Peak shaving som produktionssikkerhed: Når batteriet aflaster jeres elinstallation

Peak shaving handler om at kappe de korte, høje effekttoppe i en virksomheds elforbrug, uden at ændre selve produktionen. Det introduceres ofte som en økonomisk mekanisme, en måde at undgå dyre effekttariffer på. Men effekten er ikke kun økonomisk: hver gang en installation trækker markant mere effekt end normalt, belastes hovedtavle, kabler og transformer fysisk, uafhængigt af, hvad det ender med at stå på elregningen. Denne artikel gennemgår, hvad peak shaving er, hvorfor effekttoppe opstår, hvordan et BESS-anlæg kan reducere dem, og hvordan det passer ind i ZynexGroups kommercielle model.

Hvad peak shaving faktisk er

Elnettets infrastruktur, transformere, kabler og tavler, skal dimensioneres efter den højeste belastning, den skal kunne bære, ikke efter gennemsnittet. Både netselskabets net og virksomhedens egen installation er derfor i praksis bygget til et effektniveau, der kun forekommer i korte perioder, mens resten af tiden ligger langt under den grænse, som en gennemgang af peak shaving i industrielle BESS-anlæg beskriver. Peak shaving er praksissen med aktivt at reducere netop disse korte, høje udsving, så effektniveauet installationen og elnettet reelt skal håndtere kommer tættere på det jævne forbrug, uden at ændre den samlede energimængde, virksomheden bruger over en dag: en time med lavt forbrug og en time med et kortvarigt, meget højt udtræk giver samme energimængde som to timer med jævnt, moderat forbrug, men de to scenarier belaster installationen og nettet vidt forskelligt.

Hvorfor effekttoppe opstår

Effekttoppe opstår typisk, når flere store forbrugere trækker effekt samtidigt, eller når enkelte forbrugere kortvarigt trækker langt mere, end de gør i normal drift.

Motorstart er en af de mest almindelige kilder. Starter en stor motor, for eksempel i en kompressor, en pumpe eller en ventilator, direkte, kan startstrømmen være markant højere end motorens normale mærkestrøm, op mod seks til ti gange ved en direkte start, inden den falder til normal driftsstrøm efter få sekunder. Stjerne/trekant-start eller en blød starter kan reducere toppen betydeligt, men findes ikke automatisk på alt eksisterende udstyr. Køleanlæg og ovnprocesser bidrager på en anden måde: de cykler mellem drift og pause for at holde en temperatur og starter derfor gentagne gange i løbet af et døgn. Rammer flere kompressorer eller ovne deres startpunkt samtidigt, for eksempel fordi de styres af samme temperaturlogik eller samme skift, lægges flere korte toppe sammen til én stor.

Ladestandere til elbiler og materiel er en nyere, voksende kilde. En enkelt lader trækker en fast, kendt effekt, men problemet opstår, når flere brugere lader op i samme, korte vindue, typisk omkring skiftestart eller skifteslut. En undersøgelse af offentlige ladestationer viser, at samtidighedsgraden, altså hvor stor en andel af den tilsluttede effekt der reelt trækkes på samme tid, stiger markant, når flere ladepunkter bruges i samme periode, og at ladestrategier, der optimerer efter den billigste elpris, faktisk kan skabe endnu højere toppe end en simpel "lad op med det samme"-tilgang, fordi alle brugere flytter forbruget til samme billige time. Det fælles mønster går igen: rammer flere store forbrugere, uafhængigt af hinanden, deres høje belastningspunkt inden for samme korte tidsvindue, lægges deres individuelle toppe sammen til en langt større, samlet top.

Hvordan et BESS-anlæg kan reducere effekttoppe

Mekanismen er relativt enkel, selvom styringen bag den ikke er det. Anlægget oplader, når installationens samlede forbrug er lavt, og aflader i de korte perioder, hvor forbruget ellers ville overstige et bestemt effektloft for, hvor meget der trækkes fra nettet. Afladningen dækker en del af den top, installationen ellers ville trække, hvorfor det målte forbrug fra nettet bliver lavere og jævnere, som beskrevet i en gennemgang af peak shaving med BESS. Det kræver, at systemet ved, hvornår toppen kommer, eller reagerer hurtigt nok til at nå at aflade, før den er overstået.

