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Profils de charge: comme différents systèmes de stockage, les contrôleurs de micro-slot correspondent à des emplacements C&I spécifiques

Cette section a été initialement publiée dans l’édition été 2020 de Solar Builder. Abonnez-vous dès aujourd’hui (imprimé ou numérique) gratuitement ici.

Église

CHURCH_Exemple d'église extensible

Profil de charge: Cette église de Bakersfield, en Californie, compte en fait plusieurs bâtiments. Il possède deux sanctuaires, une salle de sport, des bureaux et des salles de classe. Bien que certaines petites zones soient occupées par des interruptions pendant la semaine, les principales activités sont un service du dimanche et un service du soir chaque semaine. Pendant ces services, la charge est bien plus importante que le reste de la semaine. De plus, le service du soir commence juste avant le coucher du soleil – l’énergie solaire ne compense donc pratiquement aucune des plus grandes demandes de la semaine. L’installation avait une facture d’électricité d’environ 40 000 $ par an – la moitié sur l’énergie, la moitié sur la demande. Le système solaire de 100 kW était suffisant pour couvrir la consommation d’énergie annuelle globale du client, mais n’a rien fait pour répondre à la demande.

Objectif: Augmentez la valeur (et réduisez le temps de retour) du panneau solaire avec le logiciel de flexibilité de charge DemandEx d’Extensible Energy en réduisant les coûts de charge et en transférant l’énergie des périodes d’utilisation coûteuses (TOU).

Solution: Logiciel

• Série PV de 100 kW
• 16 unités de conditionnement HVAC de contrôle
• Thermostats sans fil
• Passerelle réseau DemandEx à partir d’énergie extensible

Le développeur solaire a approché Extensible Energy pour augmenter la valeur de sa récente installation en chargeant un logiciel de gestion de la demande. Le client final était une église du milieu dans la vallée centrale de la Californie – un environnement chaud et ensoleillé. Extensible Energy a proposé de contrôler le système CVC de l’usine en remplaçant les anciens thermostats par des thermostats communicants sans fil modernes, qui seraient ensuite contrôlés à l’aide du logiciel DemandEx dans le cloud. Les projections ont montré que la demande pourrait baisser considérablement d’au moins six mois de l’année, en raison des besoins de refroidissement élevés pendant les services religieux. Les mois d’hiver pourraient économiser peu ou rien. L’installation a été achevée en un jour. Les économies totales de la combinaison de l’énergie solaire et de DemandEx ont été projetées à 60 pour cent des factures d’électricité, et cet objectif a été atteint tout au long de l’année.

Rembourser: Remboursement de deux ans du module complémentaire DemandEx, y compris tous les travaux de matériel, de logiciel et d’installation.

Économies à vie: Des économies de 30% sont réalisées sans batterie physique. Les économies de DemandEx à elles seules devraient dépasser 120 000 $ sur la durée du projet.

Centre de sécurité publique

PUBLIC SECURITY_PXiSE_Beaverton Public Safety Center

Profil de charge: Le centre de sécurité publique de Beaverton City, dans l’Oregon, abrite des services de police et de gestion des urgences et fournit des services de base. La charge maximale du centre de sécurité publique de Beaverton est d’environ 200 kW.

Objectif: Fournissez des services communautaires essentiels et continus en créant un micro-réseau autonome avec des capacités de mise en réseau et d’îlot. Le micro-réseau doit fournir de l’énergie à l’aide de l’énergie solaire photovoltaïque et d’une batterie, mais il peut également bénéficier du soutien du diesel souterrain en cas d’interruption d’urgence permanente.

Solution: Microgrid

• Batterie d’accumulateurs de 250 kW / 1 000 kWh
• énergie solaire de 300 kW
• Générateur de secours diesel de 1 MW
• Contrôleur Microgrid de PXiSE

En partenariat avec Portland General Electric (PGE) et le gouvernement local, le Beaverton Public Safety Centre est un exemple de nouveau modèle d’entreprise de services publics qui soutient la résilience communautaire, des opérations de réseau intégrées efficaces et des partenariats améliorés entre les services publics et les sites de services critiques. Le service public possède BESS, et le gouvernement local possède le carburant solaire et diesel pour assurer une répartition claire des actifs qui permet au service public de donner la priorité à BESS pour les services de réseau en fonctionnement normal. Le BESS peut être déchargé dans le secteur pour supporter la fréquence et peut supporter la tension de niveau d’alimentation en chargeant ou en déchargeant en réponse aux besoins du système.

