Солнечные панели, накопитель и зарядные станции в торговом центре или офисе работают лучше, когда ими управляет одна система. Так больше солнечной энергии тратится на месте, пики от зарядки не выходят за лимит техприсоединения, а плата за мощность не растёт. Разбираем, от чего зависит выгода и в каком порядке считать такой проект.
Торговый центр работает долго: с утра до позднего вечера, в выходные людей больше, чем в будни. Много потребляют освещение, вентиляция и кондиционирование, а на парковке появляются посетители, которые хотят зарядить машину. У офиса картина другая: потребление приходится на рабочие дни и светлое время, машины сотрудников стоят на парковке весь день, а пики связаны с вентиляцией, кондиционированием и тем, сколько людей в здании.
Такой график в целом совпадает с выработкой солнечных панелей. Но зарядка электромобилей без управления легко создаёт новый пик как раз тогда, когда растёт нагрузка самого здания. Накопитель может взять часть этого пика на себя, а система управления энергией (EMS) распределяет мощность между зданием, зарядными станциями, батареей, панелями и сетью.
В России у коммерческих объектов два жёстких ограничения: максимальная мощность по договору техприсоединения и плата за мощность на двухставочном тарифе. Как накопитель помогает со вторым из них, мы разбирали в статье «Как накопитель снижает плату за мощность».
В системе четыре части: панели, накопитель, зарядные станции и управление.
Панели на крыше и на навесах над парковкой дают электроэнергию прямо на объекте. Сколько от них пользы, зависит от площади, затенения, несущей способности конструкций, ориентации, погоды, ограничений на отдачу в сеть и от того, насколько выработка совпадает по времени с потреблением. В средней полосе России зимой панели вырабатывают в разы меньше, чем летом, а навесы над парковкой нужно считать ещё и на снеговую нагрузку.
Промышленный накопитель (BESS) запасает излишки солнечной энергии, отдаёт их в часы пиков здания или зарядки, переносит энергию в более дорогие зоны тарифа и держит заданный резерв. Мощность батареи в кВт определяет, какую нагрузку она возьмёт на себя, а полезная ёмкость в кВт·ч — как долго.
Зарядная инфраструктура — это мощность станций, набор разъёмов, оплата или контроль доступа, связь, правила парковки и целевая загрузка. Публичная зарядка у торгового центра, зарядка для сотрудников, служебного автопарка и арендаторов дают разные профили нагрузки и разные бизнес-модели. Для парковки с долгой стоянкой подходят станции переменного тока вроде Deye SUN-EVSE22K01-EU-AC на 22 кВт; подробнее о выборе — на странице «Зарядка электромобиля».
EMS превращает приоритеты объекта в команды оборудованию в реальном времени. Она может ограничивать потребление из сети, отдавать приоритет солнцу, управлять группами зарядных станций, держать резерв в батарее и учитывать зоны тарифа. При выборе проверьте интерфейсы подключения оборудования, шаг управления, кибербезопасность, обработку аварий и поведение системы при потере связи.
Выгода складывается из четырёх статей. Ни одна не срабатывает автоматически, каждую проверяют расчётом.
Офис может потреблять большую часть выработки в будни, а торговый центр — использовать панели на крыше и над парковкой в течение более длинного рабочего дня. Когда выработка превышает текущее потребление, батарея запасает излишек для вечерней нагрузки здания или для зарядки машин.
Выгода равна стоимости энергии, которую не пришлось покупать из сети, за вычетом потерь и того, что принесла бы отдача излишков в сеть. В России излишки оплачивают только в рамках микрогенерации по 471-ФЗ (до 15 кВт); у крупной коммерческой станции отдача в сеть обычно ничего не приносит, поэтому излишек выгоднее потратить на месте.
Быстрые зарядные станции дают высокую сосредоточенную нагрузку. Контроллер может на лету снижать мощность зарядки и разряжать батарею, чтобы потребление из сети не выходило за заданный порог. Это снижает плату за мощность или позволяет объекту уложиться в уже выделенную мощность. Сам приём подробно описан в статье «Срезание пиков для бизнеса».
Батарея не отменяет расчёт электрических мощностей. В проекте нужно учесть загрузку трансформатора, номиналы распределительных устройств, защиту, гармоники, трассы кабелей и ситуацию, когда накопитель недоступен или разряжен до минимального уровня заряда (SoC).
Батарея заряжается от излишков солнца или в дешёвую зону суток, а разряжается, когда энергия из сети дороже. В модели нужно учесть потери на цикл заряда и разряда, износ батареи, резерв и ошибки прогноза. Не каждая разница между дневной и ночной ценой окупает цикл.
Парковка под солнечными навесами делает зарядку удобнее и работает на энергетические и экологические цели объекта. Зарядные станции могут стать дополнительной услугой или источником дохода, но загрузку, цену зарядки, обслуживание и оборот парковочных мест нужно просчитать.