Hvor meget en given top kan kappes, afhænger af anlæggets effekt i kW, altså hvor meget det kan aflade på én gang, og af, hvor lang toppen er og hvor meget energi i kWh der skal til for at dække den. En kortvarig, spids top kræver relativt lidt energi, mens en langvarig top kræver mere kapacitet. Det er derfor ikke en selvfølge, at ethvert anlæg kan kappe enhver top; det afhænger af det konkrete forbrugsmønster.

Hvorfor det ofte rammer bredere end elregningen

To danske forhold gør, at effekten af peak shaving ikke stopper ved elregningen. En del af nettariffen for større, højspændingstilsluttede kunder er i dag baseret på effekt snarere end kun forbrug: under den branchegodkendte Tarifmodel 3.0, som Forsyningstilsynet har taget til efterretning, betaler kundekategorierne B-høj, A-lav og A-høj en særskilt effektbetaling ud over den almindelige kWh-tarif, fordi en stor del af nettet på deres spændingsniveau reelt er bygget til deres specifikke effektbehov. Andelen varierer fra netselskab til netselskab og efter kundetype og gælder ikke alle danske elkunder, som denne artikelserie tidligere har vist med Cerius og Radius' egne modeller for storkunder; for de kundegrupper, det gælder for, reducerer en lavere effekttop dog den løbende betaling for netadgang.

Samtidig er den fysiske belastning på tavle, kabler og transformer reel, uanset hvad tariffen siger: gentagne, høje effekttoppe presser komponenter tættere på deres grænse, hvilket kan gøre en eksisterende nettilslutning mindre i praksis end på papiret. En jævnere profil betyder, at samme nominelle tilslutning kan udnyttes bedre, hvilket har særlig vægt nu, fordi mere netkapacitet i Danmark er svær at få hurtigt: Energinet har indført en midlertidig pause og en ny, samlet behandlingsmodel for større nettilslutninger, fordi den resterende kapacitet i transmissionsnettet er meget begrænset, og for de største tilslutninger kan tidshorisonten for en opgradering strække sig over flere år. Om et batteri kan udskyde en egentlig netopgradering, afhænger dog af forbrugsmønsteret, ikke af en generel regel: udskydelse fungerer bedst for belastningsprofiler med en klar forskel mellem spidsbelastning og lavere forbrug uden for spidstiderne, mens flade forbrugsprofiler giver langt mindre potentiale.

Peak shaving, ZynexGroups optimering og reserveret kapacitet: tre ting, der let forveksles

I vores standardmodel optimerer vi anlæggets fleksibilitet kommercielt i markedet, og kunden modtager en fast kontraktuel rådighedsbetaling til gengæld. Den optimering er ikke bundet til ét marked: danske batterianlæg skaber typisk værdi ved at kombinere flere indtægtskilder, spotmarkedet, intradaymarkedet, systemydelser og, hvor det giver mening, peak shaving, fordi flere markeder samlet giver en mere stabil forretning end afhængighed af et enkelt marked. Peak shaving kan derfor ofte indgå som en naturlig del af den samme optimering, der i øvrigt styrer anlægget, i stedet for at være et separat produkt, kunden skal købe til; den samme styring, der alligevel lader og aflader anlægget for at udnytte prisudsving og markedsbehov, kan tage højde for at undgå unødigt høje effekttoppe hos kunden, uden ekstra reserveret kapacitet og uden at ændre den grundlæggende rådighedsbetaling. Det forudsætter dog, at det faktisk understøtter den samlede optimering for netop installationen; det er ikke en automatisk funktion uanset forbrugsmønster.

