توانائی کے ذخیرہ کے ساتھ لوڈ شفٹنگ: حکمت عملی اور فوائد

آپ کا یوٹیلیٹی بل ایسی کہانی سناتا ہے جو زیادہ تر سہولت مینیجرز پڑھنا پسند نہیں کرتے۔ انرجی چارجز اور ڈیمانڈ چارجز کے درمیان کہیں ایک نمبر بیٹھتا ہے جس کا اس بات سے کوئی تعلق نہیں ہے کہ آپ نے اصل میں کتنی بجلی استعمال کی ہے-اور ہر چیز کے ساتھ کیا کرنا ہے۔جبآپ نے اسے استعمال کیا۔ منگل کو شام 4:30 بجے 15 منٹ کی مانگ میں اضافہ ہوا؟ یہ صرف پورے مہینے کے لیے آپ کی شرح مقرر کرتا ہے۔

بیٹری انرجی سٹوریج کے ساتھ لوڈ شفٹنگ اس مسئلے کو اپنے سر پر پلٹ دیتی ہے۔ کاروبار استعمال کر رہے ہیں۔بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظامسستی آف-بجلی کو ذخیرہ کرنے کے لیے اور جب گرڈ کے نرخ عروج پر ہوں تو اسے ڈسچارج کریں۔ فرق بالکل پہلے بلنگ سائیکل پر ظاہر ہوتا ہے۔ ہم دیکھتے ہیں کہ تجارتی سہولیات بجلی کی قیمتوں میں 15 سے 40 فیصد تک کمی لاتی ہیں-بی ای ایس ایس کنفیگریشنز-اور سیونگ کمپاؤنڈ کے ساتھ جو آپریٹرز پہلے چند مہینوں میں اپنے چارج/ڈسچارج شیڈولز کو ٹھیک کرنا سیکھتے ہیں-۔

بیٹری انرجی سٹوریج میں لوڈ شفٹنگ کا کیا مطلب ہے۔

لوڈ شفٹنگ بجلی کی کھپت کو مہنگے چوٹی کے اوقات سے سستی آف-پیک ونڈوز پر لے جاتی ہے۔ آپ کم توانائی استعمال نہیں کرتے-جب یہ استعمال ہو جاتی ہے تو آپ اسے دوبارہ ترتیب دیتے ہیں۔ تصور آسان ہے-ایک بیٹری کو رات بھر میں $0.08/kWh پر چارج کریں، دوپہر کے رش کے دوران اسے $0.25/kWh پر ڈسچارج کریں-لیکن یہ دو متعلقہ حکمت عملیوں میں الجھ جاتا ہے۔چوٹی مونڈناڈیمانڈ چارجز کو کم کرنے کے لیے آپ کی سب سے زیادہ پاور ڈرا کو کیپ کرتا ہے۔لوڈ لیولنگپورے دن میں آپ کی کھپت کی پروفائل کو فلیٹ کرتا ہے۔ لوڈ شفٹنگ خاص طور پر وقت-کے-استعمال کی شرح کے فرق کو ادا کرتی ہے: ایک ہی کلو واٹ-گھنٹے، بہت مختلف بل۔

زیادہ تر امریکی یوٹیلیٹی مارکیٹوں میں قیمتوں کا تعین-استعمال کا وقت-معیاری بن گیا ہے۔ دوپہر کے آخر اور شام کے اوائل میں قیمتیں رات بھر کی قیمتوں سے دو سے تین گنا زیادہ ہوتی ہیں-کبھی کبھی کیلیفورنیا اور میساچوسٹس جیسی ریاستوں میں زیادہ۔ بیٹری سٹوریج سسٹم ان سستی کھڑکیوں کے دوران چارج ہوتا ہے اور ریٹ بڑھنے پر ذخیرہ شدہ پاور جاری کرتا ہے۔ آپریشن نہیں رکتے۔ گرڈ کم تناؤ دیکھتا ہے۔ بل گرتا ہے۔