Justifier les projets micronet peut être difficile pour les clients de travailler seuls sur la seule base des avantages d’un seul site. En combinant la valeur des avantages locaux du site et des avantages systémiques, un projet de micronet peut devenir plus viable financièrement avec la double valeur qu’il offre.

Ce projet est conçu pour une endurance et un travail continu en cas de tremblement de terre avec la possibilité de supporter 21 jours de travail. Les avantages d’avoir des systèmes redondants, un générateur de secours et un stockage sur batterie sont un exemple pour d’autres communautés qui travaillent sur la fiabilité et la résilience énergétiques alors qu’elles font face à la menace d’urgences et de catastrophes naturelles. L’équipe de projet qui soutient PGE, y compris PXiSE Energy Solutions, a fourni un système énergétique flexible, économique, à réaction rapide et résilient qui soutient également les objectifs climatiques de la ville.

Économies à vie: En plus de l’électricité de secours, les panneaux solaires couvriront 40% de l’utilisation du bâtiment tout au long de l’année avec un surplus d’énergie stocké dans la batterie. En cas d’urgence, le centre peut alimenter les panneaux solaires et la batterie au réseau. La ville appliquera des économies de coûts au budget de fonctionnement du centre, ce qui rendra plus de fonds disponibles pour d’autres services.

École

Batteries SCHOOL_NEC

Profil de charge: À l’école élémentaire Howard dans l’Oregon, le profil de charge saisonnier atteint son maximum avec la consommation d’énergie sur place pendant la journée d’école lorsque l’école introduit les classes. La consommation sur site est plus faible pendant les mois d’été, ce qui permet un changement dans les opportunités d’arbitrage solaire et énergétique pour l’Eugene Water & Electric Board (EWEB).

Objectif: Une école primaire est un point de distribution communautaire (CPOD), un lieu désigné pour fournir de l’électricité et de l’eau au public lors de pannes de longue durée dues à des catastrophes naturelles ou à d’autres urgences. Tout système existant devrait permettre un arbitrage énergétique, une prise en charge de la tension et un changement de pointe pour EWEB afin d’aider à réduire les coûts d’électricité et de fournir des économies quotidiennes à la communauté.

Solution: Microgrid

• Système solaire de 500 kW
• Deux systèmes de stockage d’énergie lithium-ion NEC 280 kW / 510 kWh
• Commandes de stockage de batterie intégrées

Le panneau de plomberie et électrique d’Eugene à Orego a reconnu le risque d’une panne d’électricité à long terme en raison de catastrophes naturelles qui pourraient perturber sa station de traitement d’eau ou son système de distribution d’eau. À la lumière d’éventuelles catastrophes naturelles et d’autres urgences, le Comité de l’eau et de l’électricité d’Eugene (EWEB) a créé un plan de résilience à long terme pour établir des points communautaires pour la distribution et l’approvisionnement en eau dans toute la ville.

Le système se compose de 500 kW d’énergie solaire existante qui charge deux systèmes de stockage d’énergie au lithium-ion NEC 280 kW / 510 kWh de la taille d’une école pour alimenter l’école et un nouveau système de puits pour fournir de l’eau potable fraîche en cas d’urgence. Le système de stockage de batteries est en partie financé par un don de 295000 $ du département américain de l’énergie et du département de l’énergie de l’Oregon. Ces micro-réseaux réduiront également les coûts d’électricité pour les clients grâce à l’arbitrage énergétique, au soutien de la tension et au décalage des pics. WorleyParsons a géré le contrat d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction. Eugene Water & Electric Board est propriétaire du système et dessert 90 000 clients avec une charge de pointe d’environ 500 MW.

Période de remboursement: Cinq à sept ans.