Tre begreber bruger samme underliggende mekanik, batteriets evne til at aflade i korte perioder, men har forskellige formål. Peak shaving for kundens egen regning, som beskrevet ovenfor, reducerer de effekttoppe, der direkte påvirker kundens elregning og installationens belastning, uafhængigt af, hvordan anlægget i øvrigt bruges kommercielt. Peak shaving som del af ZynexGroups optimeringsstrategi er, når samme evne til at aflade hurtigt indgår i den bredere, kommercielle styring af anlægget, hvor beslutningen om hvornår der lades og aflades også tager højde for priser og markedsbehov, ikke kun kundens egen effekttop; de to trækker ofte i samme retning, men er to vinkler på samme kapacitet. Reserveret kapacitet til kundens specifikke driftsbehov er noget andet igen: en del af kapaciteten, der efter en konkret analyse øremærkes til at forsyne udvalgte, kritiske laster ved et netudfald, ikke til at kappe effekttoppe under normal drift. Jo mere kapacitet der reserveres til det formål, jo mindre er der til rådighed for både peak shaving og den øvrige optimering, og beregningsgrundlaget kan justeres forholdsmæssigt i den konkrete aftale, uden nogen fast procentsats.

Hvad der kræves for at vurdere potentialet

Man kan ikke vide, om peak shaving giver værdi for en given installation, uden at kende dens forbrugsmønster i detaljer, det samme princip, at årstotaler ikke er nok, som Energistyrelsens vejledning om at matche elproducerende anlæg til virksomhedens eget procesforbrug bygger på med krav om timeopløste profiler. Hovedmålerdata viser det samlede forbrug over tid, typisk i timeopløsning eller finere, og er allerede grundlaget for effektbetaling hos de kundegrupper, det gælder for, fordi netselskaberne selv beregner betalingen ud fra kundens egne måledata. Produktionsprofilen viser, hvordan produktionen faktisk kører over døgnet og året, og hvornår de store forbrugere typisk er i drift. Tavledata beskriver, hvor de store, potentielt toppende forbrugere sidder i tavlestrukturen, hvilket har betydning for, hvor et batterianlæg bedst kan placeres. Effektprofilen, selve forløbet af det trukne kW over døgnet, binder det sammen og viser, hvor toppene ligger, hvor ofte de kommer, og hvor store de er. Endelig er en prioritering af laster relevant, selv når formålet er peak shaving og ikke backup: at vide, hvilke forbrugere der driver toppene, giver et mere præcist billede af, hvor stort et bidrag anlægget realistisk kan yde.

ZynexGroups tilgang til anlægsvurdering

Vi vurderer ikke, om peak shaving giver værdi for en installation, før vi har set data. Det starter med hovedmålerdata og effektprofilen over døgnet og året, suppleret med viden om produktionsmønsteret, tavlestrukturen og hvilke laster der typisk driver de højeste udtræk. På det grundlag kan vi tage en databaseret dialog om, hvor stor en del af potentialet allerede kan indgå som en naturlig del af standardmodellens kommercielle optimering, og hvornår det i stedet peger mod reserveret kapacitet eller andre tilvalg. Er konklusionen, at forbrugsmønsteret er for fladt til, at peak shaving giver et reelt bidrag, siger vi det.

Samlet perspektiv

Peak shaving kapper korte, høje effekttoppe uden at ændre selve produktionen bagved. Toppene opstår typisk, når store forbrugere som motorer, kompressorer, køleanlæg, ovnprocesser eller ladestandere trækker effekt samtidigt eller kortvarigt langt over deres normale niveau. Et industrielt BESS-anlæg kan dække en del af toppen ved at aflade i netop de øjeblikke, hvilket kan reducere effektbaserede tariffer for de kundegrupper, det gælder for, aflaste installationen fysisk og forbedre udnyttelsen af en eksisterende nettilslutning, i en tid hvor ny netkapacitet i Danmark er svær at få hurtigt. I ZynexGroups model kan det ofte indgå som en naturlig del af den kommercielle optimering, der styrer anlægget i øvrigt, i stedet for at være et separat produkt, men værdien afhænger helt af forbrugsmønsteret: peak shaving hjælper mest, hvor der er skarpe, tydelige toppe at kappe.

Få vurderet potentialet for din facilitet

Hvis I ønsker at vide, om peak shaving kan bidrage til jeres installation, er udgangspunktet jeres egne data: hovedmålerdata, effektprofil over døgnet og året, og viden om, hvilke laster der typisk driver jeres højeste udtræk. Vi bruger den type data til en indledende vurdering af, om der er et match mellem jeres forbrugsmønster og et industrielt BESS-anlæg, og hvad næste skridt i så fald kunne være. I er velkomne til at kontakte os her.