bei, den Ruf und die Wettbewerbsfähigkeit solcher Unternehmen zu stärken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die Implementierung von ESS in Industrieparks Kosteneinsparungen, eine verbesserte Stromqualität und -stabilität, eine optimierte Energienutzung, gesteigerte wirtschaftliche Vorteile sowie eine erhöhte Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen erzielt werden können, was die nachhaltige Entwicklung innerhalb von Industrieparks fördert.

Q

Worauf sollte ich bei der Installation eines ESS in einem Industriepark achten?

A

Bei der Installation von ESS in Industrieparks sind folgende Aspekte zu beachten:

• Systemdesign und Planung

(1) Nachfragebewertung: Die Stromnachfrage und Lastcharakteristiken des Industrieparks genau bewerten, um die Kapazität und Konfiguration des ESS zu bestimmen.

(2) Kompatibilität: Stellen Sie die Kompatibilität des ESS mit der bestehenden elektrischen Infrastruktur und den vorhandenen Geräten sicher, um unnötigen Stromverbrauch oder Schäden an den Geräten zu vermeiden.

• Sicherheit

(1) Batteriesicherheit: Wählen Sie Batterien mit hoher Sicherheitsleistung und treffen Sie Sicherheitsmaßnahmen wie Brandschutz und Explosionsschutz.

(2) Sicherheitsstandards: Halten Sie sich an die relevanten elektrischen und Sicherheitsstandards, um sicherzustellen, dass die Installation und der Betrieb des ESS den nationalen oder lokalen Sicherheitsvorschriften entsprechen.

• Wirtschaftliche Tragfähigkeit

(1) Kosten-Nutzen-Analyse: Führen Sie eine detaillierte wirtschaftliche Analyse durch, die die Anfangsinvestition, die laufenden Wartungskosten und die erwarteten Erträge einschließt, um die Kapitalrendite des ESS zu gewährleisten.

(2) Subventionspolitik: Verstehen und nutzen Sie staatliche Subventionen und Anreize, um die Investitionskosten zu senken.

• Technologie und Ausrüstung

(1) Effiziente Anlagen: Wählen Sie effiziente und stabile Energiespeicheranlagen, um einen langfristigen Systembetrieb zu gewährleisten.

(2) Smartes Management: Ausstattung mit intelligenten Energiemanagementsystemen zur Steigerung der Betriebseffizienz und Automatisierung des ESS.

• Umwelt und Lage

(1) Installationsumgebung: Wählen Sie geeignete Installationsorte, um sicherzustellen, dass das ESS unter optimalen Umweltbedingungen betrieben wird und Auswirkungen durch extremes Wetter oder Umweltfaktoren gemindert werden.

(2) Raumplanung: Planen Sie den Aufstellraum für das ESS sorgfältig, um Belüftung, Wärmeabführung und einfache Wartung zu erleichtern.

• Betrieb und Management

(1) Wartungsplan: Erstellen Sie detaillierte Wartungspläne und Notfallmaßnahmen, um sicherzustellen, dass das ESS im Falle von Störungen oder Notfällen schnell wieder den normalen Betrieb aufnehmen kann.

(2) Überwachungssystem: Installieren Sie Echtzeit-Überwachungssysteme, um Betriebsprobleme des ESS zeitnah zu erkennen und zu beheben und so die Systemstabilität zu gewährleisten.

• Vorschriften und Richtlinien

(1) Compliance: Stellen Sie sicher, dass die Planung, Installation und der Betrieb des ESS den örtlichen Gesetzen, Vorschriften und politischen Anforderungen entsprechen.

(2) Politikaktualisierungen: Bleiben Sie über politische Änderungen informiert und passen Sie die operativen Strategien des ESS an, um politische Anreize zu maximieren.

Durch die Einhaltung dieser Überlegungen stellen Sie sicher, dass das installierte ESS in Industrieparks sicher, effizient und wirtschaftlich betrieben wird und somit seine Rolle bei der Lastspitzenverschiebung, als Backup-Stromversorgung, zur Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung sowie zur Netzstabilisierung wirksam erfüllt.