Entrepôt industriel

Stockage électrique Sandbar

Profil de charge: Lorsqu’il a décidé de construire son nouveau siège social, l’installateur solaire basé à Santa Cruz, Sandbar Solar & Electric avait le choix: planifier et payer pour un processus coûteux et pluriannuel pour se connecter au service public, ou équiper le bâtiment pour qu’il fonctionne indépendamment du réseau. On estime que l’interconnexion avec le service public local coûtera environ 75 000 $ et prendra 18 mois. Une fois connecté, Sandbar Solar & Electric a observé une facture d’électricité mensuelle moyenne d’environ 1 000 $.

Objectif: Gérer le siège social de Sandbar Solar & Electric indépendamment du réseau de distribution et plaider en faveur de technologies d’énergie renouvelable innovantes.

Solution: Microgrid

• Système de batterie: deux armoires Blue Ion LXHV, capacité totale 64 kWh, trois Avalons de 30 kWh FB3
• Conversion de puissance: deux onduleurs Ideal Power 30C3 de 30 kW, un relais de protection SEL-547
• Solaire: une gamme de 38 kW, une de 21 kW
• Générateur: générateur de gaz naturel Blue Star de 50 kW avec contrôleur Basler
• Volant: Ageto Energy ARC

En ajoutant le système Blue Planet Energy Blue Ion LXHV, Sandbar Solar & Electric a été en mesure d’augmenter sa charge utile de 64 kWh, ainsi que d’augmenter l’efficacité et l’utilité de ses sources solaires existantes, tout en réduisant la dépendance au générateur de gaz. Avec une vitesse de charge et de décharge très efficace, la batterie Blue Planet Energy reste chargée sans perte de puissance, ce qui lui permet de stocker 100% de l’énergie solaire entrante et de réduire considérablement l’utilisation du générateur – ainsi que l’impact environnemental et sonore associé. Et alors que les besoins énergétiques du bâtiment continuent d’augmenter, le Blue Ion LXHV peut être entièrement adapté à 2+ MWh, ce qui rend Sandbar Solar & Electric facile à installer une capacité supplémentaire sur un système existant.

Combinant tous les éléments ci-dessus (moins le générateur), le système solaire et électrique Sandbar est conçu pour produire suffisamment d’énergie pour répondre aux besoins énergétiques d’un bâtiment pendant 96,5% de l’année. Le générateur de gaz naturel fonctionne les 3,5% restants du temps (un total d’environ 300 heures). Le siège social Sandbar dispose d’une alimentation électrique triphasée de 480 V et est resté pleinement opérationnel en raison de toutes les pannes de courant qui ont affecté sa zone locale depuis l’achèvement du bâtiment en décembre 2019.

Économies à vie: Sur une période de 20 ans – sans compter une étude d’interconnexion de 75000 $ ou les coûts de transport pour chaque mois, Sandbar Solar & Electric attendrait une connexion au réseau – l’énergie des services publics finirait par coûter à peu près le même que le micro-réseau pour la durée du système. .

Station de bus

BUS ÉLECTRIQUE_ Stockage sur le bus précédent

Profil de charge: La société de transport basée en Californie du Sud avait besoin d’une solution à long terme, respectueuse de l’environnement et rentable pour remplir la flotte de bus électriques. La société locale de transport a imposé une nouvelle structure tarifaire qui a gelé les coûts de la demande pendant cinq ans. Mais les taux de durée d’utilisation (TOU) ont été prolongés avec les périodes de pointe les plus basses au milieu de la journée, ce qui rend difficile pour les flottes de véhicules électriques de se remplir économiquement à l’âge de six ans, en particulier en évitant les coûts de la demande. La flotte se compose de 80 bus électriques, qui devraient passer à 100 dans les années à venir.Les bus sont principalement chargés à l’entrepôt pendant la nuit, et certaines lignes de bus ont inclus des péages sur l’itinéraire.

Objectif: L’opportunité immédiate était pour le système de recharge des véhicules électriques de prendre en charge une flotte zéro émission de 80 bus au coût durable le plus bas. Un objectif supplémentaire était d’utiliser une flotte et des bornes de recharge zéro émission pour fournir une capacité, un soutien de la tension et une gestion des fréquences afin de renforcer le marché local de l’énergie et générer des revenus supplémentaires.

