L'emmagatzematge de bateries d'arbitratge energètic utilitza un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria per carregar quan els preus de l'electricitat són baixos i descarregar-se quan els preus són alts, canviant l'energia d'hores més barates a altres més cares. La idea és senzilla. L'economia no ho és.
La bretxa visible entre un preu de càrrega baix i un preu de descàrrega elevat no és benefici. Les pèrdues d'eficiència-anada i tornada, la degradació de la bateria, les tarifes del mercat i de la xarxa, els costos del programari i els límits operatius hi influeixen. Per a un comprador, desenvolupador o gestor d'energia comercial de BESS, la pregunta real durant una revisió de viabilitat no és "una bateria pot comprar baixa i vendre alta?" És:
El diferencial net - després de les pèrdues d'eficiència, el cost del cicle, les tarifes i el temps d'inactivitat - és prou gran per cobrir el cost del cicle i el risc del projecte?
Què és l'arbitratge energètic en l'emmagatzematge de bateries?
L'arbitratge energètic significa carregar una bateria quan l'electricitat és barata i utilitzar o vendre l'energia emmagatzemada quan l'electricitat és més cara. El cicle és: baixa de preu, la bateria es carrega; puja el preu, la bateria es descarrega; el projecte captura la diferència entre el baix preu de càrrega i l'alt valor de descàrrega.
Com es desenvolupa això depèn del tipus de projecte. Un BESS a escala-de serveis públics pot arbitrar els mercats a l'engròs diari-per endavant i-en temps real o capturar diferències de preus nodals. Un lloc comercial i industrial (C&I) acostuma a arbitrar-se darrere del comptador, carregant-se en les-hores punta--d'ús i descarregant durant els períodes de tarifa punta per evitar l'electricitat costosa de la xarxa. Un projecte d'emmagatzematge solar-plus-pot carregar-se a partir de la generació excedentària del migdia i descarregar-se més tard quan l'energia valgui més. La lògica empresarial és la mateixa en els tres - valor prové del canvi d'energia al llarg del temps -, però les limitacions i les dades que necessiteu són molt diferents, per això un model d'arbitratge únic rarament es transfereix clarament entre ells.
Com funciona l'arbitratge d'energia de la bateria pas a pas
Pas 1: identifiqueu finestres de -preu baix
El primer requisit és una autèntica oportunitat{0}}de cobrar un preu baix. Normalment es produeixen durant la nit quan la demanda és baixa, al migdia quan la producció solar és alta, durant els períodes renovables d'excedents de vent-, en períodes de tarifa baixa-punta o durant els intervals de mercat amb congestió o sobreoferta - i en alguns mercats, durant períodes de preus-negatius. Una bateria no s'ha de carregar només perquè està buida; només hauria de cobrar quan el valor de descàrrega esperat justifiqui el cost de la càrrega.
Pas 2: emmagatzema energia dins d'una finestra SOC segura
Un BESS rarament utilitza el 100% de la capacitat de la placa d'identificació cada dia. Els operadors estableixen un període de càrrega-de-segur per protegir la durada de la bateria, complir les condicions de garantia i reservar capacitat per a altres serveis. Una bateria de 4 MWh pot oferir notablement menys de 4 MWh d'energia d'arbitratge diari després dels límits de descàrrega de profunditat--i dels marges de reserva. Això és important perquè els ingressos de l'arbitratge depenenutilitzableenergia, no la figura de la placa impresa al contenidor.
Pas 3: baixa durant les hores de preu-alt
La bateria es descarrega quan l'electricitat és prou valuosa com per justificar el cicle - pics nocturns, el temps-de-ús elevat, els pics de preus a l'engròs, els períodes de congestió o els pics de càrrega de les instal·lacions on les compres a la xarxa són cares. La descàrrega ha d'esborrar el cost de càrrega original més les pèrdues, la degradació, les tarifes i el risc operacional, no només superar el preu de càrrega en paper.