کس طرح BESS ٹیکنالوجی لوڈ شفٹنگ کو عملی بناتی ہے۔

ایک تصور کے طور پر لوڈ شفٹنگ 1930 کی دہائی سے چلی آ رہی ہے۔ لیکن اس تاریخ میں سے زیادہ تر کے لیے، انفرادی کاروباروں کے لیے دستیاب ٹولز کافی حد تک محدود تھے-یا تو بوجھ کم کرتے ہیں اور پیداواری صلاحیت کھو دیتے ہیں، یا ایندھن کے تمام اخراجات اور اخراج کے ساتھ ڈیزل جنریٹر چلاتے ہیں۔ جس چیز نے سب کچھ بدل دیا وہ لتیم آئرن فاسفیٹ (LFP) بیٹری کیمسٹری تجارتی پیمانے پر اثر انداز ہوا۔

پھر لاگت کی وکر نے اپنا کام کیا۔ بیٹری پیک 2010 میں $1,100/kWh سے 2023 تک $140/kWh سے کم ہو گئے (BloombergNEF)۔ کے لیے ادائیگی کی مدتکمرشل بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام3.5 سے 5 سال کی رینج میں اترا۔ یہ وہ نمبر ہے جس پر CFOs نے توجہ دی ہے۔

بیٹری سٹوریج کے ساتھ کمرشل اور انڈسٹریل لوڈ شفٹنگ

ہر سہولت کا یکساں منافع نہیں ملتا۔ معاشیات تین چیزوں پر منحصر ہے: آپ کی شرح کا ڈھانچہ، آپ کا لوڈ پروفائل، اور آپ کے پاس شیڈولنگ آپریشنز میں اصل میں کتنی لچک ہے۔

مینوفیکچرنگ اور صنعتی آپریشنز

یہ وہ جگہ ہے جہاں مالیات کو سب سے زیادہ نقصان پہنچا۔ ایک عام صنعتی بجلی کے بل پر، ڈیمانڈ چارجز کل کا 30 سے ​​50 فیصد بنتے ہیں۔ میٹل فیبریکیشن، پلاسٹک کا اخراج، کولڈ اسٹوریج، یا فوڈ پروسیسنگ چلانے والی فیکٹریوں کو ایک ہی مسئلہ کا سامنا ہے: شفٹ میں تبدیلی یا آلات کے آغاز کے دوران 15- منٹ کی مانگ میں اضافہ بلنگ کی پوری مدت کے لیے چارج سیٹ کرتا ہے۔ ایک خراب سہ ماہی گھنٹے، بلند شرحوں کے 30 دن۔

فکس اس کی آواز سے زیادہ آپریشنل ہے۔ اپنے کمپریسر اور کنویئر اسٹارٹ اپ کو لڑکھڑاتے رہیں تاکہ وہ سب ایک ساتھ نہ کھینچیں۔ جب قیمتیں سب سے کم ہوں تو HVAC پیشگی شرط کو رات کے اوقات میں شفٹ کریں۔ پھر BESS کو جو بھی دوپہر کی بڑھتی ہوئی اسپائک باقی رہ جاتی ہے اسے جذب کرنے دیں۔ 1.5 میگاواٹ چوٹی کا بوجھ چلانے والی سہولت 1 میگاواٹ بیٹری سسٹم انسٹال کر سکتی ہے اور اس اسپائک سے 400-500 کلو واٹ منڈو سکتی ہے۔ ڈیمانڈ چارجز میں $18/kW/ماہ پر، جو کہ $7,200–$9,000 ہر ایک ماہ-$86,000 فی سال سے زیادہ توانائی کے ثالثی کو شمار کرنے سے پہلے دستک دی جاتی ہے۔ ہم نے دیکھا ہے کہ پودوں کو اس قسم کے پروفائل کے ساتھ چار سال سے کم عرصے میں واپسی ہوتی ہے، بعض اوقات جب ریاستی مراعات چل رہی ہوتی ہیں تو اس سے بھی زیادہ تیزی ہوتی ہے۔