Vilion Industriepark + Fälle von Energiespeicherprojekten

Fabrikprojekt zur Regulierung der Netzfrequenz in Schweden

Spezifische Anwendung: BESS bietet Frequenzmodulation und Hilfsdienste für die Lebensmittelfabrik an und gewährleistet so einen sicheren und stabilen Betrieb des Stromsystems.

Edelstahlwerk Solar+BESS-Projekt in Großbritannien

Spezifische Anwendung: Das Solar- + Batterie-Energiespeichersystem speichert überschüssige Solarenergie für den Nachtbetrieb. Das BESS nutzt die TOU-Tarifpolitik vollständig aus: Es kauft Strom vom Versorgungsnetz zu Tageszeiten mit niedrigem Tarif ein, speichert ihn und gibt ihn während der Spitzenlastzeiten wieder ab, um die Lasten von Unternehmen zu versorgen. Auf diese Weise profitiert das System von der Preisunterschiede zwischen Spitzen- und Niedriglastzeiten und senkt damit die Stromkosten.

Industriepark-Projekt zur Verschiebung der Spitzenlast in China

Spezifische Anwendung: Das von Vilion gelieferte ESS für einen Industriepark in der Provinz Shanxi wird hauptsächlich parallel von 6 EnerArk-Schränken betrieben, was die Anforderungen an die Leistungserweiterung und die Lastverschiebung im Industriepark optimal erfüllt und eine stabile Stromversorgung sowie einen reibungslosen Produktions- und Betriebsablauf gewährleistet. Darüber hinaus kann der Industriepark von der Differenz im Strompreis profitieren und schließlich eine umfassende Senkung der Stromkosten für Unternehmen erreichen.

Industriepark-Projekt zur Verschiebung der Spitzenlast in China

Spezifische Anwendung: Das von Vilion gelieferte 12-Set ESS für einen Industriepark in Guangdong wird hauptsächlich zur Verschiebung von Stromspitzenlasten eingesetzt und hilft dem Industriepark, die Stromkosten effektiv zu senken und die Stromqualität zu verbessern, indem das ESS zur Spitzenzeit entlädt und zu normalen sowie tiefen Zeiten des Strompreises lädt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Industriepark einen stabilen, sicheren und zuverlässigen Stromverbrauch bei niedrigen Kosten erzielen kann.

BESS + Ladeprojekt in China

Spezifische Anwendung: Der Energiespeicherschrank wird in einem Industriepark im Bezirk Longgang in Shenzhen eingesetzt. Als Demonstrationsprojekt für Energiespeicherung plus Ladestation unterstützt er den Industriepark dabei, die Lastspitzen zu verschieben. Durch den Lade- und Entladevorgang des Batterie-Energiespeicherschranks lässt sich die Stromnachfragekurve effektiv anpassen. In Zeiten niedriger Strompreise lädt das Versorgungsnetz den Batterie-Energiespeicherschrank auf. In Zeiten hoher Strompreise liefert der Batterie-Energiespeicherschrank Strom an die Elektrofahrzeuge im Industriepark, wodurch das Ziel der Energieübertragung erreicht und Einnahmen aus dem Unterschied der Stromrechnungen verschiedener Zeiträume erzielt werden können – somit wird das Ziel einer umfassenden Senkung der Stromkosten verwirklicht.

Kapazitätserweiterungsprojekt des Industrieparks in China

Spezifische Anwendung: Ein Industriepark in der Region Zhejiang ist dicht mit Fabriken besiedelt, und die Belastung des Stromnetzes hat stark zugenommen. Herkömmliche Transformatoren können den Strombedarf nicht mehr decken; daher ist eine dynamische Erweiterung der Transformatoren erforderlich, um den Druck auf das Stromnetz zu verringern. Der von Vilion gelieferte externe Batteriespeicherschrank kann bei Bedarf zusätzliche Energie ins Netz einspeisen. In Kombination mit einem ESS lässt sich der Lastdruck auf den Transformator reduzieren, wodurch die Notwendigkeit einer Kapazitätserweiterung des Transformators hinausgezögert oder ganz vermieden werden kann.