Πώς το AI-Care αυξάνει την κερδοφορία μιας CER: η μπαταρία που ακολουθεί την κατανάλωση της κοινότητας

Η μπαταρία που ακολουθεί την κατανάλωση της κοινότητας, ώρα με την ώρα.

Στις 3 Νοεμβρίου, στο Τραπέζι IFEC «Federare le CER» στο Grattacielo Pirelli, παρουσιάζουμε μια προσομοίωση για το πώς ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που συντονίζεται από το AI-Care μπορεί να αλλάξει τα οικονομικά μιας Ανανεώσιμης Ενεργειακής Κοινότητας. Τη δημοσιεύουμε εδώ, μαζί με τις παραδοχές που χρησιμοποιήθηκαν και τους περιορισμούς του μοντέλου, ώστε όσοι διαχειρίζονται ή σχεδιάζουν μια CER να μπορούν να την επαληθεύσουν και να τη συζητήσουν.

Άνοιγμα της προσομοίωσης σε πλήρη οθόνη

Χειριστήρια: αναπαραγωγή/παύση, μπροστά και πίσω κατά 15 λεπτά, επανεκκίνηση· τα κουμπιά «Senza AI Care» και «Con AI Care» επιλέγουν την ημέρα. Στην ημέρα με AI-Care η κινούμενη εικόνα σταματά σε κάθε απόφαση· συνεχίζετε με «OK».

1. Πώς υπολογίζεται το κίνητρο μιας CER

Ο μηχανισμός του DM CACER (DM 414/2023) και των επιχειρησιακών κανόνων του GSE είναι απλός στην ουσία και αμείλικτος στις λεπτομέρειες.

Η κοινόχρηστη ενέργεια είναι, για κάθε ώρα, το ελάχιστο μεταξύ της ενέργειας που εγχέεται στο δίκτυο από τις εγκαταστάσεις της διάταξης και της ενέργειας που απορροφούν τα μέλη, εφόσον συνδέονται στον ίδιο υποσταθμό υψηλής τάσης. Αν στις 12 οι παραγωγοί εγχέουν 20 kWh και οι καταναλωτές απορροφούν 6, η κοινόχρηστη ενέργεια είναι 6, όχι 20. Οι επιπλέον 14 kWh πωλούνται στην τιμή της αγοράς (ή μέσω Ritiro Dedicato), χωρίς επιβράβευση.

Το τιμολόγιο κινήτρου καταβάλλεται για 20 χρόνια επί της κοινόχρηστης ενέργειας. Για εγκαταστάσεις έως 200 kW αποτελείται από ένα σταθερό μέρος 80 €/MWh και ένα μεταβλητό μέρος ίσο με 180 €/MWh μείον την ωριαία ζωνική τιμή, με συνολικό ανώτατο όριο 120 €/MWh. Προστίθενται μια γεωγραφική προσαύξηση για τα φωτοβολταϊκά (10 €/MWh στον Βορρά, 4 στο Κέντρο) και η αποτίμηση ARERA της ιδιοκαταναλισκόμενης ενέργειας, περίπου 8 €/MWh.

Δύο συνέπειες που βαραίνουν τα οικονομικά:

1. Μετράει η ωριαία σύμπτωση, όχι η ποσότητα. Μια εγκατάσταση μπορεί να παράγει πάρα πολύ και να μοιράζεται λίγο, αν παράγει όταν η κοινότητα δεν καταναλώνει.
2. Το μεταβλητό μέρος επιβραβεύει τις ώρες χαμηλής τιμής. Όταν η ζωνική τιμή πέφτει στα 30-40 €/MWh, όπως είναι φυσιολογικό τις μεσημεριανές ώρες των ηλιόλουστων ημερών, το κίνητρο ανεβαίνει στο ανώτατο όριο των 120 €/MWh (138 με την προσαύξηση και την ARERA). Τις βραδινές ώρες, με 180 €/MWh, το μεταβλητό μέρος μηδενίζεται και απομένουν 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Γιατί μια μπαταρία σε ιδιοκατανάλωση λειτουργεί εις βάρος της CER

Ένα οικιακό ή επαγγελματικό σύστημα αποθήκευσης με λογική ιδιοκατανάλωσης κάνει ένα μόνο πράγμα: φορτίζει μόλις υπάρξει πλεόνασμα, δηλαδή από τις 8-9 το πρωί, και εκφορτίζει όταν η παραγωγή δεν καλύπτει το φορτίο του κτιρίου στο οποίο βρίσκεται.

