Aká je reálna účinnosť BESS a čo znamená round-trip efficiency?

Round-trip efficiency (RTE) vyjadruje, aká časť energie vloženej do BESS sa po nabití a vybití reálne vráti späť ako využiteľná energia. Ak má systém účinnosť 90 %, zo 100 kWh vloženej energie sa v zjednodušenom pohľade vráti približne 90 kWh. Reálna účinnosť však nezávisí iba od batériových článkov — ovplyvňuje ju aj PCS, transformátor, kabeláž, chladenie a pomocné systémy.

Kde vznikajú straty v BESS?

• Vnútorné straty batériových článkov a modulov
• DC a AC kabeláž, PCS a transformátor
• Rozvádzače, chladenie, vykurovanie a ventilácia
• Riadiace systémy a vlastná pomocná spotreba

Účinnosť článku, PCS a systému nie je to isté

Pri BESS sa stretávame s viacerými typmi účinnosti: účinnosť batériového článku popisuje elektrochemické správanie na laboratórnej úrovni, účinnosť PCS popisuje premenu medzi DC a AC energiou, účinnosť BESS zariadenia zahŕňa batériu, PCS a systémové straty podľa definície výrobcu a účinnosť celého projektu zahŕňa aj transformáciu, merací bod, kabeláž a vlastnú spotrebu. Pri porovnávaní účinnosti je preto potrebné vždy vedieť, kde presne sa meria.

Modelový príklad IBG: prečo 95 % v datasheete nemusí byť 95 % v projekte

Technický list uvádza účinnosť batériového systému 95 %. V konkrétnom projekte však energia prechádza aj cez PCS, transformátor, AC rozvádzače a chladenie. Do systému vstúpi 1 000 kWh, po cykle sa na relevantnom meracom bode reálne prejaví 900 kWh — round-trip efficiency z pohľadu projektu je teda 90 %, nie 95 %. Rozdiel 50 kWh na jeden cyklus sa pri stovkách cyklov ročne výrazne násobí. Modelový príklad je zjednodušený a slúži na vysvetlenie princípu.

Prečo záleží na meracom bode účinnosti?

Deklarovaná účinnosť z datasheetu často platí len pri optimálnom zaťažení a pre časť systému, nie pre celý projekt v konkrétnom odbernom mieste. Pri time shifting má rozdiel medzi deklarovanou a reálnou účinnosťou priamy vplyv na ekonomický výsledok — energia, ktorú do BESS vložíme lacnejšie a chceme predať alebo využiť neskôr drahšie, sa v skutočnosti vrátiť iba časť z nej.

„95 % v datasheete a 95 % vo vašom projekte môžu byť dve rôzne čísla. Rozhoduje o tom, kde presne sa účinnosť meria."

Tím energetických riešení IBG Slovensko

Ako sa účinnosť menu počas životnosti batérie?

Round-trip efficiency nezostáva konštantná — s postupujúcou degradáciou batérie sa zvyčajne mierne zvyšuje vnútorný odpor, čo môže znižovať účinnosť najmä pri vyššom C-rate. Ekonomický model, ktorý počíta s nemennou účinnosťou počas celej desaťročnej životnosti projektu, preto môže prínos systematicky nadhodnocovať, podobne ako pri ignorovaní degradácie kapacity.

Ako sa účinnosť overuje v reálnej prevádzke?

Najspoľahlivejším spôsobom je porovnanie energie namerané na vstupe a výstupe systému počas definovaného obdobia, na relevantnom meracom bode zodpovedajúcom konkrétnej aplikácii — napríklad na hlavnom odbernom mieste, nie iba na výstupe PCS. IBG odporúča overiť túto hodnotu už počas prvých mesiacov prevádzky, aby prípadný rozdiel medzi deklarovanou a reálnou účinnosťou bolo možné zohľadniť v aktualizovanom ekonomickom modeli.

Ako účinnosť ovplyvňuje ekonomiku time shiftingu?

Pri time shiftingu — presune spotreby z drahšieho do lacnejšieho časového obdobia — je round-trip efficiency priamo súčasťou ekonomického výpočtu. Ak nakúpime 100 kWh energie v lacnom období a účinnosť systému je 88 %, k dispozícii bude len približne 88 kWh. Rozdiel medzi nákupnou a predajnou, resp. ušetrenou cenou musí byť dostatočne veľký, aby aj po odpočítaní tejto straty zostal ekonomický prínos — pri nízkom cenovom rozdiele môže nižšia účinnosť stratégiu úplne znehodnotiť.

Ako IBG pristupuje k optimalizácii účinnosti v projektoch?

• Navrhuje dimenzovanie PCS tak, aby bežná prevádzka prebiehala v pásme s vyššou účinnosťou
• Zohľadňuje straty na chladení a vykurovaní už v úvodnom ekonomickom modeli
• Meria reálnu round-trip efficiency na relevantnom meracom bode po nasadení systému
• Aktualizuje ekonomický model, ak sa reálna účinnosť odlišuje od pôvodného predpokladu