کولڈ اسٹوریج ایک خاص ذکر کا مستحق ہے۔ پہلے سے-گودام کو رات بھر $0.06–0.08/kWh پر ٹھنڈا کریں، پھر گرڈ کی قیمتیں تین گنا ہونے پر عمارت کے تھرمل ماس کو دوپہر کی شرح کی کھڑکی کے ذریعے درجہ حرارت لے جانے دیں۔ بیٹری ان گھنٹوں کے دوران دیگر سہولیات کے بوجھ کو سنبھالتی ہے۔ کمپریسر بمشکل چلتے ہیں۔ ڈیمانڈ چارج کم ہو جاتا ہے۔ یہ سب سے صاف ایپلی کیشنز میں سے ایک ہے کیونکہ عمارت خود اسٹوریج کی حکمت عملی کا حصہ بن جاتی ہے۔

کمرشل کیمپس اور آفس بلڈنگز

مماثلت کاغذ پر تقریباً مزاحیہ ہے۔ چھت پر شمسی توانائی کے ساتھ کمرشل کیمپس دوپہر کے قریب چوٹی پیداوار پیدا کرتا ہے-جب قبضے کم ہوتے ہیں، ٹھنڈک کا بوجھ معتدل ہوتا ہے، اور بجلی سستی ہوتی ہے۔ سٹوریج کے بغیر، وہ سرپلس یا تو نا موافق نیٹ میٹرنگ ریٹ پر برآمد ہوتا ہے یا کہیں نہیں جاتا۔ ایک BESS اس دوپہر کے شمسی توانائی کو پکڑتا ہے، اسے پکڑتا ہے، اور 5:30 PM پر اسے پیچھے دھکیل دیتا ہے جب سب کے پیچھے ہوتے ہیں، AC کرینک کر رہا ہوتا ہے، اور TOU کی شرحیں ان کی روزانہ کی زیادہ سے زیادہ حد تک پہنچ جاتی ہیں۔ ایک کیمپس جس کا ہم نے جائزہ لیا اس نے کل کھپت کا 25 فیصد سستی کھڑکیوں پر منتقل کر دیا اور استعمال کو کم کیے بغیر سالانہ بجلی کے اخراجات کو دسیوں ہزار ڈالر تک کم کر دیا۔ خالص شرح ثالثی۔

گرڈ سروسز اور یوٹیلیٹی-اسکیل ایپلی کیشنز

افادیتیں بھی اس نقطہ نظر کو خرید رہی ہیں-خاص طور پر ان علاقوں میں جہاں گرڈ انفراسٹرکچر پرانا ہے یا قابل تجدید رسائی مانگ کے نمونوں کو پیچھے چھوڑ رہی ہے۔کنٹینرائزڈ BESSتقسیم کی سطح پر تنصیبات سب سٹیشن اپ گریڈ کو موخر کر سکتی ہیں جو بصورت دیگر دسیوں ملین تک پہنچ جائیں گی۔ بین الاقوامی قابل تجدید توانائی ایجنسی بھاری قابل تجدید رسائی کے ساتھ مارکیٹوں میں ممکنہ طلب میں 20 فیصد تک کمی لاتی ہے۔

لوڈ شفٹنگ ایپلی کیشنز کے لیے BESS ٹیکنالوجی اور سائزنگ

بیٹری کیمسٹری اہمیت رکھتی ہے۔ لیکن اسی طرح انرجی مینجمنٹ سسٹم اس کے اوپر بیٹھا ہے، اور آیا پورے پیکیج کا سائز اصل لوڈ پروفائل کے لیے درست ہے-سیلز ڈیک سے نظریاتی نہیں۔

سہولیات کا موازنہ کرنے کے لیےتوانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کی اقسام اور ٹیکنالوجیز، LFP بنیادی طور پر روزانہ-سائیکلنگ ایپلی کیشنز کے لیے ڈیفالٹ بن گیا ہے۔ کوئی کوبالٹ کا مطلب ہے مستحکم سپلائی چین۔ سائیکل کی زندگی حقیقی-عالمی اسٹیشنری تنصیبات میں NMC کو 40–60 فیصد تک بڑھا دیتی ہے۔ اور حفاظتی مارجن-270 ڈگری تھرمل رن وے تھریشولڈ بمقابلہ NMC کی ~150 ڈگری - انشورنس انڈر رائٹنگ اور پرمٹنگ کے لیے ایک واضح فرق بناتا ہے، خاص طور پر مقبوضہ عمارتوں سے ملحق سائٹوں پر۔

