Verstehen der Speichermodellierung für Energiearbitrage

Was ist Energiearbitrage?

Bei der Energiearbitrage für Batteriespeichersysteme wird überschüssige PV-Energie in den Stunden in einer Batterie gespeichert, in denen sie weniger wertvoll ist, um sie an das Netz zu verkaufen, und in den Stunden entladen, in denen sie wertvoller ist, um den Eigenverbrauch auszugleichen, oder sogar Energie an das Netz verkauft. 

Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem folgenden Flussdiagramm:

Während eine Batterie, die im Modus Energy Arbitrage betrieben wird, im Allgemeinen die Menge an PV-Energie erhöht, die vor Ort verbraucht wird, unterscheidet sich dieser Modus von Auroras Betriebsmodus Eigenverbrauch, der versucht, die Nutzung der PV-Energie auf dem Grundstück zu maximieren und dadurch die ins Netz eingespeiste Energie zu minimieren. Energy Arbitrage versucht, die Stromrechnungen zu minimieren, indem es nur dann Energie entlädt, wenn es einen guten monetären Nutzen bringt. Es wird sogar Energie in das Netz entladen, wenn dadurch die Rechnungen gesenkt werden können, auch wenn dies den Eigenverbrauch reduziert.

Wichtige Begriffe:

• Die Importkosten sind der Betrag, den der Kunde pro kWh aus dem Netz importierten Stroms bezahlt. Sie kann im Laufe des Tages und zu verschiedenen Jahreszeiten variieren, obwohl sie in der Regel in den Abend- oder Morgenstunden höher ist, wenn die Nachfrage im Stromnetz am größten ist.
• Die Exportgutschrift gibt an, wie viel der Kunde pro kWh in das Netz exportierten Stroms bezahlt. Sie kann im Laufe des Tages oder sogar stündlich variieren. Energie-Arbitrage-Modelle bieten den größten Nutzen, wenn die Exportgutschrift während der PV-Produktionsstunden niedriger ist als die Importkosten in den späteren Stunden des Tages.
• Pauschaltarife sind Versorgungstarife, bei denen die Importkosten während eines bestimmten Tages gleich bleiben, obwohl der Tarif saisonal schwanken kann.
• Time-of-Use-Tarife (TOU) sind Tarife, bei denen die Importkosten während bestimmter Stunden, in der Regel morgens oder abends, höher sind. Die Tarife und Spitzenpreise können auch saisonal variieren. Der Exportkredit ist in der Regel an den TOU-Tarif gebunden
• Time-of-Day (TOD) Exporttarife sind Exportkredittarife, die im Laufe des Tages stark variieren, aber nicht mit den TOU-Importtarifen verbunden sind.
• Von Net Metering spricht man, wenn die Importkosten und das Exportguthaben gleich hoch sind.
• Nettoabrechnung bedeutet, dass die Importkosten und der Exportkredit unterschiedlich sind, wobei der Exportkredit in der Regel niedriger ist als die Importkosten.

Wann Sie Energie-Arbitrage nutzen sollten

Die Szenarien, in denen Energy Arbitrage finanzielle Vorteile bringt:

• Net Metering oder Net Billing mit TOU-Tarifen: Die Batterie speichert tagsüber Energie, wenn die Exportpreise niedrig sind, und entlädt sie während der TOU-Spitzenpreise, um den Netzverbrauch zu senken. Bei diesem Szenario wird die Energie aus der Batterie nicht an das Netz verkauft.
  • Hinweis: Das Energy Arbitrage-Modell kann die Nutzung der gesamten Batteriekapazität vermeiden, wenn sich die Entladung während der Nicht-TOU-Stunden nicht lohnt.

• Nettoabrechnung mit TOU-Tarifen und hohen TOD-Exporttarifen: Die Batterie speichert tagsüber Energie, wenn die Exportpreise niedrig sind, und entlädt sie während der TOU-Spitzenzeiten, um sowohl den Netzverbrauch auszugleichen als auch Energie zurück ins Netz zu verkaufen. Dies ist die Methode, die für den kalifornischen Net Billing Tarif (NEM 3.0) verwendet wird.

Das Szenario, in dem Energiearbitrage und Eigenverbrauch gleich sind:

• Nettoabrechnung mit Flatrates und einer niedrigeren Exportrate: In diesem Fall sollte die Batterie immer dann geladen werden, wenn es eine Nettoproduktion gibt, und immer dann entladen werden, wenn es einen Nettoverbrauch gibt.

