Magazyny energii a optymalizacja kosztów energii w zakładach produkcyjnych

Spis treści

1. Jak magazyny energii wpływają na obniżenie kosztów energii w produkcji
2. Korzyści z magazynowania energii w kontekście optymalizacji zużycia
3. Rola magazynów energii w planowaniu i zarządzaniu kosztami energii
4. Przykład inwestycji w magazyny energii
5. Podsumowanie

Jak magazyny energii wpływają na obniżenie kosztów energii w produkcji

Magazyny energii pozwalają na przechowywanie nadwyżek energii elektrycznej – zarówno tej pochodzącej z odnawialnych źródeł, jak i pozyskiwanej z sieci w godzinach tańszej taryfy – a następnie jej wykorzystanie w momentach najwyższego zapotrzebowania lub droższej energii.

Kluczowe sposoby na obniżenie kosztów:

• Unikanie i redukowanie opłat – firmy, rozliczane na podstawie taryf wielostrefowych posiadają różne stawki za pobór energii w różnych godzinach doby. Magazyny energii pozwalają zasilać zakład z własnych zasobów w godzinach szczytowych, gdy cena energii jest najwyższa, co prowadzi do redukcji kosztów zakupu energii. Ponadto magazyny energii zapobiegają przekraczaniu mocy zamówionej, ponieważ pozwalają zasilać zakład z własnych zasobów, co prowadzi do uniknięcia dodatkowych kosztów naliczanych za wystąpienie przekroczeń.
• Zwiększenie autokonsumpcji OZE – własna instalacja PV czy turbina wiatrowa produkuje najwięcej energii w określonych porach dnia, które nie zawsze pokrywają się z szczytem zapotrzebowania w zakładzie. Magazyn energii umożliwia magazynowanie nadwyżek i wykorzystanie ich wtedy, gdy są najbardziej potrzebne.
• Stabilizacja pracy maszyn i urządzeń – nagłe wahania napięcia mogą powodować zakłócenia w pracy urządzeń, co przekłada się na straty produkcyjne i finansowe. Magazyny energii pozwalają na buforowanie energii i utrzymanie stabilnych parametrów zasilania.

Korzyści z magazynowania energii w kontekście optymalizacji zużycia

Oprócz bezpośredniego wpływu na obniżenie kosztów energii, magazynowanie energii oferuje szereg korzyści operacyjnych, technicznych i środowiskowych:

• Lepsze zarządzanie zużyciem energii – magazyn energii umożliwia planowanie i sterowanie poborem energii w sposób inteligentny, w oparciu o dane z monitoringu i prognozy zapotrzebowania.
• Zwiększenie niezależności energetycznej – w przypadku przerw w dostawie energii z sieci, zakład może kontynuować pracę dzięki energii z magazynu. Jest to szczególnie istotne w branżach, gdzie przestój produkcji wiąże się z dużymi stratami finansowymi.
• Spełnianie wymagań zrównoważonego rozwoju – wykorzystanie energii z  magazynów wspiera dekarbonizację, co ma znaczenie zarówno dla wizerunku firmy, jak i w kontekście raportowania ESG.

Rola magazynów energii w planowaniu i zarządzaniu kosztami energii

Współczesne zakłady produkcyjne nie mogą sobie pozwolić na bierne podejście do kosztów energii. Coraz częściej wprowadzane są systemy zarządzania energią (EMS – Energy Management System), które w czasie rzeczywistym monitorują i optymalizują zużycie energii.

W takim środowisku magazyny energii pełnią rolę aktywnego komponentu systemu zarządzania:

• Planowanie zużycia energii na podstawie analizy danych – Połączenie EMS z magazynem energii pozwala tworzyć harmonogramy zasilania oparte o taryfy energetyczne, prognozy zużycia i dostępność energii z OZE.
• Integracja z innymi systemami automatyki przemysłowej – Magazyn energii może współdziałać z systemami BMS czy SCADA, co umożliwia automatyczne przełączanie źródeł zasilania w zależności od warunków.
• Udział w rynku mocy lub usługach elastyczności – magazyny energii mogą brać udział w programach zarządzania popytem, otrzymując wynagrodzenie za gotowość do ograniczenia poboru energii w krytycznych momentach sieciowych. Jednakże świadczenie takich usług wymaga spełnienia szeregu wymogów.

Jakie technologie magazynowania energii są najskuteczniejsze w redukcji kosztów energii?

