Energian varastointi:
Usein kysytyt kysymykset
Energian varastointiratkaisuja koskevia kysymyksiä ja vastauksia.
Energian varastointi parantaa olennaisesti tapaa, jolla tuotamme, toimitamme ja käytämme sähköä. Energian varastoinnista on hyötyä hätätilanteissa, kuten myrskyjen aiheuttamien sähkökatkojen, laiterikkojen tai onnettomuuksien aikana. Energian varastoinnin käänteentekevin ominaisuus on kuitenkin sen kyky välittömästi tasapainottaa sähkön kysyntää ja tarjontaa, joka lisää sähköverkkojen kestävyyttä ja tehokkuutta.
Oma energian varastointijärjestelmä mahdollistaa suuremman riippumattomuuden sähköverkosta ja paremman valmiuden verkon häiriötilanteissa, sekä huomattavasti pienemmät sähkökustannukset. Energian varastointi tukee uusiutuvan energian tuotantoa, sillä voit varastoida päivällä tuottamasi energian ja käyttää sitä illalla tai huippukysynnän aikaan.
Energian varastoinnin avulla voit myös hyödyntää sähkön hinnan päivittäistä vaihtelua ostamalla sähköä päivän halvimpaan hintaan ja käyttämällä sitä kalliimpien tuntien aikana.
Eikä siinä kaikki. Energiavaraston omistajana voit osallistua taajuusreservimarkkinoille tarjoamalla taajuusohjattua kapasiteettia kantaverkkoyhtiölle, joka maksaa päivittäin vaihtelevaa hintaa tarjotusta taajuusohjatusta reservistä.
Sähköverkon taajuusreservimarkkina on ylivoimaisesti yksi parhaista energiavaraston käyttökohteista.
Meiltä kysytään usein energian varastoinnin hintaa yhdelle megawatille.
Vastaus on se, että hinta voi vaihdella 500 000 ja 5 miljoonan euron välillä.
Energian varastoinnin hinta määräytyy todellisuudessa suurelta osin käytetyn kapasiteetin eli akkuun varastoidun energian määrän perusteella, joka määritellään kilowattitunteina (kWh) tai megawattitunteina (MWh).
Akkuteknologian tuotekehitys edistyy jatkuvasti ja Li-ion-akuista tulee koko ajan edullisempia, joka laskee myös energian varastointiin käytettävien järjestelmien hintoja. Pienempien järjestelmien kohdalla hintojen lasku on hitaampaa kuin suurempien järjestelmien. Voidaan sanoa, että energian varastointiin käytettävien laitteistojen keskihinta on 320–700 €/kWh, riippuen järjestelmän koosta ja ominaisuuksista sekä teknologisen kehityksen asteesta.
Ohjeemme on, että aina kannattaa miettiä millaisia ominaisuuksia energiavarastolta halutaan ja millä tehon ja energiakapasiteetin välisellä suhteella varastointijärjestelmästä saavutetaan paras mahdollinen tuotto.
Sähkötehon mitoituskapasiteetti on akkupohjaisen energian varastointijärjestelmän (BESS) yhteenlaskettu hetkellinen purkautumisteho kilowatteina (kW) tai megawatteina (MW), tai BESS-järjestelmän maksimipurkautumisnopeus täyteen ladattuna.
Energiakapasiteetti on varastoitavan energian enimmäismäärä kilowattitunteina (kWh) tai megawattitunteina (MWh). Tämä kapasiteetti ilmaistaan usein ns. tasavirtaisena (DC) nimelliskapasiteettina, joka on Li-ion-akun todellinen kapasiteetti akun navoista mitattuna. Koska tasavirtainen nimelliskapasiteetti ei kuitenkaan ole käytettävissä koko järjestelmän alueella, tosiasiallinen käytettävissä oleva kapasiteetti ilmaistaan yleensä ns. vaihtovirtaisena (AC) nimelliskapasiteettina, jossa otetaan huomioon akun käyttöraja (yleensä 90–95 % akun tasavirtakapasiteetista) ja muuntohyötysuhde (95–98 %). Yleisesti voidaan sanoa, että järjestelmän käytettävissä oleva nimellinen vaihtovirtakapasiteetti on noin 90 % akun nimelliskapasiteetista.