Pas 4: utilitzeu un EMS per optimitzar l'enviament
L'arbitratge és difícil d'executar manualment. Un BESS modern es basa en un sistema de gestió de l'energia per preveure els preus, fer un seguiment de l'estat de càrrega, protegir els límits operatius i programar cada càrrega i descàrrega. Un EMS capaç pondera les previsions de preus, el perfil de càrrega de les instal·lacions, les previsions de generació renovable, l'estat de càrrega, l'eficiència-anada i tornada, el cost de degradació, l'exposició a la demanda-de càrrega, els límits d'exportació, les regles del mercat i qualsevol reserva-d'energia de reserva- i després decideix si s'ha de carregar, descarregar o esperar. Sense aquesta intel·ligència, una bateria es carrega massa d'hora, es ven massa barat, perd millors finestres o crema la vida del cicle en spreads febles. A la pràctica, la qualitat delsistema de gestió energèticasovint separa un actiu d'arbitratge rendible d'un de marginal.
El diferencial brut no és benefici
L'error més comú és mirar només la propagació visible. Si l'energia màxima-costa 30 $/MWh i l'energia punta es ven per 70 $/MWh, el diferencial general sembla 40 $/MWh -, però aquest no és el marge.
Una fórmula més útil és:
Distribució net per MWh descarregat=preu de descàrrega − (preu de càrrega ÷ eficiència-anada i tornada) − cost de degradació − tarifes variables
Com que la bateria perd energia en el camí d'entrada i sortida, el cost efectiu de cada MWh descarregat és superior al que suggereix el preu de càrrega.
Càlcul il·lustratiu
Suposem que la càrrega és de 30 $/MWh, la descàrrega a 70 $/MWh, una eficiència-anada i tornada del 88%, un cost de degradació de 6 $/MWh descarregat i unes tarifes variables de 3 $/MWh descarregat.
- Cost de càrrega efectiu: 30 $ ÷ 0.88 =34,09 $/MWh
- Diferencial net: 70 $ − 34,09 $ − 6 $ − 3=$26,91 $/MWh
Així, un diferencial de 40 dòlars es converteix en aproximadament 26,91 dòlars/MWhabanscostos fixos, finançament i impostos. Si la bateria proporciona 3,4 MWh d'energia utilitzable per cicle en 300 cicles rendibles a l'any, el marge d'arbitratge anual il·lustratiu és de 3,4 × 300 × 26,91 $ ≈$27,448.
Dues advertències mantenen això honest. La xifra del 88% aquí és una suposició simplificadora de-AC-a-AC a nivell de sistema; La línia de base tecnològica anual de NREL utilitza un representanteficiència-anada i tornada d'aproximadament un 85% per a l'emmagatzematge d'ions de liti-a escala de serveis públics, i l'eficiència-real del sistema varia amb les càrregues de conversió, auxiliars i tèrmiques. La hipòtesi del cicle 300-depèn completament de la volatilitat del mercat, l'estratègia d'enviament i la disponibilitat. Aquesta és una il·lustració, no una estimació de retorn - suposa un BESS frontal-del comptador amb exposició al preu comercial i sense pagament de capacitat, i exclou els costos de bateria, inversor, EPC, interconnexió, manteniment, programari, impostos i finançament, així com qualsevol límit de rendiment a la garantia de la bateria.
Quina diferència de preus es necessita per pagar l'arbitratge de la bateria?
Girar la fórmula respon a la pregunta que fan els compradors. Per equilibrar-se en un cicle, el preu de descàrrega ha de cobrir almenys el cost de càrrega efectiu més la degradació i les tarifes variables. Utilitzant els mateixos números: $34.09 + $6 + $3 =43,09 $/MWh. Amb un càrrec de 30 dòlars, això significa que el spread brut ha de superar aproximadament13 $/MWhnomés per arribar a l'equilibri al nivell del cicle - i això és abans que es recuperi un sol dòlar de cost fix, de finançament o d'impostos.