Die Szenarien, in denen Energy Arbitrage möglicherweise keine finanziellen Vorteile bringt:

• Net Metering mit Pauschaltarifen: In diesem Szenario bedeuten die Effizienzverluste bei der Hin- und Rückfahrt, dass das kombinierte Solar- und Speichersystem weniger Gesamtenergie erzeugt als ein reines Solarsystem. Die Pauschaltarife bedeuten, dass es keinen Vorteil bringt, Energie zu speichern und sie später wieder zu entladen

Wie modelliert Aurora die Energiearbitrage?

Das Energy Arbitrage-Modell von Aurora nähert sich dem Betriebsmodus "Bill Savings" oder einem manuell optimierten Fahrplanbetriebsmodus für Batterie-Dispatch-Controller an. Es berücksichtigt in erster Linie die Importkosten des Stromtarifs und den Wert des Exportkredits, aber es berücksichtigt auch die Kosten der Batterie und wird das Laden und Entladen vermeiden, wenn der Nutzen der Energiearbitrage geringer ist als die Lebenszeitkosten der Batterie. 

Hinweis: In der ersten Version von Energy Arbitrage sind die Lebenszeitkosten der Batterie mit $0,15/kWh fest kodiert. Dies wird in zukünftigen Versionen editierbar sein

Im Großen und Ganzen versucht der Energy Arbitrage-Schätzer, Folgendes zu tun:

• Laden Sie die Batterie während der Stunden, in denen der Exportwert niedrig ist, mit PV-Energie auf, was zu geringen Opportunitätskosten führt, da Sie nicht an das Netz verkaufen.
• Entladen Sie die Batterie, um Lasten während der Stunden mit einem hohen Importwert zu decken, was zu einer großen Kostenreduzierung durch Vermeidung von Importen führt.
• Entladen Sie die Batterie mit der maximalen Entladerate des Systems während der Stunden mit einem hohen Exportwert, was zu einer großen Menge an Energiegutschriften führt.

Es gibt noch weitere Nuancen, wie z.B. die Aufbewahrung eines Teils der Batterie während der kostenintensiven Importstunden für die Nutzung in späteren Stunden, in denen die Entladung der Batterie einen größeren Nutzen bringt. 

Weitere Hinweise zu den Funktionen:

• Wenn der pro kWh gewonnene Wert (Entladewert - Ladewert) geringer ist als die Lebenszeitkosten der Batterie, modelliert Aurora keine Batterieaktivität.
• Das Verhalten der Batterien kann sich von Monat zu Monat ändern, je nachdem, wie die Stromkosten und Exportkredite modelliert werden. Möglicherweise möchten Sie verschiedene Monate im Diagramm der täglichen Nutzung betrachten, um das Verhalten zu bestätigen
• Wenn unser Energy Arbitrage-Modell feststellt, dass der Betrieb der Batterie keinen monetären Vorteil bringt (z.B. bei 1:1 Net Metering und pauschalen Stromtarifen, oder wenn es nie in der Lage ist, mehr aus den Rechnungseinsparungen zu verdienen als die Lebenszeitkosten der Batterie), wird es auf einen Selbstverbrauchsbetrieb zurückfallen
• Die Berechnungen von Aurora gehen von einer Verschlechterung der Batteriekapazität um 2% pro Jahr aus.

Wie kann ich feststellen, ob Energy Arbitrage in meinem Design funktioniert?

• Energy Arbitrage wird in der Regel versuchen, Energie zu sparen und sie nur während der TOU-Spitzenzeiten zu entladen, während Self Consumption die Entladung der Batterie weiterhin zulässt.
• Energy Arbitrage exportiert zusätzlich zum Ausgleich des Verbrauchs in den Abendstunden in das Netz; im Modus Eigenverbrauch wird nur der Verbrauch ausgeglichen
• Wenn Sie die Meldung erhalten, dass das Modell auf Selbstverbrauch zurückgesetzt wurde, liegt das daran, dass Aurora keine Methode gefunden hat, um die Rechnung des Kunden wesentlich zu senken. Wenn Sie glauben, dass dies ein Irrtum ist, wenden Sie sich bitte an support@aurorasolar.com

Wie sieht es mit der Verwaltung von Nachfragelasten aus?

Bestimmte Tarife von Energieversorgern enthalten zusätzlich zu den volumetrischen Gebühren von $/kWh eine Bedarfsgebühr von $/kW. Das Energy Arbitrage-Modell von Aurora versucht derzeit nicht, Nachfragegebühren zu verwalten; dies wird in Zukunft ein separater Betriebsmodus sein.

Was ist mit Demand Response Programmen?

Demand-Response-Programme sind nicht in unseren Tarifinformationen enthalten, können aber als speicherbezogene Anreize im Abschnitt über die Preisgestaltung des Antrags modelliert werden.