Skladování energie, zejména pomocí baterií, se stává klíčovým pilířem udržitelnější a nezávislejší energetické budoucnosti. Ať už jde o ukládání energie vyrobené solárními panely, nebo o využívání hodinových sazeb za elektřinu, baterie nám umožňují větší kontrolu nad naší energií.

Jaká je však “skutečná cena” této uložené energie? Nestačí se jen podívat na pořizovací cenu baterie. Musíme zvážit, kolik energie poskytne po celou dobu své životnosti. Zde je třeba Vyrovnané náklady akumulace (LCOS).

Co je LCOS (Levelised Cost of Storage)?

Představte si LCOS jako průměrné náklady na kilowatthodinu (kWh) energie, kterou je baterie schopna dodat během své životnosti. Je to trochu jako výpočet nákladů na litr paliva, které automobil spotřebuje během své životnosti, přičemž se bere v úvahu nejen počáteční cena automobilu, ale také to, kolik benzínu bude potřebovat.

LCOS nám umožňuje spravedlivě porovnat různá řešení akumulace a skutečně porozumět dlouhodobé investici.

Údaje, které máme k dispozici pro vaši baterii

Pro náš výpočet máme k dispozici následující důležité informace o vaší konkrétní baterii:

1. Náklady na nákup: €4.900
2. Jmenovitá kapacita: 10 kWh (To je množství energie, které dokáže akumulátor pojmout, když je nový a plně nabitý)
3. Deklarované životní cykly: 6 500 cyklů (Cyklus nastane vždy, když se baterie nabije a poté zcela vybije. Částečné použití se počítá jako zlomek cyklu).
4. Zbytková kapacita na konci životnosti: 60% (To znamená, že po 6500 cyklech bude baterie stále schopna uchovávat a dodávat přibližně 60% své původní kapacity 10 kWh. Tento bod je často považován za “konec životnosti” pro mnoho aplikací, i když baterie může nadále pracovat se sníženým výkonem).

Vědecké a technické pojmy vysvětlené jednoduše

Než začneme počítat, lépe porozumíme pojmům:

• Kilowatthodiny (kWh): Je to jednotka pro měření elektrické energie. Představte si kWh jako “benzín” pro elektrická zařízení. Žárovka o výkonu 100 W zapnutá po dobu 10 hodin spotřebuje 1 kWh. Kapacita 10 kWh vaší baterie znamená, že když je nová, může napájet například 1kW troubu po dobu 10 hodin (nebo 1kW zařízení po dobu 10 hodin).
• Cyklus nabíjení/vybíjení: Lithiová baterie nevydrží neomezeně dlouho. Při každém použití (nabíjení a vybíjení) dochází k mírné degradaci. Jeden úplný cyklus odpovídá úplnému vybití baterie a jejímu následnému úplnému nabití. Životnost baterie se často vyjadřuje počtem úplných cyklů, které může vydržet, než její výkon výrazně poklesne.
• Degradace baterie (blednutí): Používání (cykly) a čas vedou k postupnému snižování maximální kapacity baterie. Baterie s kapacitou 10 kWh může po několika cyklech pojmout pouze 9 kWh, pak 8 kWh a tak dále, dokud nedosáhne 60% původní kapacity, jak je uvedeno. To je normální a očekávané.
• Celkový energetický výkon: Toto je údaj nezbytné pro LCOS. Nejedná se o prostý násobek jmenovité kapacity a počtu cyklů (10 kWh * 6500 cyklů = 65 000 kWh). Je to proto, že kapacita snižuje v průběhu času. Musíme vzít v úvahu energii dodanou v každý s vědomím, že s klesající kapacitou klesá energie na cyklus.

Zjednodušený výpočet celkové dodané energie

Abychom získali jednoduchý, ale rozumný výpočet celkové dodané energie, můžeme zprůměrovat užitečnou kapacitu za celou dobu životnosti baterie. Baterie začíná s kapacitou 10 kWh a končí s kapacitou 6 kWh (60% s kapacitou 10 kWh).