La conclusió pràctica: un diferencial de titulars de 40 $ d'aspecte "-gran" pot ser saludable, mentre que un diferencial de 15 $ que d'un cop d'ull sembla acceptable pot no aclarir el break-fins i tot un cop s'incloguin les pèrdues i les tarifes. Abans de calcular la mida de la RFQ, val la pena calcular l'equilibri-per la vostra pròpia eficiència, degradació i supòsits de tarifes i, a continuació, comprovar quantes hores a l'any el vostre mercat o tarifa l'esborra. Un grapat de pujades anuals de preus no portaran cap projecte; necessiteu prou cicles rendibles al llarg de l'any.
Costos clau que redueixen els ingressos d'arbitratge de la bateria
Pèrdues d'eficiència-anada i tornada
L'eficiència-anada i tornada és la relació entre l'energia que surt i l'entrada. Amb un 88%, aproximadament 100 kWh carregats retornen uns 88 kWh en condicions especificades; la resta es perd per conversió, gestió tèrmica i càrregues auxiliars. La menor eficiència augmenta el cost efectiu de l'energia emmagatzemada i augmenta el preu de descàrrega que necessiteu per arribar a l'equilibri. Tingueu en compte si una xifra citada és un nombre de nivell de CC/cel·la-o un nombre de-nivell de sistema-a-CA, perquè els dos poden diferir en diversos punts i un model que es pot finançar hauria d'utilitzar el valor-del sistema.
Degradació de la bateria i cost del cicle
Cada cicle consumeix una mica de durada de la bateria. Poques vegades apareix en un informe d'ingressos mensual, però és real i depèn de la profunditat de descàrrega, l'estat mitjà de càrrega, la temperatura, la taxa de càrrega i descàrrega, la química de les cèl·lules, la freqüència del cicle i la gestió tèrmica. Per a l'arbitratge, tracteu la degradació com un cost per MWh de rendiment; si la propagació és fina, la bateria està gastant un cicle de vida costós en operacions de baix-valor. Comprensióquant duren els sistemes d'emmagatzematge d'ions de liti-sota diferents patrons de ciclisme és fonamental per establir aquest cost de manera realista.
Càrrecs de xarxa, comissions de transacció i O&M
Segons el mercat i el lloc, els ingressos d'arbitratge es redueixen encara més per la participació en el mercat i les tarifes de la ruta{0}}al-mercat, els càrrecs d'importació o exportació de la xarxa, els costos de mesura i liquidació, les tarifes de programari d'EMS o comercials, el manteniment, l'assegurança, el consum auxiliar i les proves de compliment. Aquests varien molt segons el país, el mercat, les tarifes i l'estructura del projecte, de manera que pertanyen al model des del principi i no com una idea posterior.
Temps d'inactivitat i risc de disponibilitat
Una bateria només guanya durant els períodes de preu adequats. El manteniment planificat, els errors de comunicació, els desplaçaments de l'inversor, la disminució tèrmica i les interrupcions de la xarxa es redueixen als cicles rendibles capturats cada any. Un model bancable no hauria d'assumir una disponibilitat perfecta -, sinó que hauria de descomptar el recompte de cicles fins a una xifra de disponibilitat realista i provar els inconvenients.
Quan l'arbitratge energètic funciona millor
L'arbitratge premia els mercats i les tarifes que produeixen diferències de preus àmplies, freqüents i previsibles. Com més gran i regular sigui la propagació, més cicles rendibles pot capturar la bateria.
Temps-d'-tarifes d'ús per als llocs C&I.Allà on les-tarifes punta i les hores punta difereixen significativament, una bateria C&I pot carregar-se barat i descarregar-se durant els períodes punta cars - sovint superposant-se ambdesplaçament de càrregai l'afaitat màxim. Però l'aranzel s'ha de llegir amb atenció: els càrrecs de demanda, les restriccions a l'exportació i els càrrecs d'espera poden canviar completament l'economia.
