MWh (megawatthodina) V bateriovém systému znamená „množství energie dodané ve formě jednoho megawattu energie“ po dobu jedné hodiny. Jinými slovy, udává celkové množství elektřiny, které je vaše baterie schopna uložit. Pokud má vaše baterie kapacitu uložit 1 MWh energie, znamená to, že má kapacitu dodat 1 MW energie po dobu jedné hodiny, 0.5 MW energie po dobu dvou hodin a 2 MW energie po dobu půl hodiny. To je jednoduchá odpověď. Abyste jí ale správně porozuměli, musíte správně porozumět bateriovému systému.

MWh vs. MW: Energie vs. Výkon

Jeden z nejčastějších zmatků v bateriovém systému se točí kolem rozdílu mezi MW a MWh.

• MW (výkon) - rychlost, za kterou je dodávána elektřina
• MWh (energie) - množství dodané elektřiny

Představte si MW jako „rychlost“ a MWh jako „vzdálenost“. MW jmenovitá hodnota baterie udává, jak rychle se dokáže vybít. MWh jmenovitá hodnota baterie udává, jak dlouho se dokáže touto rychlostí vybíjet.

Například:

Bateriový systém s výkonem 10 MW / 20 MWh dokáže:

• Dodávejte 10 MW po dobu 2 hodin
• Dodávejte 5 MW po dobu 4 hodin
• Dodávejte 20 MW po dobu 1 hodiny (pokud to střídač dovolí)

Tato koncepce je základem návrhu systémů pro ukládání energie v bateriích.

Proč na MWh záleží v bateriových projektech

V projektech baterií pro užitkové a komerční účely je MWh obecně důležitější než kWh. Zatímco kWh se používá pro domácí bateriové aplikace, MWh se používá pro rozsáhlé projekty baterií.

Abychom to uvedli do perspektivy:

Projekt baterií s kapacitou 100 MWh není v dnešním světě neobvyklý. Ve skutečnosti je běžný v mnoha zemích s velkými portfolii obnovitelných zdrojů energie.

Například projekty baterií Tesla Megapack údajně mají kapacitu přes 100 MWh.

Jak se vypočítává MWh v bateriích

Vzorec pro výpočet energetické kapacity baterií je:

Energie (Wh) = Napětí (V) * Kapacita (Ah)

Výsledek se poté vydělí 1 000 000, čímž se získá hodnota MWh.

Příklad:

Bateriová banka je dimenzována na:
1000 V
1000 Ah

Pomocí výše uvedeného vzorce můžeme vypočítat, že energetická kapacita baterie je:

Energie = 1000 * 1000 = 1 000 000 Wh = 1 MWh

V reálných scénářích je však skutečná hodnota MWh, kterou lze využít, o něco nižší kvůli faktorům, jako jsou:

• Limity hloubky vypouštění
• Ztráty účinnosti, obvykle mezi 85–95 %
• Zhoršování výkonu baterie v průběhu času

U technologie lithium-železitophosfátových baterií (LiFePO4), která se používá ve většině moderních instalací BESS, lze využít energetickou kapacitu na 90–95 % hloubky vybití.

Příklad případu z reálného světa

Předpokládejme, že existuje solární farma o výkonu 50 MW, která je spárována s bateriovým systémem o výkonu 200 MWh.

Co to znamená?

• Systém baterií může čerpat energii z přebytečné energie solární farmy generované během špičky.
• Může také dodávat energii s plným výkonem 50 MW po dobu 4 hodin (50 MW * 4 hodiny = 200 MWh).
• Na druhou stranu by mohla nabídnout i 25 MW po dobu 8 hodin.

Díky trhům s cenami založenými na době spotřeby to umožní následující:

1. Uložte si levnou energii během dne
2. Vypouštění během večerní špičky
3. Arbitráž zachycení ceny

Z mých zkušeností s prací s návrhy komerčních bateriových systémů vím, že výběr správné kapacity v MWh často závisí více na délce špičkové poptávky než na samotné špičce poptávky. Mnoho klientů se zpočátku zaměřuje pouze na výkon v MW, ale skutečná ekonomická návratnost závisí na tom, jak dlouho systém dokáže udržet výstupní výkon.