EMS پرت وہ جگہ ہے جہاں بچت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔ توانائی کے نظم و نسق کا ایک اچھی طرح سے ترتیب شدہ نظام یوٹیلیٹی ریٹ، موسم کے ڈیٹا، سہولت کے بوجھ کے پیٹرن، اور بیٹری کی حالت کو ٹریک کرتا ہے، ریئل ٹائم میں چارج/ڈسچارج شیڈول کو ایڈجسٹ کر کے ریٹ اسپریڈ کیپچر کرنے کے لیے جو دستی شیڈولنگ مکمل طور پر چھوٹ جائے گی۔ پیشن گوئی کرنے والے الگورتھم آلات کے آغاز کو حیران کر سکتے ہیں، شمسی توانائی سے پیدا ہونے والے منحنی خطوط کے ساتھ خارج ہونے والے مادہ کو ہم آہنگ کر سکتے ہیں، اور سیل کے طویل مدتی انحطاط کے خلاف روزانہ کی آمدنی کو متوازن کر سکتے ہیں۔ بنیادی ٹائمر پر مبنی کنٹرولر اور پیشین گوئی کرنے والے EMS کے درمیان فرق؟ اکثر ایک ہی ہارڈ ویئر سے سالانہ بچت میں 20-30 فیصد۔

لوڈ شفٹنگ کے لیے عام BESS کنفیگریشنز

سائز کا انحصار لوڈ پروفائل پر ہوتا ہے، لیکن یہاں یہ ہے کہ یہ کیسے ٹوٹتا ہے:

چھوٹے سے درمیانے سائز کا کمرشل (100–500 kWh):بیرونی کابینہ کے نظام یہاں اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ پولینوول کابیرونی کابینہ BESS60 kW / 121 kWh سے 125 kW / 241 kWh رینج میں زیادہ تر تجارتی عمارتوں کے لیے 2-4 گھنٹے کی طلب کا احاطہ کیا جاتا ہے۔ وہ پارکنگ ایریاز، چھتوں، یا مکینیکل یارڈز میں فٹ ہوتے ہیں، کم سے کم سائٹ کی تیاری کے ساتھ موجودہ برقی پینلز سے منسلک ہوتے ہیں، اور مربوط BMS، مائع کولنگ، اور فائر سپریشن کے ساتھ جہاز بھیجتے ہیں 100 کلو واٹ انورٹر کے ساتھ 200 کلو واٹ کی کابینہ جوڑ کر عمارت کی دوپہر کی بڑھتی ہوئی رفتار سے 100 کلو واٹ شیو کرتی ہے۔ اگر آپ کا ڈیمانڈ چارج $15/kW/ماہ چلتا ہے، تو اس ایک اقدام سے $1,500/ماہ کی بچت ہوتی ہے۔

صنعتی اور بڑا کیمپس (1 MWh+):کنٹینرائزڈ سسٹمز۔ ایک معیاری پولینوول 20-فٹ کنٹینر جس میں LFP کی گنجائش 1–2 میگاواٹ ہے جس میں 500 کلو واٹ پاور کنورژن سسٹم سائیکل ایک دہائی سے زائد عرصے تک روزانہ چلتا ہے۔ ملٹی-کنٹینر کی تعیناتیوں کا پیمانہ 5 MWh اور اس سے زیادہ ہے۔ یہ یونٹ مکمل طور پر مربوط ہوتے ہیں{10}}بیٹری ریک، پی سی ایس، تھرمل مینجمنٹ، فائر سپریشن، اور بی ایم ایس تمام سامان بھیجنے سے پہلے فیکٹری میں ٹیسٹ کیے جاتے ہیں۔ کمیشن کرنے میں عام طور پر ہفتے لگتے ہیں، نہ کہ وہ مہینے جو آپ علیحدہ بیٹری، انورٹر، اور وینڈرز کو کنٹرول کرنے میں گزاریں گے۔

