По мере того как глобальная энергетическая система переходит к децентрализации, традиционная модель — крупные централизованные электростанции, обеспечивающие одностороннюю подачу электроэнергии потребителям — быстро развивается. Сегодня такие технологии, как... распределенные энергетические ресурсыСистемы хранения энергии на основе батарей и виртуальные электростанции меняют способы производства, хранения и потребления электроэнергии.
Эта трансформация определяется двумя основными понятиями: энергетические системы «за счетчиком» (Behind-the-Meter, BTM) и «перед счетчиком» (Front-of-the-Meter, FTM).
Понимание различий между этими двумя моделями имеет решающее значение для домовладельцев, предприятий, застройщиков и коммунальных предприятий, стремящихся оптимизировать затраты на энергию, повысить устойчивость и достичь целей устойчивого развития. В этой статье представлено подробное сравнение солнечных систем BTM и FTM, рассмотрены их области применения, преимущества и проблемы.
Что такое солнечная энергия, устанавливаемая за счетчиком (Behind-the-Meter, BTM)?
Системы «за счетчиком» (Behind-the-Meter, BTM) — это энергетические системы, устанавливаемые после основного счетчика электроэнергии и напрямую подающие электричество в дом, офис или промышленное предприятие. В этой модели энергия, вырабатываемая солнечными панелями или хранящаяся в батареях, потребляется преимущественно на месте.
В отличие от крупномасштабные коммунальные проектыСистемы BTM ориентированы на пользователя, позволяя владельцам контролировать потребление энергии и оптимизировать экономию средств.
Как работают системы BTM?
Типичная конфигурация BTM включает в себя:
- Солнечные фотоэлектрические (PV) панели
- Аккумуляторная система хранения энергии (BESS)
- Инвертор и система управления энергопотреблением
Электроэнергия, вырабатываемая солнечными батареями, сначала используется для питания местных потребителей. Избыточная энергия может быть использована для:
- Хранить в батареях для последующего использования.
- Экспорт в энергосеть (в зависимости от политики и архитектуры системы).
Во время отключений электросети аккумуляторные системы могут обеспечивать резервное питание, гарантируя бесперебойную работу критически важных нагрузок.
Типичные приложения BTM
Системы BTM широко применяются в жилых, коммерческих и небольших промышленных объектах:
- Солнечная энергия для жилых домов + система хранения энергии на основе аккумуляторов – Владельцы домов устанавливают на крышах солнечные панели в сочетании с аккумуляторами, чтобы максимизировать собственное потребление и снизить зависимость от электросети.
- Коммерческие системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESSПредприятия используют батареи для управления пиковыми нагрузками, что позволяет существенно экономить на счетах за электроэнергию.
- Решения для резервного электропитания – обеспечивают непрерывность работы во время отключений электроэнергии, что крайне важно для больниц, центров обработки данных и производственных предприятий.
Пример: A 10 кВт бытовая солнечная система в сочетании с 20 kWh аккумулятор Может покрывать 80–90% суточных потребностей домохозяйства в электроэнергии в солнечных регионах, таких как Калифорния или Испания, а также обеспечивать резервное электроснабжение до 24 часов во время отключений электросети.
Основные преимущества BTM
- Сниженные счета за электричествоСогласно данным Международного энергетического агентства (МЭА), собственное потребление солнечной энергии может снизить расходы домохозяйств на электроэнергию на 20–50%, в зависимости от тарифной структуры и степени проникновения солнечной энергии.
- Энергетическая независимостьСистемы BTM снижают зависимость от электроэнергии из сети, обеспечивая защиту от волатильности цен и перебоев в электроснабжении.
- Участие в сетевых услугах: Благодаря таким программам, как «Виртуальные электростанции» (VPPПользователи BTM могут монетизировать свои активы, предоставляя услуги по управлению спросом, продавая накопленную энергию в часы пиковой нагрузки.
- Повышенная стоимость недвижимостиИсследования Министерства энергетики США показывают, что дома с солнечными батареями могут продаваться на 4% дороже, чем аналогичные объекты недвижимости.
Ограничения BTM
- Масштабные ограниченияОбычно диапазон значений составляет от 5. kWh до ~10 MWh
- Первоначальные инвестицииТребуется капиталовложение для установки.
- Операционная сложностьТребуется мониторинг и оптимизация системы.
Что такое солнечная электростанция, устанавливаемая перед счетчиком (FTM)?