Στη CER αυτό προκαλεί τρία ανεπιθύμητα αποτελέσματα:

• Το πρωί αφαιρεί ενέργεια που θα μπορούσε να μοιραστεί. Μεταξύ 7 και 9 οι καταναλωτές της κοινότητας έχουν την πρώτη αιχμή κατανάλωσης (νοικοκυριά, γραφεία, καφέ, σχολεία). Η μπαταρία, αντί να αφήσει το πλεόνασμα να πάει στο δίκτυο και να μοιραστεί, το κρατά για τον εαυτό της.
• Το μεσημέρι είναι ήδη γεμάτη. Από τις 11 και μετά το ηλιακό πλεόνασμα καταλήγει ούτως ή άλλως στο δίκτυο, τις ώρες που η κοινότητα καταναλώνει λιγότερο. Ενέργεια που εγχέεται, αλλά δεν μοιράζεται.
• Το βράδυ εξυπηρετεί μόνο το δικό της σπίτι. Μεταξύ 18 και 22, στη βραδινή αιχμή κατανάλωσης, η μπαταρία καλύπτει το κτίριο στο οποίο βρίσκεται και δεν εγχέει τίποτα.

Το αποτέλεσμα είναι ότι το σύστημα αποθήκευσης, από την πλευρά της CER, είναι σχεδόν αόρατο: δεν χειροτερεύει τα οικονομικά σε σύγκριση με μια εγκατάσταση χωρίς μπαταρία, αλλά ούτε και τα βελτιώνει.

3. Τι κάνει το AI-Care

AI-Care είναι η πλατφόρμα ενεργειακής διαχείρισης με την οποία η Heiwit συντονίζει τον δικό της στόλο από συστήματα αποθήκευσης ενέργειας ιόντων νατρίου και υβριδικούς μετατροπείς (inverter). Ο μηχανισμός λήψης αποφάσεων αναδημιουργεί κάθε ώρα ένα πρόγραμμα φόρτισης και εκφόρτισης με βάση τη ζωνική τιμή, την πρόβλεψη παραγωγής βαθμονομημένη για κάθε εγκατάσταση και τη μετρούμενη κατάσταση φόρτισης.

Για τη CER ο μηχανισμός αλλάζει αντικειμενική συνάρτηση: δεν «μεγιστοποιεί την ιδιοκατανάλωση του σπιτιού», αλλά «μεγιστοποιεί την κοινόχρηστη ενέργεια της κοινότητας, σεβόμενος τις ανάγκες του σπιτιού». Για να το κάνει χρειάζεται ένα επιπλέον σήμα: τη συνολική απορρόφηση των καταναλωτικών μελών, κάθε 15 λεπτά. Ο GSE υπολογίζει την κοινόχρηστη ενέργεια εκ των υστέρων, σε ωριαία βάση· η μπαταρία πρέπει να αποφασίσει τώρα. Ένας οικονομικός μετρητής IoT στο σημείο κατανάλωσης κάθε καταναλωτή, που αποστέλλει την ισχύ κάθε 15 λεπτά, είναι αρκετός. Μετά από μερικές εβδομάδες δεδομένων ο μηχανισμός περνά από το να κυνηγά την αιχμή στο να την προλαμβάνει.

Οι αποφάσεις, στην προσομοιωμένη ημέρα, είναι τέσσερις:

Κανένα επιπλέον υλικό στην πλευρά της εγκατάστασης: αλλάζει το πρόγραμμα που ο μηχανισμός στέλνει στον μετατροπέα (inverter).

4. Η προσομοίωση

Διάταξη. Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα 30 kWp με μπαταρία 60 kWh (20 kW), μειωμένο ίδιο φορτίο, και ένα σύνολο 15 καταναλωτών με μικτό προφίλ (αιχμή το πρωί, υψηλότερη βραδινή αιχμή). Τυπική ανοιξιάτικη ημέρα, τυπικό προφίλ ζωνικής τιμής με ελάχιστο το μεσημέρι και μέγιστο μεταξύ 19 και 20. Απόδοση φόρτισης/εκφόρτισης 95%.

Αποτελέσματα της ημέρας.

Η κοινόχρηστη ενέργεια διπλασιάζεται. Η εγχεόμενη ενέργεια είναι σχεδόν η ίδια: αλλάζει μόνο πότε εγχέεται. Με το AI-Care όλη η έγχυση βρίσκει απέναντί της μια κατανάλωση και η μη κοινόχρηστη έγχυση μηδενίζεται.