Solution: Microgrid

• 16,5 MW de soleil
• stockage de 20 MW
• SG424U CA 120 Vca
• Plateforme de gestion de l’énergie du système d’exploitation de réseau intelligent apparent (igOS)

La plate-forme de gestion de l’énergie d’Apparent offre une solution complète pour gérer les complexités de la production distribuée. Il produit plus d’énergie à partir de la même capacité de ressources énergétiques distribuées quelle que soit la source en produisant de la puissance réactive (kVAR), sans sacrifier la puissance réelle (kW). La fonction kVAR signifie qu’Apparent peut produire la forme d’onde exacte de l’énergie requise, réduisant les coûts et augmentant l’efficacité des actifs solaires + stockage. La plate-forme d’Apparent offre également l’adaptation d’impédance, la non-exportation, l’accord de fréquence et l’intersection harmonique, dont chacun réduit les coûts énergétiques et contribue à la stabilisation du réseau.

En conséquence, Apparent surveille dynamiquement les besoins énergétiques de l’eBus et les fournit à partir d’une source optimale (solaire ou stockage) pour réduire les coûts et l’efficacité dans tout le système. Cela peut impliquer des changements d’hypothèses et d’exigences qui peuvent survenir, comme l’expansion de la flotte. En plus d’économiser de l’énergie, l’igOS d’Apparent améliorera la qualité de l’énergie dans l’entrepôt, ce qui réduira à la fois les dommages et les coûts d’entretien des équipements, ce qui prolongera la durée de vie des équipements critiques des autorités de transport.

Économies à vie: Pendant la durée de vie de 20 ans du projet, les autorités de transport verront des économies grâce à la réduction des coûts énergétiques globaux, à l’amélioration des performances de l’équipement et à la capacité de gérer les coûts énergétiques à mesure que le parc se développera. Des services énergétiques qui coûtent 6 millions de dollars de moins que les services publics locaux et trois millions de moins que les ADC locales sur 10 ans.

Fabricant de produits chimiques et de matériaux

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Profil de charge: Cette usine de production de produits chimiques et de matériaux subit en moyenne 10 pannes par an, qui coûtent plus d’un million de dollars par an, causées par des pannes d’électricité. La réduction manuelle de l’énergie pour réaliser des économies a nécessité des efforts du personnel et une productivité perturbée. Avec des équipements à forte intensité énergétique, notamment des moules d’injection, des systèmes de transport, des semi-conducteurs et des réfrigérateurs, les factures d’énergie se sont ajoutées pour devenir une dépense de premier ordre.

Objectif: Utilisez un logiciel basé sur l’intelligence artificielle pour apprendre les modèles de consommation d’énergie et contrôler un système de batterie associé à un système solaire PV pour éviter les pics de demande coûteux qui se produisent pendant la journée – sans temps d’arrêt ni dépenses en capital.

Solution: solaire + stockage

• Système de stockage de 1 443 kW / 2 886 kWh
• Logiciel Stem Athena AI
• Sauvegarde complète de la cargaison
• Durée de sauvegarde: 15 minutes
• Temps de transmission: <200 millisecondes

Les installations dotées d’équipements industriels lourds ou de gros climatiseurs avec des moteurs inductifs qui sont allumés et éteints pendant le processus de fabrication accumulent souvent des coûts importants pouvant représenter plus de 50% des factures de services publics. Certains fabricants passent beaucoup de temps à suivre la consommation d’énergie et les taux de consommation pour réduire les coûts énergétiques. Il s’agit généralement de processus manuels, chronophages et perturbateurs. Le stockage intelligent de l’énergie automatise ces processus pour optimiser les coûts énergétiques sans que le personnel ait besoin de temps pour surveiller les taux d’énergie, arrêter manuellement l’équipement à des moments spécifiques ou aligner les calendriers de production sur les horaires des services publics. Une utilisation judicieuse du stockage d’énergie peut réduire les pics de pics de demande en injectant de l’énergie stockée pendant les périodes de forte consommation d’énergie, éliminant ainsi les pics de demande et les coûts associés.