MWh v síťových aplikacích

Kapacita baterií v MWh hraje zásadní roli v následujících síťových aplikacích:

• Vyhlazování obnovitelné energie
• Frekvenční regulátor
• Špičkové holení
• Záložní napájení
• Stabilita mikrosítě

Pokud jde o trhy s regulací frekvence, jsou na tomto typu trhu běžné systémy s kapacitou provozu po dobu 1 hodiny. V případě trhů s přesunem energie a kapacitních trhů jsou však běžné systémy s kapacitou provozu po dobu 2–4 hodin.

Za zmínku stojí, že na většině trhů je „standardní doba“ pro baterii v síti definována jako 4 hodiny. To znamená, že:

Projekt baterií o výkonu 100 MW bude vyžadovat kapacitu nejméně 400 MWh.

Porovnání MWh s jinými energetickými jednotkami

Aby bylo MWh hmatatelnější:

1 MWh = 1 000 kWh

1 MWh může napájet:
~100 průměrných amerických domů po dobu asi 1 hodiny
~1 000 domů po dobu asi 6 minut

Zde je zjednodušené srovnání:

Velké projekty baterií pro rozvodnou síť nyní dosahují kapacity na úrovni GWh, zejména na trzích s převahou obnovitelných zdrojů energie.

Trvání: Skrytý faktor za MWh

V oboru baterií odborníci obvykle používají termín „životnost“, když hovoří o bateriích.

Doba trvání = MWh ÷ MW

Typické hodnoty:

• 1hodinový systém - 10 MW/10 MWh
• 2hodinový systém - 10 MW/20 MWh
• 4hodinový systém - 10 MW/40 MWh

Čím delší je doba trvání, tím vyšší jsou náklady na projekt, ale tím větší je flexibilita.

Zajímavým faktem je, že s poklesem nákladů na baterie v posledních deseti letech nyní výrobci baterií navrhují bateriové systémy s delší výdrží. V oboru se uvádí, že nejběžnější bateriový systém v nových projektech baterií v rozvodné síti v několika zemích světa má výdrž 4 hodiny.

Jak degradace ovlivňuje MWh v průběhu času

Kapacita baterie nezůstává po celou dobu její životnosti stejná.

Během životnosti:

Lithium-iontové baterie ztrácejí kapacitu.

Baterie s kapacitou 100 MWh bude schopna dodat:
95 MWh po několika letech
80–85 MWh na konci životnosti (v závislosti na baterii)

V odvětví baterií bylo pozorováno, že ve smlouvě jsou obvykle uvedeny následující hodnoty:

• Začátek životnosti - kapacita BOL
• Konec životnosti - kapacita EOL, obvykle ve formě MWh

MWh a finanční modelování

Pokud se na to podíváme z investičního hlediska, MWh je důležitým faktorem při určování toho, kolik příjmů může systém úložiště potenciálně vygenerovat.

Příjmy lze obvykle generovat z různých kanálů, jako například:

1. Energetická arbitráž: Akt nákupu energie za nižší cenu a jejího prodeje za vyšší cenu.
2. Platby za kapacitu: Platby za poskytování kapacity.
3. Doplňkové služby: Poskytování podpory během energetických nouzových situací.
4. Snížení poplatků za spotřebu: Snížení nákladů na spotřebu energie.

Čím větší je vaše skladovací kapacita v MWh, tím více energie můžete potenciálně přesunout nebo uskladnit a získat z ní. Je však také třeba vzít v úvahu, že to musí být podpořeno dobrými tržními podmínkami.

Pokud nahromadíme příliš mnoho MWh bez dostatečného cenového rozpětí, povede to ke snížení výnosů. Proto je třeba to vzít v úvahu před rozhodnutím o velikosti systému.

Závěrečné myšlenky

U bateriových systémů je třeba poznamenat, že MWh udává uloženou energii, nikoli okamžitý výstup. Udává, jak dlouho může bateriový systém energii vybíjet. Je tedy v bateriových systémech důležitým faktorem.

Pokud se na to podíváme z širší perspektivy, včetně výkonu v MW, doby trvání a účinnosti, získáme komplexní představu o výkonu bateriového systému. Proto by bylo důležité zvážit to ze všech těchto faktorů. Kromě toho by bylo důležité to zvážit i z hlediska užitné energie, protože to by nakonec určilo, kolik energie budeme schopni spotřebovat.