Системы, устанавливаемые непосредственно перед счетчиком (Front-of-the-meter, FTM), относятся к энергетическим системам, устанавливаемым на стороне энергокомпании и подающим электроэнергию напрямую в сеть, а не конкретному конечному потребителю. Как правило, такие системы принадлежат и эксплуатируются энергетическими компаниями, независимыми производителями электроэнергии (IPPs) или государственными органами.
Как работают системы FTM
Системы FTM вырабатывают электроэнергию в больших масштабах и подают ее в передающую или распределительную сеть. Доход формируется за счет:
- оптовые рынки электроэнергии
- Рынки мощности
- Вспомогательные услуги (регулирование частоты, поддержка напряжения)
Типичные приложения FTM
Системы FTM, как правило, включают в себя:
- Крупномасштабные солнечные и ветровые электростанции – Крупные электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии, подают электроэнергию в сеть.
- Системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей в масштабах энергосети (BESS) – Складские помещения на 100 единиц MWh или более того, что стабилизирует энергосеть и позволяет накапливать избыточную возобновляемую энергию.
- оптовые энергетические проекты – Электростанции, продающие электроэнергию коммунальным предприятиям или на оптовый рынок.
Пример: Проект Solar Star мощностью 1.2 ГВт в Калифорнии подает в сеть достаточно электроэнергии для обеспечения более 250 000 домов, демонстрируя масштабность систем FTM.
Основные преимущества FTM
- Стабильность и гибкость сетиСистемы FTM помогают сбалансировать спрос и предложение, особенно в случае с возобновляемыми источниками энергии с переменной выработкой, такими как солнечная и ветровая энергия. Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) подчеркивает, что крупномасштабные системы хранения энергии могут сократить ограничения выработки возобновляемой энергии до 40% в сценариях с высокой степенью проникновения возобновляемых источников.
- Огромная энергетическая емкостьПроекты FTM работают в масштабах коммунальных предприятий, часто обеспечивая электроэнергией целые города. Например, крупные солнечные электростанции могут превышать мощность в 500 МВт, обеспечивая электроэнергией сотни тысяч домов.
- Возможности получения доходаОператоры FTM получают доход за счет: оптовой продажи электроэнергии, рынков сетевых услуг, долгосрочных соглашений о покупке электроэнергии (PPA).
Ограничения FTM
- Высокие капитальные затратыИнфраструктура и приобретение земли обходятся дорого.
- Сложные процедуры получения разрешений и регулирования.
- Прямая выгода для отдельных пользователей не предусмотрена. (например, отсутствие резервного источника питания)
Солнечные батареи, устанавливаемые за счетчиком, и солнечные батареи, устанавливаемые перед счетчиком.
| Характеристика | Солнечные батареи, устанавливаемые за счетчиком | Солнечные батареи, расположенные перед счетчиком |
|---|---|---|
| Основное местоположение | Со стороны потребителя счетчик электроэнергии | Коммунальная сторона потребительского счетчика |
| Главное предложение | Снижение затрат на электроэнергию на объекте, повышение устойчивости, поддержка собственного потребления. | Поставка электроэнергии или услуг в общую энергосеть. |
| Типичные пользователи | Владельцы жилых домов, коммерческие здания, заводы, кампусы | Коммунальные предприятия, независимые производители электроэнергии, разработчики проектов солнечной энергетики для местных сообществ, крупные инвесторы в энергетический сектор. |
| Логика получения дохода | Экономия на счетах за коммунальные услуги, экспортные кредиты, снижение платы за потребление электроэнергии. VPP или выплаты по распределенным источникам энергии, если таковые имеются. | Оптовая продажа электроэнергии, соглашения о покупке электроэнергии, платежи за мощность, вспомогательные услуги. |
| Типичный акцент в дизайне | Согласование нагрузки на месте и тарифной структуры. | Максимизация выработки электроэнергии и качества сетевых услуг. |
| Резервное питание | Часто это возможно при использовании систем управления хранением данных и автономной работой. | Обычно не выполняет прямое резервное копирование данных конечного пользователя. |
| Общий масштаб | Часто это системы, устанавливаемые на крышах или на территории объекта, нередко мощностью менее 1 МВт, согласно отчетам EIA по маломасштабным системам. | Обычно это электростанции промышленного масштаба, как правило, мощностью 1 МВт и выше. |
1. Основная цель
BTM Solar
Главная цель — снизить затраты потребителя на электроэнергию и повысить устойчивость энергосистемы. Экономия часто достигается за счет собственного потребления, снижения пиковой нагрузки, уменьшения закупок электроэнергии в зависимости от времени суток и наличия резервных источников питания.
FTM Solar
Главная цель — производство электроэнергии для сети и получение дохода за счет контрактов или участия в рынке.
