Jak AI-Care zwiększa rentowność CER: akumulator, który podąża za poborem społeczności

Akumulator, który podąża za poborem społeczności, godzina po godzinie.

3 listopada, podczas wydarzenia Stół IFEC „Federare le CER” w Grattacielo Pirelli, przedstawiamy symulację pokazującą, jak magazyn energii sterowany przez AI-Care może zmienić bilans Społeczności Energetycznej Odnawialnych Źródeł. Publikujemy ją tutaj, wraz z przyjętymi założeniami i ograniczeniami modelu, aby osoby zarządzające CER lub ją projektujące mogły ją zweryfikować i przedyskutować.

Otwórz symulację na pełnym ekranie

Sterowanie: odtwarzanie/pauza, 15 minut do przodu i do tyłu, od nowa; przyciski „Senza AI Care” i „Con AI Care” wybierają dzień. W dniu z AI-Care animacja zatrzymuje się przy każdej decyzji; aby kontynuować, kliknij „OK”.

1. Jak oblicza się zachętę dla CER

Mechanizm DM CACER (DM 414/2023) i zasad operacyjnych GSE jest w istocie prosty, ale bezlitosny w szczegółach.

Energia współdzielona to dla każdej godziny minimum z energii wprowadzonej do sieci przez instalacje konfiguracji i energii pobranej przez członków, pod warunkiem że są podłączeni do tego samego głównego punktu zasilającego. Jeśli o 12:00 producenci wprowadzają 20 kWh, a konsumenci pobierają 6, energia współdzielona wynosi 6, a nie 20. Nadwyżkowe 14 kWh sprzedaje się po cenie rynkowej (lub w ramach Ritiro Dedicato), bez premii.

Taryfa zachęcająca jest wypłacana przez 20 lat za energię współdzieloną. Dla instalacji do 200 kW składa się z części stałej 80 €/MWh i części zmiennej równej 180 €/MWh minus godzinowa cena strefowa, z łącznym limitem 120 €/MWh. Do tego dochodzi dodatek geograficzny do fotowoltaiki (10 €/MWh na północy, 4 w centrum) oraz wycena ARERA energii autokonsumowanej, około 8 €/MWh.

Dwie konsekwencje, które ważą na bilansie:

1. Liczy się zbieżność godzinowa, nie ilość. Instalacja może produkować bardzo dużo, a współdzielić mało, jeśli produkuje wtedy, gdy społeczność nie pobiera energii.
2. Część zmienna premiuje godziny z niską ceną. Gdy cena strefowa spada do 30–40 €/MWh, co jest normalne w środkowych godzinach słonecznych dni, zachęta rośnie do limitu 120 €/MWh (138 z dodatkiem i ARERA). W godzinach wieczornych przy 180 €/MWh część zmienna spada do zera i zostaje 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Dlaczego akumulator w trybie autokonsumpcji działa na niekorzyść CER

Domowy lub firmowy magazyn energii w logice autokonsumpcji robi tylko jedno: ładuje się, gdy tylko pojawia się nadwyżka, czyli od 8–9 rano, i rozładowuje się, gdy produkcja nie pokrywa zużycia budynku, w którym się znajduje.

W CER daje to trzy niepożądane efekty:

• Rano odbiera energię, którą można by współdzielić. Między 7 a 9 konsumenci społeczności mają pierwszy szczyt poboru (rodziny, biura, bary, szkoły). Akumulator, zamiast pozwolić, by nadwyżka trafiła do sieci i została współdzielona, zatrzymuje ją dla siebie.
• W południe jest już pełny. Od 11 nadwyżka słoneczna i tak trafia do sieci, w godzinach, w których społeczność pobiera najmniej. Energia wprowadzona, ale nie współdzielona.
• Wieczorem obsługuje tylko własny dom. Między 18 a 22, w wieczornym szczycie poboru, akumulator zasila budynek, w którym się znajduje, i nic nie wprowadza do sieci.

W efekcie magazyn energii jest z perspektywy CER niemal niewidoczny: nie pogarsza bilansu w porównaniu z instalacją bez akumulatora, ale też go nie poprawia.