توانائی کی لچک: ایک بلٹ-بونس میں

لوڈ-شفٹنگ BESS میں پہلے سے ہی بیک اپ پاور کے لیے بنیادی ڈھانچہ موجود ہے۔ گرڈ کی بندش کے دوران، وہی بیٹریاں جو عام طور پر شرح ثالثی کو بہتر بناتی ہیں، ہسپتالوں، ڈیٹا سینٹرز، واٹر ٹریٹمنٹ، مسلسل مینوفیکچرنگ کو-چلاتی رہتی ہیں۔ موجودہ سسٹم میں بیک اپ کی اہلیت کو شامل کرنے سے اسٹینڈ اکیلے بیک اپ کی تعیناتی کا ایک حصہ خرچ ہوتا ہے۔ اسے آن-سائٹ سولر کے ساتھ جوڑیں اور سسٹم مکمل طور پر جزیرے میں آسکتا ہے۔

یہ زیادہ تر منصوبوں کے لیے بنیادی مالیاتی ڈرائیور نہیں ہے۔ لیکن یہ خطرے کے حساب کتاب کو تبدیل کرتا ہے، خاص طور پر ان سہولیات کے لیے جہاں چار-گھنٹے کی بندش کی قیمت خود بیٹری سسٹم سے زیادہ ہوتی ہے۔

BESS لوڈ شفٹنگ کے لیے مالیاتی کیس بنانا

اپنا یوٹیلیٹی بل نکالیں۔ ڈیمانڈ چارجز کو انرجی چارجز سے الگ کریں۔ اپنے TOU ریٹ کا شیڈول تلاش کریں اور ہائی-ریٹ اور کم-ریٹ ونڈوز کے درمیان پھیلاؤ کو نوٹ کریں۔ پھر 12 مہینوں کے وقفہ میٹر ڈیٹا کو حاصل کریں

یہاں ایک کام کی مثال ہے. کہتے ہیں کہ آپ ٹیکساس میں 200,000 مربع فٹ کی مینوفیکچرنگ سہولت چلاتے ہیں جس میں 2 میگاواٹ کی سب سے زیادہ ڈیمانڈ، $14/kW/ماہ کی ڈیمانڈ چارج، اور $0.12/kWh آف-پیک اور آن-چوٹی کی شرحوں کے درمیان پھیلی ہوئی ہے۔ آپ 1 MWh / 500 kW کا کنٹینرائزڈ BESS انسٹال کرتے ہیں۔

یہ نظام آپ کی ماہانہ چوٹی سے 400 کلو واٹ کی کمی کرتا ہے۔ $14/kW پر، یہ $5,600/ماہ صرف ڈیمانڈ چارج کی بچت ہے-$67,200 ایک سال کے دوران۔ توانائی کے ثالثی پر پرت: 1 MWh روزانہ $0.12/kWh پر سائیکل چلانا 90% راؤنڈ-ٹرپ کی کارکردگی کے ساتھ 250 آپریٹنگ دنوں میں تقریباً $27,000 فی سال حاصل کرتا ہے۔ مشترکہ سالانہ بچت تقریباً $94,000 ہے۔ $350,000–$400,000 کی مکمل طور پر انسٹال شدہ لاگت کے خلاف، آپ مراعات سے پہلے 4 سے 4.5 سال کی ادائیگی کو دیکھ رہے ہیں۔ وفاقی سرمایہ کاری ٹیکس کریڈٹ کا اطلاق کریں اور یہ تقریباً 3 سال تک گر جائے گا۔

ڈیمانڈ رسپانس پروگراموں کی پرت سب سے اوپر ہے۔ کچھ یوٹیلیٹیز اندراج شدہ بیٹری کی گنجائش کے لیے $50–$200/kW/سال ادا کرتی ہیں۔ 500 کلو واٹ سسٹم کے لیے، یہ مارکیٹ اور پروگرام کے ڈھانچے کے لحاظ سے سالانہ آمدنی میں مزید $25,000–$100,000 ہے۔

تنظیموں کی منصوبہ بندی کے لیےبڑے-پیمانے پر بیٹری توانائی ذخیرہ کرنے کے منصوبےاقتصادیات میں بہتری آتی رہتی ہے۔ بیٹری کے اخراجات اب بھی گر رہے ہیں۔ زیادہ تر بازاروں میں روزانہ کی چوٹیوں اور رات بھر کی کھڑکیوں کے درمیان شرح کا فرق بڑھتا جا رہا ہے۔ دونوں رجحانات ادائیگی کی مدت کو کم کرتے ہیں۔