Τι δεν αλλάζει. Η παραγωγή, η κατανάλωση της κοινότητας, το υλικό. Η μπαταρία δουλεύει περισσότερο (έναν πλήρη κύκλο αντί για ένα κλάσμα) και αυτό είναι πραγματικό κόστος που πρέπει να συνυπολογιστεί: σε ένα σύστημα αποθήκευσης ιόντων νατρίου με 9.000 δηλωμένους κύκλους και τέλος ζωής στο 70%, ένας κύκλος την ημέρα καλύπτει ολόκληρη τη διάρκεια του κινήτρου.

Τι αλλάζει για τον παραγωγό. Ο παραγωγός παραιτείται από ένα μέρος της βραδινής ιδιοκατανάλωσης (στο μοντέλο, περίπου 1-2 kWh την ημέρα) για να το αποδώσει στην κοινότητα. Τον συμφέρει μόνο αν ο κανονισμός της CER του αναγνωρίζει ένα επαρκές μερίδιο του κινήτρου που παράγει η μπαταρία του. Είναι ζήτημα καταστατικού, όχι τεχνολογίας: οι κανόνες κατανομής καθορίζουν αν η μπαταρία δουλεύει για το σπίτι ή για την κοινότητα.

5. Περιορισμοί του μοντέλου

Το λέμε πριν το πει κάποιος άλλος.

• Τα προφίλ παραγωγής, φορτίου και τιμής είναι τυπικά προφίλ, όχι μετρημένα δεδομένα. Ο μηχανισμός είναι πραγματικός· οι αριθμοί είναι ενδεικτικοί και πρέπει να επανυπολογιστούν με τα δεδομένα της εκάστοτε CER.
• Το μοντέλο δεν λαμβάνει υπόψη τις απώλειες δικτύου, τα όρια ισχύος του POD ούτε τη φορολογική μεταχείριση του κινήτρου.
• Τον χειμώνα το απογευματινό πλεόνασμα μπορεί να μην αρκεί για να γεμίσει την μπαταρία: η καθυστέρηση της φόρτισης είναι απόφαση που λαμβάνεται βάσει πρόβλεψης, όχι σταθερός κανόνας, και στις μικρές ημέρες ο μηχανισμός επισπεύδει τη φόρτιση.
• Το βράδυ η μπαταρία καλύπτει περίπου τα δύο τρίτα της αιχμής, όχι ολόκληρη: 60 kWh έναντι αιχμής 20 kW για πέντε ώρες. Μια διαφορετική διαστασιολόγηση αλλάζει τους αριθμούς, όχι τον μηχανισμό.
• Η βελτιστοποίηση της CER είναι σήμερα μια λειτουργία υπό ανάπτυξη στο AI-Care, όχι ενεργή λειτουργία στον στόλο. Ο μηχανισμός λήψης αποφάσεων στον οποίο ενσωματώνεται βρίσκεται σε λειτουργία εδώ και μήνες· η αντικειμενική συνάρτηση «κοινότητα» είναι το αντικείμενο της πιλοτικής CER που προτείνουμε στην Ομάδα εργασίας IFEC.

6. Τι χρειάζεται για να γίνει στην πράξη

Τρία πράγματα, όλα διαθέσιμα:

1. Μπαταρίες που να δέχονται εξωτερικό ωριαίο πρόγραμμα. Τα συστήματα Heiwit το κάνουν εγγενώς μέσω του AI-Care· με μετατροπείς (inverter) τρίτων εξαρτάται από το πρωτόκολλο.
2. Το σήμα κατανάλωσης των καταναλωτών. Ένας μετρητής IoT ανά POD ή τα δεδομένα των έξυπνων μετρητών 2G που διαθέτει η CER.
3. Ένας κανονισμός κατανομής που να αποδίδει στους παραγωγούς με σύστημα αποθήκευσης ένα μερίδιο της αξίας που δημιουργούν για την κοινότητα.

Αν διαχειρίζεστε ή συστήνετε μια CER και θέλετε να επαναλάβετε αυτή την προσομοίωση με τα δικά σας πραγματικά προφίλ ή να υποβάλετε υποψηφιότητα ως πιλοτική CER, γράψτε μας στο [email protected].

Αναφορές: DM 7 Δεκεμβρίου 2023 αρ. 414 (DM CACER)· GSE, Επιχειρησιακοί κανόνες CACER· ARERA, TIAD (απόφαση 727/2022/R/eel). Οι τιμές τιμολογίου που αναφέρονται αφορούν εγκαταστάσεις έως 200 kW.