• Počáteční kapacita: 10 kWh
• Kapacita na konci životnosti: 10 kWh * 60% = 6 kWh
• Odhadovaná průměrná kapacita po dobu životnosti: (10 kWh + 6 kWh) / 2 = 8 kWh

Nyní můžeme na základě této průměrné kapacity odhadnout celkovou energii, kterou baterie dodá během 6 500 cyklů:

• Celková dodaná energie ≈ průměrná kapacita * počet cyklů
• Celková dodávaná energie ≈ 8 kWh/cyklus * 6 500 cyklů = 52 000 kWh

Tento odhad (52 000 kWh) představuje celkové množství “benzinu”, které lze z této baterie získat za celou dobu její životnosti, s přihlédnutím k degradaci.

Výpočet LCOS

Nyní, když máme k dispozici celkovou dodanou energii a počáteční náklady, můžeme vypočítat základní LCOS:

LCOS=Celková dispečerská energieCelkové náklady​

V našem nejjednodušším případě považujeme za “celkové náklady” pouze pořizovací náklady:

LCOS=52.000 kWh€4.900​

$$LCOS\approx €0,094\text{ za kWh}$$

Pouze na základě počátečních nákladů a odhadované životnosti vás tedy každá kilowatthodina energie, kterou z této baterie spotřebujete, “stojí” přibližně 9,4 eurocentů.

Co chybí k úplnějšímu výpočtu? (Další faktory)

Výpočet, který jsme provedli, je vynikajícím základem, ale LCOS skutečně kompletní by měl vzít v úvahu další faktory, které ovlivňují skutečné náklady:

1. Náklady na provoz a údržbu (O&M): Náklady na monitorování, software, případné drobné technické zásahy, čištění (pokud je nutné). Tyto náklady, ačkoli jsou u rezidenčních baterií často nízké, by měly být připočteny k celkovým nákladům.
2. Efektivita zpáteční cesty (RTE): Žádný úložný systém není účinný při 100%. Během nabíjení a vybíjení se část energie ztrácí (odvádí se jako teplo). Typická RTE pro lithiové baterie se pohybuje mezi 85% a 98%. Pokud má RTE hodnotu 90%, znamená to, že abyste z baterie odebrali 1 kWh, musíte mít příkon přibližně 1,11 kWh. Tím se sníží energie skutečně použitelné než je dodaná energie, což efektivně zvyšuje náklady na dodanou kWh. Pro přesnější výpočet je třeba dodanou energii (52 000 kWh) vynásobit RTE (např. 52 000 * 0,90).
3. Náklady nebo hodnota na konci života: Co se stane s baterií, když dosáhne kapacity 60%? Vznikají náklady na likvidaci nebo recyklaci? Existuje nějaká zbytková hodnota (třeba pro méně náročné použití, tzv. “druhý život”)? Tyto faktory rovněž ovlivňují konečné celkové náklady.
4. Diskontní faktor (diskontní sazba): Při kompletní finanční analýze by se měla brát v úvahu hodnota peněz v čase. Jedno euro vydané dnes má větší hodnotu než jedno euro vydané za deset let. Tento faktor, typický pro finanční analýzu, by výpočet učinil složitějším, ale ekonomicky přesnějším.

Závěr

Výpočet vyrovnaných nákladů na skladování (LCOS) je účinným nástrojem pro posouzení nákladové efektivity bateriového systému. Na základě poskytnutých údajů (pořizovací náklady, kapacita, životní cyklus a kapacita po skončení životnosti) jsme odhadli základní LCOS přibližně ve výši 0,094 EUR za kWh pro vaši baterii.

Tato hodnota vám poskytne jasnou představu o vlastních nákladech na energii, kterou z baterie uložíte a využijete po celou dobu její životnosti. Nezapomeňte, že se jedná o odhadovanou hodnotu a že faktory, jako je účinnost, provozní náklady a správa na konci životnosti, ovlivní konečnou hodnotu LCOS při podrobnější analýze.

Pochopení LCOS vám umožní rozhodovat se o skladování energie na základě informací a maximalizovat tak dlouhodobou hodnotu vaší investice.