L’utilisation du stockage d’énergie intelligent de Stema ne nécessite pas d’investissement en capital et a immédiatement commencé à réduire les coûts énergétiques. En surveillant intelligemment et en répondant à la consommation d’énergie, l’IA de stockage d’énergie de Stem charge le système de batterie sur place pendant les périodes d’électricité à faible coût et décharge l’énergie stockée pendant les périodes d’électricité coûteuses.

Période de remboursement: Aucun frais initial, paiement d’épargne conjoint.

Économies à vie: Coûts annuels de résiliation évités: 1 million de dollars; économies annuelles sur les factures de services publics: 700 000 $.

Base militaire

Ameresco

Profil de charge: En 2019, Ameresco a achevé un projet complet d’infrastructure énergétique pour le compte du Corps des Marines des États-Unis sur l’île Parris en Caroline du Sud. Marine Recruitment Suit (MCRD) Parris Island dépensait généralement environ 11,7 millions de dollars par an en services publics (électricité, carburant et eau). Les périodes estivales de pointe de la demande quotidienne entraînent des coûts d’utilisation d’énergie élevés au fil du temps.

Objectif: Remplacer la chaufferie vieillissante, mais aussi améliorer l’élasticité et assurer la continuité des opérations critiques à la base. Réduire la consommation de base des services publics grâce à l’efficacité énergétique et à des mesures de conservation afin que les charges restantes et efficaces puissent être plus rentables grâce à un système d’énergie renouvelable et résilient à un emplacement de taille appropriée.

Solution système: Microgrid

  • 20000 modules solaires (poutres, auvents)
  • Système de stockage d’énergie par batterie lithium-ion (BESS) de deux heures
  • Système de gestion intelligent des micronets

Ce qui rend le projet MCRD Parris Island unique, c’est le niveau d’automatisation intégré au nouveau système de gestion des services publics de la base. Un système de gestion de micro-réseau intelligent est capable de mesurer quand et où l’énergie est nécessaire et de déterminer à partir de quelle ressource cette énergie sera tirée. Le système réagit différemment, en fonction de l’heure de la journée, du coût de création de l’actif et de la capacité à supporter individuellement les charges critiques dans des situations imprévues. En cas de panne de l’utilitaire principal, le contrôleur micronet ajuste son allocation de ressources entre les ressources disponibles, y compris l’installation de cogénération, le système de stockage de batteries et l’installation photovoltaïque. Si la charge est trop importante pour pouvoir servir avec ces ressources sur site, le micro-réseau sera chargé, en commençant par la priorité la plus basse pour garantir que les parties critiques de l’infrastructure restent actives. Et le système prédit la meilleure façon d’agir dans des situations imprévues, et répond aux anomalies au fur et à mesure qu’elles se produisent, avec la plus grande autorité sur le travail. La redirection du système garantit une résilience à long terme et peut probablement s’exécuter indéfiniment.

Du fait du travail coordonné de toutes ces nouvelles ressources sur site, les achats réels d’électricité auprès du service public (ligne orange intitulée «Charge du service public» dans le tableau ci-dessus) sont maintenant assez faibles. Cela se traduit non seulement par des économies significatives sur les coûts d’électricité, mais illustre également à quel point Depot est maintenant résistant à l’énergie et autosuffisant avec ses installations de production contrôlées par micro-réseau.

Période de remboursement: Le Corps de la Marine américaine a utilisé l’accord de performance en matière d’économie d’énergie (ESPC) pour ce projet, qui permet au gouvernement d’éviter les coûts d’investissement initiaux et d’utiliser les économies annuelles du projet pour payer la dépréciation. Période d’exécution du contrat de 22 ans.

Économies à vie: Les économies de coûts estimées sur la durée du contrat ESPC sont de 186 millions de dollars.

– Magazine Solar Builder

[source: https://solarbuildermag.com/projects/load-profiles-how-different-storage-systems-microgrid-controllers-fit-specific-ci-sites/]