صحیح BESS کے ساتھ لوڈ شفٹنگ پروجیکٹ کیسے شروع کریں۔

1. ڈیٹا کے ساتھ شروع کریں، سامان سے نہیں۔توانائی کا آڈٹ چلائیں، گھنٹے کے حساب سے کھپت کا نقشہ بنائیں، اور شناخت کریں کہ کون سے بوجھ دراصل پیداوار میں خلل ڈالے حرکت کر سکتے ہیں۔ عام امیدواروں میں HVAC پری کنڈیشننگ، واٹر ہیٹنگ، EV فلیٹ چارجنگ، اور بیچ پروسیسنگ شامل ہیں۔ کچھ سہولیات سے پتہ چلتا ہے کہ ان کی طلب میں اضافے کا 30-40 فیصد ان عملوں سے آتا ہے جو آسانی سے کسی مختلف ٹائم سلاٹ میں منتقل ہو سکتے ہیں۔ دوسروں کو لگتا ہے کہ ان کی چوٹیوں کو پروڈکشن کے نظام الاوقات میں بند کر دیا گیا ہے، جس کا مطلب ہے کہ بیٹری کو پوری شفٹ کو جذب کرنا پڑتا ہے۔
2. ڈیمانڈ ڈیلٹا کا سائز، کل کھپت نہیں۔پولینوول کی انجینئرنگ ٹیم وقفہ میٹر ڈیٹا کا تجزیہ، مختلف کنفیگریشنز کے تحت ڈیمانڈ چارج اور ثالثی بچت کی ماڈلنگ، اور سائٹ کے لیے صحیح کیبنٹ یا کنٹینرائزڈ سسٹم کی وضاحت کے لیے باقاعدگی سے یہ کام کرتی ہے۔ 50,000 کلو واٹ فی مہینہ استعمال کرنے والی سہولت کے لیے ضروری نہیں کہ بڑی بیٹری کی ضرورت ہو۔ اس کو صرف 200 کلو واٹ گھنٹہ کی ضرورت ہو سکتی ہے کہ ڈیمانڈ اسپائک کو کلپ کرنے کے لیے جو بل کا 35 فیصد ہے۔ سب سے بڑی غلطیاں اس وقت ہوتی ہیں جب سسٹمز اصل چوٹی-سے-آف-پیک گیپ کی بجائے کل kWh کی بنیاد پر بڑے ہوجاتے ہیں۔
3. خریداری سے پہلے تعمیل کی تصدیق کریں۔یقینی بنائیں کہ آپ کے سسٹم میں UL 9540 سرٹیفیکیشن اور UL 9540A فائر ٹیسٹ ڈیٹا ہے-یہ براہ راست اجازت دینے کی ٹائم لائنز اور انشورنس کی اہلیت کو متاثر کرتے ہیں۔ پولینوول سسٹمز دونوں کے ساتھ، LFP سیلز، مربوط BMS، مائع کولنگ، اور فائر سپریشن کے ساتھ بھیجتے ہیں، تمام فیکٹری-کی جانچ کی جاتی ہے اور ڈیلیوری کے ہفتوں کے اندر اندر کام کرنے کے لیے تیار ہے۔
4. انسٹال کرنے کے بعد مسلسل آپٹمائز کریں۔ماہانہ کارکردگی کو ٹریک کریں۔ اپنے چارج/ڈسچارج ونڈوز کو ایڈجسٹ کریں کیونکہ ریٹ شیڈولز موسمی طور پر تبدیل ہوتے ہیں اور سہولت کے بوجھ میں تبدیلی آتی ہے۔ وہ پروجیکٹس جو بہترین منافع حاصل کرتے ہیں وہ ہیں جہاں کوئی دراصل ڈیش بورڈ کو دیکھ رہا ہے-وہ نہیں جہاں بیٹری آٹو پر بیٹھتی ہے اور کوئی بھی یہ نہیں چیک کرتا ہے کہ آیا EMS کی ترتیبات اب بھی موجودہ شرح کے ڈھانچے سے میل کھاتی ہیں۔