Reixetes solars altes-i baixada del migdia.A la pràctica, algunes de les finestres d'arbitratge més clares provenen del solar. A mesura que la penetració solar augmenta en mercats com el CAISO de Califòrnia, la càrrega neta al migdia i els preus a l'engròs cauen mentre que els preus al vespre es mantenen alts - el patróL'Administració d'informació d'energia dels EUA documenta com la "corba de l'ànec" que s'aprofundeix. Una bateria pot carregar-se en aquest període barat del migdia i descarregar-se al pic de la tarda, i és exactament per aixòcombinació solar amb emmagatzematge de la bateriaés una configuració d'arbitratge tan comuna.
Diferències de preu d'ubicació i congestió.En els mercats majoristes amb preus nodals, les restriccions de transmissió creen diferències de preu per ubicació. Una bateria situada a la zona correcta pot capturar el valor de la congestió -, però aquesta és una estratègia avançada que necessita dades nodals detallades, anàlisi d'interconnexió i accés al mercat, i l'oportunitat pot canviar a mesura que s'actualitza la xarxa.
Quan l'arbitratge de bateria no té sentit
L'arbitratge no s'ajusta bé quan els preus són plans, quan la diferència entre el màxim-punt-a-pic és petita o quan els càrrecs de la xarxa esborren la propagació. També s'avaria quan la bateria no pot exportar o participar en el mercat, quan no hi ha enviament automatitzat, quan la garantia limita el cicle massa estret o quan la degradació és més alta del que s'assumeix. I si l'actiu depèn de rars pics de preu, o ha de reservar la major part de la seva capacitat per a l'energia de seguretat, l'arbitratge no pot ser l'ancoratge del cas empresarial. La regla s'aplica en tots els casos: una diferència de preu existent no és una raó per ciclar - el diferencial ha d'esborrar el break even- amb marge de sobra.
Hauries de dimensionar un BESS per a l'arbitratge?
Per als compradors i desenvolupadors, la pregunta més útil que "funciona l'arbitratge?" és "si la bateria ésmidaal seu voltant?" Tres situacions se separen netament.
- L'arbitratge pot ser el principal cas d'úsquan els preus són volàtils, el temps-d'-ús o la propagació a l'engròs és ampli, la finestra màxima és previsible i l'estat de càrrega és prou flexible per circular diàriament sense entrar en conflicte amb altres obligacions.
- L'arbitratge hauria de ser secundariquan els preus són relativament plans, quan una reserva estricta de còpia de seguretat bloqueja la capacitat o quan les restriccions d'exportació limiten el que pot fer la bateria - aquí l'arbitratge és un avantatge oportunista, no el factor d'amortització.
- L'arbitratge s'ha d'apilaren la majoria de projectes reals de C&I: es combina millor amb l'afaitat màxim, l'autoconsum solar i els serveis de xarxa disponibles, de manera que cap flux d'ingressos únic comporta tot el cas.
Per a molts projectes de C&I, l'arbitratge per si sol rarament és el motor d'amortització total, tret que la distribució de les tarifes sigui inusualment àmplia o que la bateria també redueixi els càrrecs de la demanda. Aquest judici únic replanteja l'exercici de dimensionament de "maximitzar la durada" a "adaptar la bateria al valor que el lloc pot capturar".
C&I vs Utility-Escala vs Solar-Plus-Arbitrage d'emmagatzematge
| Dimensió | C&I darrere-del-metre | Comerciant a -utilitat | Emmagatzematge solar-més- |
|---|---|---|---|
| Font de càrrega | Fora{0}}tarifa de xarxa | Venda a l'engròs dia-per endavant / mercat-en temps real | Excedent solar in situ (més xarxa) |
| Valor de descàrrega | S'han evitat els pics de tarifa i els càrrecs de demanda | Preus màxims a l'engròs i congestió | Exportació màxima al vespre/{0}}valor superior |
| Limitació principal | Disseny tarifari, límits d'exportació | Volatilitat de preus, accés al mercat | Perfil solar, límits inversor/acoblament |
| Dades necessàries | Càrrega per intervals, full de TOU, càrrecs a la demanda | Historial de preus nodals, estudi d'interconnexió | Perfil de generació solar, disseny d'acoblament |
| Risc típic | Els canvis de tarifes erosionen la propagació | Distribuïu la compressió a mesura que entra més emmagatzematge | Sobreconstrucció si el solar i la càrrega no estan alineats |
Aquestes són consideracions típiques, no regles fixes; l'estructura adequada depèn del disseny del mercat local i dels objectius del projecte. Els compradors que avaluen les dues primeres files poden comparar les rutes de maquinari a través del nostresolucions d'emmagatzematge comercial i industrial, que estableixen les configuracions més utilitzades darrere del comptador.