Varastointiaika merkitsee aikaa, jonka varastoyksikkö voi purkaa kapasiteettiaan ennen tyhjentymistä. Esimerkiksi akun, jonka tehokapasiteetti on 1 MW ja käytettävissä oleva energiakapasiteetti on 2MWh tarkoittaa, että energiavaraston sähköenergian tuottoaika nimellisellä maksimiteholla on kaksi tuntia.
Käyttöikä on se aika tai syklien määrä, jonka akkupohjainen varastointijärjestelmä kykenee latautumaan ja purkautumaan säännöllisesti ennen järjestelmän merkittävää heikentymistä.
Itsepurkautuminen tapahtuu tilanteessa, jossa akun varaus (tai varastoidun energian määrä) laskee sisäisen kemiallisen reaktion tuloksena tai ilman, että purkautuminen tuottaa energiaa verkkoon tai asiakkaalle. Itsepurkautuminen, joka ilmaistaan tietyn ajan kuluessa menetettyä varausta kuvaavana prosenttimääränä, vähentää purkautumiseen käytettävissä olevan energian määrää ja on merkittävä tekijä kun valitaan akkuja pitkäkestoisempaan käyttöön.
Varaustila, joka ilmaistaan prosenttimääränä, kuvaa akun varautumisen sen hetkistä tilaa, ja se vaihtelee täysin purkautuneesta täyteen varaukseen. Varaustila vaikuttaa akun kulloiseenkin kykyyn toimittaa energiaa verkkoon.
Kokonaishyötysuhde (round-trip efficiency) on prosenttimäärä, joka kuvaa akkuun varastoidun energian ja siitä purkautuvan energian välistä suhdetta. Se voi kuvata akkujärjestelmän yhteenlaskettua DC/DC- tai AC/AC-hyötysuhdetta, joka sisältää itsepurkautumisen ja muiden sähköhäviöiden aiheuttaman hävikin. Vaikka jotkut akkuvalmistajat viittaavat DC/DC-hyötysuhteeseen, se ei kuvaa järjestelmän todellista kapasiteettia. AC/AC-hyötysuhde on yleensä paljon tärkeämpi ominaisuus energian varastointijärjestelmien operaattoreille, sillä ne tarkastelevat akun latautumista ja purkautumista vain sähkövoimajärjestelmään liittymisen kannalta, jossa käytetään vaihtovirtaa.
Energiavarastot ovat varsin huoltovapaita, eivätkä siis vaadi liiemmin ylläpitoa.
Energian varastointijärjestelmä ei periaatteessa sisällä liikkuvia tai kuluvia osia. Toteutusratkaisusta riippuen jäähdytysjärjestelmä on käytännössä laitteiston ainoa osa, joka vaatii vuosittaista huoltoa, ja joka sekin koostuu lähinnä suodattimien vaihtamisesta ja puhdistamisesta.
Energian varastointijärjestelmille luvataan usein noin kymmenen vuoden elinikä.
Vaikka tämä onkin hyvä yleissääntö, on se silti hieman harhaanjohtava, sillä todellisen käyttöiän ratkaisevat käyttökohde ja päivittäisten lataus- ja purkusyklien määrä.
Nykyiset (2022) akut suoriutuvat keskimäärin noin 6 000–8 000:sta täydestä lataus- ja purkusyklistä ennen kuin niiden varaustaso on laskenut noin 70 %:iin alkuperäisestä, joka tarkoittaa, että niiden käyttöikä energian varastointitarkoituksiin on täyttynyt.
Usein ajatellaan, että 6 000–8 000 sykliä (tai kymmenen vuotta) on koko energian varastointijärjestelmän elinkaaren pituus, mutta asian laita ei suinkaan ole näin.
Energiavarasto itsessään on laite, jonka akku voidaan helposti vaihtaa, kun sen käyttöikä täyttyy. Esimerkiksi akkujen hinnat tulevat seuraavien kymmenen vuoden aikana laskemaan murto-osaan nykyhintatasosta, joka tarkoittaa sitä, että järjestelmän käyttöikää voidaan helposti pidentää 10–15 vuodella melko alhaisin kustannuksin.