W kontekście zakładów produkcyjnych najczęściej rozważane są magazyny bazujące na technologii litowo-żelazowo-fosforanowe ze względu na ich wysoką sprawność, szybkość reakcji i możliwość wielu cykli ładowania/rozładowania. Jednak w zależności od charakterystyki zakładu mogą być stosowane również inne rozwiązania:

• magazyny z bateriami litowo-żelazowo-fosforanowymi (LiFePO4) – najczęściej stosowane, o wysokiej gęstości energetycznej i długiej żywotności,
• baterie kwasowo-ołowiowe (VRLA) – tańsze, ale mniej wydajne i o krótszej żywotności,
• superkondensatory – sprawdzają się w aplikacjach wymagających bardzo szybkiego ładowania i rozładowania,
• magazyny cieplne lub sprężonego powietrza – wykorzystywane w zakładach z dużym zapotrzebowaniem na ciepło lub powietrze technologiczne,

Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy od wielu czynników: profilu zużycia energii, dostępności przestrzeni, wymogów technologicznych oraz możliwości finansowych przedsiębiorstwa.

Przykład inwestycji w magazyny energii

Jednym z przykładów wdrożenia magazynów energii jest inwestycja w Ochotnicy Dolnej. Zrealizowano tam innowacyjny projekt magazynu energii elektrycznej, który stanowi przykład nowoczesnych rozwiązań w zakresie energetyki rozproszonej w Polsce. Projekt ten został zrealizowany we współpracy z firmą Elsta oraz TAURON Dystrybucja, przy wsparciu badaczy z Akademii Górniczo-Hutniczej (AGH).

Skład i funkcje magazynu energii w Ochotnicy Dolnej

Magazyn energii w Ochotnicy Dolnej został zaprojektowany jako modułowy system BESS (Battery Energy Storage System) o mocy 50 kW i pojemności 125 kWh. Jego głównym zadaniem jest stabilizacja lokalnej sieci energetycznej oraz zwiększenie efektywności wykorzystania odnawialnych źródeł energii, takich jak instalacje fotowoltaiczne.

Główne komponenty systemu:

• Moduły akumulatorowe - magazyn wykorzystuje akumulatory litowo-jonowe (Li-ion), które charakteryzują się wysoką gęstością energii oraz długą żywotnością.
• Inwerter dwukierunkowy - umożliwia zarówno ładowanie, jak i rozładowywanie magazynu energii, co pozwala na elastyczne zarządzanie przepływem energii w zależności od aktualnych potrzeb sieci.
• System zarządzania energią (EMS) - zaawansowany system monitorujący i sterujący pracą magazynu, który optymalizuje jego działanie w czasie rzeczywistym, uwzględniając prognozy zużycia i produkcji energii.
• System chłodzenia i zabezpieczeń - zapewnia utrzymanie odpowiednich warunków pracy magazynu oraz chroni przed potencjalnymi zagrożeniami, takimi jak przegrzanie czy przeciążenie.

Korzyści z wdrożenia magazynu energii

Implementacja magazynu energii w Ochotnicy Dolnej przyniosła szereg korzyści:

zwiększenie niezależności energetycznej
Magazyn umożliwia gromadzenie nadwyżek energii produkowanej lokalnie, co pozwala na jej wykorzystanie w okresach większego zapotrzebowania lub w przypadku przerw w dostawie energii z sieci.

optymalizacja kosztów energii
Dzięki możliwości magazynowania energii w godzinach, gdy jest ona tańsza, i wykorzystywania jej w okresach droższych taryf, możliwe jest znaczące obniżenie kosztów energii elektrycznej.

stabilizacja pracy sieci
Magazyn energii pomaga w utrzymaniu stabilnych parametrów zasilania, co jest szczególnie istotne w przypadku wahań napięcia czy nagłych zmian obciążenia.

wsparcie dla odnawialnych źródeł energii
Integracja magazynu z lokalnymi instalacjami OZE, takimi jak panele fotowoltaiczne, pozwala na efektywniejsze wykorzystanie produkowanej energii i minimalizację jej strat.

Projekt w Ochotnicy Dolnej stanowi przykład efektywnego wykorzystania nowoczesnych technologii w celu poprawy efektywności energetycznej i niezawodności lokalnych systemów zasilania.

Podsumowanie

Poznaj ofertę Grupy ASTAT i wybierz rozwiązanie, które zapewni Twojej firmie realne oszczędności i niezawodność na lata.

Magazyny energii w zakładach produkcyjnych stają się nie tylko sposobem na zwiększenie niezależności energetycznej, ale przede wszystkim realnym narzędziem wspierającym optymalizację kosztów energii. Dzięki odpowiedniemu dobraniu technologii, integracji z systemami zarządzania energią oraz wykorzystaniu danych do planowania zużycia, firmy mogą znacząco ograniczyć swoje wydatki na energię, zwiększyć stabilność procesów produkcyjnych i sprostać wymaganiom związanym z transformacją energetyczną.

Poznaj ofertę Grupy ASTAT i wybierz rozwiązanie, które zapewni Twojej firmie realne oszczędności i niezawodność na lata.