Arbitratge energètic vs Afaitat màxim vs Apilament d'ingressos
L'arbitratge és només una manera de guanyar una bateria. Molts projectes utilitzen l'apilament d'ingressos, que es distribueixen entre diversos fluxos de valor -, però aquests fluxos poden entrar en conflicte, perquè la mateixa capacitat no pot servir tot alhora.
| Estratègia | Valor principal | El millor per | Risc principal |
|---|---|---|---|
| Arbitratge energètic | Captació de diferencials de preus | Mercats volàtils, tarifes TOU, emmagatzematge solar-plus- | Compressió propagada, cost de ciclisme |
| Afaitat màxima | Reducció de càrrecs de la demanda | Llocs C&I amb càrrecs d'alta demanda | Mala previsió de càrrega |
| Desplaçament de càrrega | Desplaçant el consum a la-punta màxima | Les instal·lacions a les tarifes-d'-ús | Canvis de tarifes |
| Regulació de la freqüència | Resposta ràpida a la graella | Actius-participants al mercat | Saturació del preu del servei |
| Pagaments de capacitat | Disponibilitat durant l'estrès del sistema | Projectes a escala-de serveis públics elegibles | Normes de qualificació i rendiment |
| Potència de seguretat | Resiliència durant les interrupcions | Instal·lacions crítiques | Cost d'oportunitat de la capacitat reservada |
Si una instal·lació ha de tenir una reserva del 50% per a la còpia de seguretat, aquesta meitat no està disponible per a l'arbitratge diari. Si la bateria està compromesa amb un servei de xarxa durant les hores establertes, no pot perseguir la millor propagació del dia. És per això que l'estratègia d'enviament és tan important com la mida del maquinari - i per quèafaitat màxim amb emmagatzematge de la bateriasovint es combina amb l'arbitratge en lloc de tractar-lo com una alternativa.
Com avaluar un projecte d'arbitratge energètic BESS
Una avaluació viable s'executa en cinc moviments.Primer, recull les dades:els preus de l'electricitat a intervals, el temps--d'ús i l'estructura de càrrega-de demanda-, el perfil de càrrega de la instal·lació, els límits d'exportació i interconnexió, la potència de la bateria i les classificacions energètiques, la finestra SOC utilitzable, l'eficiència-anada i tornada, la vida útil del cicle esperada i els límits de garantia i els supòsits d'EMS, O&M i finançament. Sense aquests, qualsevol estimació és una suposició.
En segon lloc, definir l'estratègia operativa- un cicle al dia, diversos cicles parcials, capacitat de còpia de seguretat reservada,-prioritat màxima d'afaitar o participació en el mercat - perquè aquesta opció estableix el recompte de cicles, la degradació i la capacitat disponible.En tercer lloc, calculeu el spread net, no el titular,a continuació, multipliqueu l'energia de descàrrega utilitzable pels cicles rendibles esperats.En quart lloc, executeu els casos bàsics, alts i baixosi provar la sensibilitat a l'eficiència, la degradació, els canvis de tarifes, la disponibilitat i les tarifes del mercat.En cinquè lloc, compareu el marge d'arbitratge amb el cost del cicle de vida complet- bateria, PCS i transformador, instal·lació, interconnexió, EMS, manteniment, augment, finançament, impostos i final{1}}-de vida- no només el marge comercial diari. Un projecte basat només en l'arbitratge comporta més risc de mercat que un en què l'arbitratge forma part d'una pila més àmplia.