Для торгового объекта анализируют посещаемость по часам и дням недели, нагрузку якорных арендаторов, сезонное кондиционирование, часы работы кинотеатра и ресторанов, время стоянки у публичных зарядных станций. Станции ставят так, чтобы их было видно и к ним было удобно подъехать, но чтобы они не мешали разгрузке, проезду пожарной техники, пешеходам и движению по парковке.
Хорошо работает сочетание нескольких мощных станций с большим числом станций умеренной мощности для долгой стоянки. Динамическое управление нагрузкой распределяет мощность по приоритету сессий и не даёт каждому разъёму одновременно брать максимум.
В офисном проекте смотрят, когда приезжают сотрудники, сколько служебных машин, нужна ли зарядка для посетителей и расчёты с арендаторами, как утром разгоняются вентиляция и кондиционирование. Машины сотрудников стоят по многу часов, поэтому большинству хватает управляемой зарядки небольшой мощности.
Заранее решите, кто управляет системой и кто получает каждую из выгод. У собственника здания, энергосервисной компании, арендаторов и оператора зарядки могут быть разные счётчики и разные интересы. Схему учёта и взаиморасчётов согласуйте до закупки оборудования.
У Deye есть серия MC-LC430-2H2 для коммерческих объектов: в ней солнечная генерация, накопитель и зарядка электромобилей объединены в одно решение. Серия рассчитана на рынки Европы и Австралии, поэтому конфигурацию под конкретный проект и российскую сеть 380 В, 50 Гц уточняют по документации. Для управления всей системой есть отдельный контроллер MS-EMS.
Для небольших магазинов и офисов ту же логику собирают из серийного оборудования: высоковольтный гибридный инвертор SUN-50K-SG01HP3 и батарейный стек BOS-G60-PRO. Примеры конфигураций — в разделе «Магазин и офис».
Перед выбором проверьте соответствие напряжению сети, нужной мощности и длительности работы, схеме зарядки, условиям эксплуатации (включая морозы), связи, защите, разрешительным документам, требованиям к монтажу и доступу для сервиса.
Годовые суммы в кВт·ч не покажут, перегрузится ли ввод в 17:00 и не окажется ли батарея пустой, когда на зарядку приедет много машин сразу. Работу системы моделируют по временным рядам и с реальными ограничениями.
Правильно выстроенное управление ставит на первое место критичные нагрузки здания, держит потолок потребления из сети, делит доступную мощность между зарядными станциями, заряжает батарею от излишков солнца и сохраняет настраиваемый резерв. Локальная защита должна работать, даже если пропало облачное подключение.
При пусконаладке проверяют подключение счётчиков и направление трансформаторов тока, связь с зарядными станциями, реакцию на лимит сети, логику ограничения солнечной генерации, пределы батареи, передачу аварийных сигналов, аварийные остановы и восстановление после потери связи или отключения сети.
Дальше следят за показателями:
Качество сервиса важно не меньше экономии: если жёсткое ограничение пиков оставляет водителей без зарядки, коммерческая цель не достигнута.
Где накопитель даст измеримую выгоду, а где хватит умного управления зарядкой, покажет только модель по реальным данным. Для неё нужны интервальное потребление, площадь под панели, доступная мощность, набор зарядных станций, поведение на парковке, тариф, расположение и планы расширения. С этими данными можно начать с подбора оборудования.
Источник: блог Deye (PV-BESS-EV Solutions for Shopping Centers and Office Buildings). Перевод и адаптация для российских условий — deye.shop.
Он может отложить или уменьшить увеличение мощности, сглаживая нагрузку от зарядки, но только если это подтверждено расчётом мощностей и моделированием по почасовым данным. Объект всё равно должен безопасно работать, когда батарея недоступна или разряжена.
Напрямую от панелей обычно выгоднее: нет лишнего цикла преобразования. Батарея нужна, когда выработка и зарядка не совпадают по времени или когда нужно сдерживать пики потребления из сети.
Её считают по лимиту сети, профилям нагрузки здания и зарядных станций, целевому снижению пика, зонам тарифа, излишкам солнца, резерву и нужной длительности работы. Одной паспортной мощности зарядных станций для расчёта мало.
Да, если система управления держит достаточный резерв, а электрическая схема поддерживает автономную работу. Но резерв уменьшает ёмкость, доступную для ежедневной оптимизации.
Почасовые данные о потреблении и выработке солнечной станции, счета и тарифы, электрические схемы, мощность трансформатора, прогноз по парковке и зарядным станциям, часы работы, условия сетевой компании, план участка, требования к резервному питанию, адрес объекта и график ввода.
Конфигуратор посчитает инвертор и ёмкость накопителя по вашим цифрам, инженер ответит на вопросы.
