Az energiatárolás, különösen az akkumulátorok segítségével, a fenntarthatóbb és függetlenebb energiaellátás egyik legfontosabb pillérévé válik. Akár a napelemek által termelt energiát tároljuk, akár az óránkénti áramdíjakat használjuk ki, az akkumulátorok segítségével nagyobb kontrollt kapunk az energiánk felett.

De mi ennek a tárolt energiának a “valódi ára”? Nem elég, ha csak az akkumulátor beszerzési árát nézzük. Figyelembe kell vennünk, hogy mennyi energiát fog szolgáltatni a teljes élettartama alatt. Ez az a pont, ahol a Szinthez kötött felhalmozási költség (LCOS).

Mi az LCOS (Levelised Cost of Storage, azaz a tárolás kiegyenlített költsége)?

Az LCOS-t úgy képzeljük el, mint az egy kilowattórára (kWh) jutó átlagos energiaköltséget, amelyet az akkumulátor egész fennállása alatt képes szolgáltatni. Kicsit olyan, mintha kiszámítanánk, hogy egy autó élettartama alatt mennyi üzemanyagot fog fogyasztani egy literenként, figyelembe véve nemcsak az autó kezdeti árát, hanem azt is, hogy mennyi benzinre lesz szüksége.

Az LCOS lehetővé teszi számunkra, hogy tisztességes alapon hasonlítsuk össze a különböző felhalmozási megoldásokat, és valóban megértsük a hosszú távú befektetést.

Az Ön akkumulátorára vonatkozó adataink

Számításainkhoz a következő fontos információkkal rendelkezünk az Ön konkrét akkumulátoráról:

1. Vásárlási költség: €4.900
2. Névleges kapacitás: 10 kWh (Ez az az energiamennyiség, amelyet az akkumulátor új és teljesen feltöltött állapotban képes tárolni).
3. Nyilatkozott életciklusok: 6 500 ciklus (Egy ciklus minden egyes alkalommal bekövetkezik, amikor az akkumulátort feltöltik, majd teljesen lemerítik. A részleges használat egy ciklus töredékének számít).
4. Maradék kapacitás az életciklus végén: 60% (Ez azt jelenti, hogy 6500 ciklus után az akkumulátor még mindig képes tárolni és leadni a kezdeti 10 kWh kapacitás körülbelül 60%-nyi mennyiségét. Ezt a pontot sok alkalmazás esetében gyakran az “élettartam végének” tekintik, bár az akkumulátor csökkentett teljesítménnyel működhet tovább).

Tudományos és technikai fogalmak egyszerűen magyarázva

Mielőtt kiszámítanánk, értsük meg jobban a fogalmakat:

• Kilowattóra (kWh): Az elektromos energia mértékegysége. Gondoljon a kWh-ra úgy, mint az elektromos készülékek “benzinjére”. Egy 100 wattos izzó 10 órán át bekapcsolva 1 kWh-t fogyaszt. Az akkumulátor 10 kWh kapacitása azt jelenti, hogy új állapotban 10 órán keresztül képes táplálni például egy 1 kW-os sütőt (vagy egy 1 kW-os készüléket 10 órán keresztül).
• Töltési/kisülési ciklus: A lítium akkumulátor nem tart a végtelenségig. Minden egyes használatkor (töltés és kisütés) enyhe romláson megy keresztül. Egy teljes ciklus az akkumulátor teljes lemerülésével, majd teljes feltöltésével egyenértékű. Az akkumulátor élettartamát gyakran a teljes ciklusok számában fejezik ki, amelyeket az akkumulátor kibír, mielőtt teljesítménye jelentősen csökkenne.
• Akkumulátor degradáció (fakulás): A használat (ciklusok) és az idő az akkumulátor maximális kapacitásának fokozatos csökkenéséhez vezet. A 10 kWh kapacitású akkumulátor néhány ciklus után már csak 9 kWh, majd 8 kWh és így tovább, amíg el nem éri a 60% eredeti kapacitást a megadottak szerint. Ez normális és várható.
• Teljes energiaátbocsátás: Ez az ábra alapvető az LCOS számára. Ez nem egyszerűen a névleges kapacitás és a ciklusok szorzata (10 kWh * 6500 ciklus = 65 000 kWh). Ennek oka, hogy a kapacitás csökken idővel. Figyelembe kell vennünk a szállított energiát minden egyes ciklus, tudva, hogy a kapacitás csökkenésével csökken a ciklusonkénti energia.