Preguntes freqüents
Què és l'emmagatzematge de la bateria d'arbitratge energètic?
Està utilitzant un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria per carregar quan els preus de l'electricitat són baixos i descarregar-se quan són alts, capturant la diferència entre els períodes de preus baixos- i alts-.
És rendible l'arbitratge energètic per a l'emmagatzematge de la bateria?
Pot ser que el diferencial net - després de-pèrdues d'anada i tornada, degradació, tarifes i temps d'inactivitat - sigui prou gran per cobrir el cost del cicle i el risc del projecte. No és rendible automàticament només perquè els preus màxims superen els-preus màxims.
Quin diferencial de preus necessito per pagar l'arbitratge?
Suficient per al preu de descàrrega per cobrir el cost de càrrega efectiu (preu de cobrament ÷ eficiència{0}}anada i tornada) més la degradació i les tarifes variables, amb marge sobrant per als costos fixos i de finançament. Calculeu el punt d'equilibri-per als vostres propis números i, a continuació, comproveu quantes hores a l'any el vostre mercat ho neteja.
Com afecta l'eficiència-anada i tornada a l'arbitratge?
Redueix l'energia de descàrrega utilitzable en relació amb la que es va carregar, augmentant el cost efectiu de l'energia emmagatzemada i el preu de descàrrega necessari per arribar a l'equilibri. Utilitzeu un valor de-nivell AC-a-AC, no una xifra de nivell-de cel·la.
La degradació de la bateria importa en l'arbitratge energètic?
Sí. L'arbitratge requereix anar en bicicleta i el ciclisme consumeix la durada de la bateria. Converteix la degradació en un cost per MWh de rendiment i inclou-la al model.
L'arbitratge energètic és el mateix que l'afaitat màxim?
No. L'arbitratge captura les diferències de preu al llarg del temps; L'afaitat màxima redueix la demanda màxima d'una instal·lació per reduir els càrrecs de la demanda. Una bateria C&I pot fer les dues coses, però l'enviament s'ha de planificar perquè no entren en conflicte.
Un projecte BESS hauria de dependre només de l'arbitratge?
Normalment no. L'arbitratge s'avalua millor com una part del cas de negoci, combinat amb l'afaitat màxima, l'energia de reserva o els serveis de xarxa quan estiguin disponibles, de manera que el projecte no està exposat a un sol flux d'ingressos.
Conclusió: l'arbitratge és una eina, no tot el cas empresarial
L'emmagatzematge de la bateria d'arbitratge energètic pot crear valor real, però només quan l'economia es modela amb honestedat. La propagació dels titulars és el punt de partida; la decisió depèn de la dispersió neta, el punt d'equilibri-, la capacitat útil, l'estratègia operativa, el temps d'inactivitat i les regles del mercat. Per als compradors de C&I, l'arbitratge sol ser més fort al costat de l'afaitat màxim i el desplaçament de càrrega. Per a projectes a escala-utilitat, és una capa d'un comerciant o una pila contractada. Per a l'emmagatzematge solar-plus-, trasllada la generació del migdia de -valor baix a les hores de la tarda de valor- més alt.
Abans de dimensionar un BESS al voltant de l'arbitratge, comenceu amb les vostres dades - la tarifa, l'historial de preus, el perfil de càrrega, la mida de la bateria, l'eficiència, la garantia i l'estratègia del cicle - calculeu la distribució neta real i el punt d'equilibri-, proveu diversos escenaris i decidiu si l'arbitratge hauria de liderar el cas de negoci o donar-lo suport. Si voleu aquesta avaluació en funció del maquinari i la durada específics, envieu la vostra tarifa, el perfil de càrrega i la capacitat de destinació a un equip d'enginyeria del proveïdor perquè una revisió de primera-aprovació.