2. Типичная шкала
BTM Solar
Проекты BTM обычно меньше по размеру, хотя коммерческие и промышленные системы также могут быть значительными. Мощность бытовых систем обычно измеряется в киловаттах, в то время как коммерческие системы могут достигать мегаваттного класса.
FTM Solar
Проекты FTM, как правило, намного крупнее и часто начинаются с пороговых значений, характерных для электростанций промышленного масштаба. EIA определяет генерацию электроэнергии промышленного масштаба как 1 МВт и выше, а многие современные солнечные электростанции имеют мощность в десятки или сотни мегаватт.
3. Кому принадлежит система?
BTM Solar
Право собственности часто принадлежит:
- Домовладельцы
- Компании
- Владельцы зданий
- Сторонние поставщики услуг лизинга или соглашений о покупке электроэнергии (PPA)
- операторы кампусов или учреждений
FTM Solar
Право собственности часто принадлежит:
- Утилиты
- Независимые производители электроэнергии
- Инфраструктурные фонды
- Разработчики возобновляемой энергетики
- Крупные институциональные инвесторы
4. Как создаётся ценность
BTM Solar
Ценность обычно создается за счет:
- Снижение розничных закупок электроэнергии
- Сниженные тарифы на пикетирование
- Преимущества резервного электропитания
- Участие в виртуальных электростанциях или программах управления спросом.
- Повышенная отказоустойчивость и качество электроэнергии.
FTM Solar
Ценность обычно создается за счет:
- Оптовая продажа энергоносителей
- Долгосрочные соглашения о покупке электроэнергии
- участие в рынке мощностей
- Кредиты на возобновляемую энергию
- Вспомогательные услуги, особенно если они включают хранение.
5. Связь с энергосетью
BTM Solar
Системы BTM ориентированы на потребителя. Они могут снизить зависимость от сети, но большинство из них остаются взаимосвязанными и могут по-прежнему импортировать или экспортировать электроэнергию.
FTM Solar
Системы FTM ориентированы на энергосеть. Их основная цель — функционировать как часть более широкой электроэнергетической сети.
6. Возможность резервного электропитания
BTM Solar
Правильно спроектированная система солнечных батарей с накопителем энергии на крыше может обеспечивать резервное питание критически важных нагрузок во время отключений электроэнергии. Однако не каждая система солнечных батарей на крыше делает это автоматически. Стандартные системы солнечных батарей, подключенные к сети, часто отключаются во время отключений электроэнергии, если они не включают резервные системы управления и, как правило, аккумуляторные батареи.
FTM Solar
Солнечная электростанция FTM не обеспечивает прямое резервное электроснабжение отдельного дома или здания. Она поддерживает энергосистему в целом, а не только один объект потребителя.
Какое место занимает общественная солнечная энергетика (Community Solar, CS)?
Между BTM и FTM находится модель коллективного использования солнечной энергии (Community Solar, CS) — гибридная модель.
Что такое общественная солнечная энергия?
- Общая солнечная электростанция
- Несколько пользователей подписываются на часть системы.
- Энергетические кредиты начисляются на их коммунальные счета.
Преимущества
- Нет необходимости в установке на крыше.
- Доступно для арендаторов и жильцов квартир.
- Масштабируемый и ориентированный на сообщество
По данным Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL), коллективные солнечные электростанции могли бы обеспечить солнечными батареями до 50% домохозяйств в США, которые не могут установить солнечные батареи на крышах.
Как выбрать: BTM против FTM против CS
При определении оптимального решения:
- Оцените характеристики объекта недвижимости.Площадь крыши, доступная земля и ориентация влияют на возможность установки солнечных батарей.
- Определить энергетические цели: Экономия затрат, резервное электропитание, услуги электросети или соответствие требованиям ESG.
- Оцените финансовые возможностиСтимулы, тарифы и ограничения капитальных затрат.
- Учитывайте масштаб и сложность.Для жилых или небольших коммерческих объектов обычно предпочтительнее использовать технологию BTM, в то время как для промышленных или коммунальных проектов может быть оправдана технология FTM.
- Учитывайте участие в VPPили программы по информатикеПрограммы агрегирования могут обеспечить дополнительные финансовые или операционные преимущества.
ПримерВ многоквартирных коммерческих зданиях использование солнечной энергии, вырабатываемой собственными силами, в сочетании с подписками на коллективные солнечные электростанции может максимизировать как экономию средств, так и показатели устойчивого развития.