A teljes szállítható energia egyszerűsített számítása

A teljes leadható energia egyszerű, de ésszerű kiszámításához a hasznos kapacitást az akkumulátor élettartama alatt átlagolhatjuk. Az akkumulátor 10 kWh-val indul és 6 kWh-val ér véget (a 60% 10 kWh-val).

• Kezdeti kapacitás: 10 kWh
• Kapacitás az élettartam végén: 10 kWh * 60% = 6 kWh
• Becsült átlagos élettartam-kapacitás: (10 kWh + 6 kWh) / 2 = 8 kWh

Most ennek az átlagos kapacitásnak a felhasználásával megbecsülhetjük, hogy az akkumulátor a 6500 ciklus alatt összesen mennyi energiát fog leadni:

• Teljes leadható energia ≈ Átlagos kapacitás * Ciklusok száma
• Teljes szállítható energia ≈ 8 kWh/ciklus * 6,500 ciklus = 52,000 kWh

Ez a becsült érték (52 000 kWh) az akkumulátor élettartama alatt a teljes “benzin” mennyiségét jelenti, figyelembe véve a lebomlást is.

Az LCOS-számítás

Most, hogy megvan a teljes szállítható energia és a kezdeti költség, kiszámíthatjuk az alapvető LCOS-t:

LCOS=Teljes diszpozícionálható energiaTeljes költség​

Legegyszerűbb esetünkben csak a beszerzési költséget tekintjük “összköltségnek”:

LCOS=52.000 kWh€4.900​

$$LCOS\approx €0,094\text{ kWh-ként}$$

Tehát, csak a kezdeti költség és a becsült élettartam alapján, minden egyes kilowattóra energia, amelyet ebből az akkumulátorból használ, körülbelül 9,4 eurócentbe “kerül” Önnek.

Mi hiányzik a teljesebb számításhoz? (További tényezők)

Az általunk végzett számítás kiváló alap, de egy LCOS valóban teljesíteni kell a tényleges költségeket befolyásoló egyéb tényezőket:

1. Működési és karbantartási (O&M) költségek: A felügyelet, a szoftver, a kisebb műszaki beavatkozások, a tisztítás (ha szükséges) költségei. Ezeket, bár a lakossági akkumulátorok esetében gyakran alacsonyak, hozzá kell adni a teljes költséghez.
2. Menetteljesítmény (RTE): Egyetlen tárolórendszer sem hatékony 100%-nél. A töltés és a kisütés során némi energia elvész (hő formájában eloszlik). A lítium akkumulátorok tipikus RTE értéke 85% és 98% között van. Ha az RTE 90%, ez azt jelenti, hogy ahhoz, hogy 1 kWh-t vegyen ki az akkumulátorból, körülbelül 1,11 kWh-t kell bevinnie. Ez csökkenti az energiát ténylegesen használható mint a betáplált energia, ami gyakorlatilag növeli a szállított kWh-enkénti költséget. A pontosabb számításhoz a szállítható energiát (52 000 kWh) meg kell szorozni az RTE-vel (pl. 52 000 * 0,90).
3. Költségek vagy érték az élet végén: Mi történik az akkumulátorral, amikor eléri a 60% kapacitást? Vannak-e ártalmatlanítási vagy újrahasznosítási költségek? Van-e valamilyen maradványérték (esetleg kevésbé igényes használatra, az úgynevezett “második élet”)? Ezek a tényezők is befolyásolják a végső összköltséget.
4. Diszkontfaktor (diszkontráta): Egy teljes pénzügyi elemzés során a pénz időbeli értékét vennénk figyelembe. Egy ma elköltött euró többet ér, mint egy 10 év múlva elköltött euró. Ez a pénzügyi elemzésre jellemző tényező bonyolultabbá, de gazdaságilag pontosabbá tenné a számítást.

Következtetés

A tárolás költségszintű költségének (LCOS) kiszámítása hatékony eszköz az akkumulátoros rendszerek költséghatékonyságának értékelésére. A megadott adatok (beszerzési költség, kapacitás, életciklus és az élettartam végi kapacitás) felhasználásával az alapvető LCOS-értéket megközelítőleg a következőkre becsültük 0,094 €/kWh az akkumulátorához.

Ez az érték világos képet ad az akkumulátor élettartama alatt tárolt és felhasznált energia belső költségéről. Ne feledje, hogy ez egy becsült érték, és hogy az olyan tényezők, mint a hatékonyság, az üzemeltetési költségek és az élettartam végi menedzsment, egy alaposabb elemzés során befolyásolni fogják a végső LCOS-t.

Az LCOS megértése lehetővé teszi, hogy megalapozott döntéseket hozzon az energiatárolással kapcsolatban, és így maximalizálja befektetése hosszú távú értékét.