Цели в области энергетики
| Цель | Лучший вариант |
|---|---|
| Уменьшите счета за электроэнергию | BTM |
| Резервное питание | BTM |
| Получение крупномасштабной прибыли | FTM |
| Поддерживайте цели устойчивого развития | Все |
| Без предварительных вложений | Сообщество Солнечная |
Интеграция с виртуальными электростанциями (VPPs)
В этом могут участвовать как системы BTM, так и системы FTM. Виртуальная электростанция (VPP) программ. А VPP объединяет множество распределенных источников энергии, оптимизируя производство и потребление энергии, а также предоставляя услуги для электросети.
- BTM VPP Участие: Совокупные бытовые и коммерческие аккумуляторные батареи могут разряжать накопленную энергию в периоды пиковой нагрузки, обеспечивая владельцам компенсацию.
- FTM VPP Интеграция: Аккумуляторные батареи промышленного масштаба или солнечные электростанции могут обеспечивать регулирование частоты сети, энергетический арбитраж и интеграцию возобновляемых источников энергии.
Ссылка: По данным Министерства энергетики США, VPPЭто может повысить гибкость энергосистемы и сократить ограничения на использование возобновляемых источников энергии до 30%, что принесет пользу как потребителям, так и коммунальным предприятиям.
Готовы оптимизировать свою энергетическую стратегию?
Независимо от того, рассматриваете ли вы системы хранения солнечной энергии для жилых домов или коммерческие аккумуляторные системы, правильное решение может значительно снизить затраты и повысить энергоэффективность. Начните с оценки вашего энергопотребления, пиковой нагрузки и долгосрочных целей в области устойчивого развития — и выберите систему, которая подходит вам сегодня и масштабируется в будущем.
Avepower приводит LiFePO4 аккумуляторные решения для домашнее хранилище энергии, коммерческая BESSа также индивидуальные энергетические проекты, помогая клиентам создавать более безопасные, надежные и гибкие системы солнечной энергии с накопителями. Независимо от того, являетесь ли вы установщиком, дистрибьютором, разработчиком проектов или OEM/ODM Покупатель, наша команда поможет вам найти решение, соответствующее вашим задачам и потребностям рынка.
Сделайте следующий шаг к энергетической независимости и устойчивому развитию — изучите... AvepowerРешения компании сегодня.
Обеспечьте электропитанием свой дом или бизнес с помощью Avepower
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы запросить бесплатную консультацию и узнать, как наши интеллектуальные решения в области энергосбережения помогут вам сэкономить деньги, повысить устойчивость энергосистемы и увеличить стоимость вашей недвижимости.
FAQ
Солнечные батареи, устанавливаемые за счетчиком, располагаются на стороне потребителя и в основном используются для непосредственного электроснабжения дома, предприятия или объекта. Солнечные батареи, устанавливаемые перед счетчиком, располагаются на стороне сети и предназначены для подачи электроэнергии в более широкую сеть энергоснабжения, а не только в один конкретный объект.
В большинстве случаев солнечные батареи, установленные на крыше дома, офиса, склада или завода, считаются подключенными к системе "за счетчиком", поскольку электроэнергия вырабатывается на месте и в первую очередь используется владельцем или арендатором недвижимости.
Для домовладельцев и предприятий системы, устанавливаемые за счетчиком, обычно лучше подходят для снижения счетов за электроэнергию, поскольку они уменьшают количество электроэнергии, закупаемой из сети.
Система хранения энергии на основе аккумуляторов может быть установлена в любом положении. Аккумулятор, устанавливаемый за счетчиком, в основном обеспечивает экономию энергии на месте, сглаживание пиковых нагрузок и резервное электропитание. Аккумулятор, устанавливаемый перед счетчиком, в основном поддерживает энергосистему за счет перераспределения энергии, поддержки мощности и других сетевых услуг.
Да, на многих рынках это возможно. Солнечная электростанция, установленная за счетчиком, может экспортировать избыточную электроэнергию в сеть в рамках системы нетто-учета, тарифов на подачу электроэнергии в сеть или других механизмов компенсации.
Бытовые системы могут иметь мощность всего несколько киловатт, в то время как коммерческие и промышленные системы могут быть гораздо больше. Некоторые крупные аккумуляторные системы, устанавливаемые за счетчиком, могут достигать масштабов мегаватт-часов, особенно на заводах, в кампусах или на энергоемких объектах.
Многие проекты по установке солнечных батарей перед счетчиком теперь включают в себя крупные системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей. Эти батареи помогают перенаправлять солнечную энергию в периоды пикового спроса, повышают стабильность сети и предоставляют такие услуги, как регулирование частоты или поддержка резерва.