3. Co robi AI-Care

AI-Care to platforma zarządzania energią, za pomocą której Heiwit steruje swoją flotą obejmującą magazyny energii sodowo-jonowe i falowniki hybrydowe. Silnik decyzyjny co godzinę generuje na nowo plan ładowania i rozładowania na podstawie ceny strefowej, prognozy produkcji skalibrowanej dla każdej instalacji i zmierzonego stanu naładowania.

Dla CER silnik zmienia funkcję celu: nie „maksymalizuje autokonsumpcji domu”, lecz „maksymalizuje energię współdzieloną społeczności, z poszanowaniem potrzeb domu”. Potrzebuje do tego jednego dodatkowego sygnału: zagregowany pobór konsumentów, co 15 minut. GSE oblicza energię współdzieloną ex post, w ujęciu godzinowym; akumulator musi zdecydować teraz. Wystarczy tani licznik IoT w punkcie poboru każdego konsumenta, przesyłający moc co 15 minut. Po kilku tygodniach danych silnik przechodzi od podążania za szczytem do jego przewidywania.

W symulowanym dniu decyzje są cztery:

Bez dodatkowego sprzętu po stronie instalacji: zmienia się plan, który silnik wysyła do falownika.

4. Symulacja

Konfiguracja. Instalacja fotowoltaiczna 30 kWp z akumulatorem 60 kWh (20 kW), niewielkim zużyciem własnym, oraz grupa 15 konsumentów o mieszanym profilu (szczyt rano, wyższy szczyt wieczorem). Typowy wiosenny dzień, typowy profil ceny strefowej z minimum w południe i maksimum między 19 a 20. Sprawność ładowania/rozładowania 95%.

Wyniki dla dnia.

Energia współdzielona się podwaja. Energia wprowadzona jest niemal taka sama: zmienia się tylko kiedy jest wprowadzana. Z AI-Care całe oddawanie do sieci znajduje odpowiadający mu pobór, a energia wprowadzona niewspółdzielona spada do zera.

Co się nie zmienia. Produkcja, pobór społeczności, sprzęt. Akumulator pracuje więcej (pełny cykl zamiast jego części), co jest realnym kosztem do uwzględnienia w bilansie: w magazynie sodowo-jonowym z deklarowanymi 9000 cykli i końcem życia przy 70%jeden cykl dziennie wystarcza na cały okres obowiązywania zachęty.

Co się zmienia dla producenta. Producent rezygnuje z części wieczornej autokonsumpcji (w modelu około 1–2 kWh dziennie), by oddać ją społeczności. Opłaca mu się to tylko wtedy, gdy regulamin CER przyznaje mu odpowiedni udział w zachęcie wygenerowanej przez jego akumulator. To kwestia statutu, nie technologii: zasady podziału decydują, czy akumulator pracuje dla domu, czy dla społeczności.

5. Ograniczenia modelu

Mówimy to, zanim powie to ktoś inny.

• Profile produkcji, zużycia i cen są profilami typowymi, a nie danymi pomiarowymi. Mechanizm jest rzeczywisty; liczby są orientacyjne i należy je przeliczyć na danych konkretnej CER.
• Model nie uwzględnia strat sieciowych, limitów mocy POD ani opodatkowania zachęty.
• Zimą popołudniowa nadwyżka może nie wystarczyć do napełnienia akumulatora: opóźnienie ładowania to decyzja podejmowana na podstawie prognozy, a nie stała reguła, a w krótkie dni silnik rozpoczyna ładowanie wcześniej.
• Wieczorem akumulator pokrywa około dwóch trzecich szczytu, a nie całość: 60 kWh wobec szczytu 20 kW przez pięć godzin. Inne zwymiarowanie zmienia liczby, nie mechanizm.
• Optymalizacja CER jest obecnie funkcją rozwijaną w AI-Care, a nie funkcją aktywną we flocie. Silnik decyzyjny, na którym się opiera, działa od miesięcy; funkcja celu „społeczność” jest przedmiotem pilotażowej CER, którą proponujemy Stołowi IFEC.

6. Czego potrzeba, by zrobić to naprawdę

Trzech rzeczy, wszystkie dostępne:

1. Akumulatorów akceptujących zewnętrzny plan godzinowy. Systemy Heiwit robią to natywnie dzięki AI-Care; w przypadku falowników innych producentów zależy to od protokołu.
2. Sygnału poboru konsumentów. Licznika IoT dla każdego POD lub danych z liczników 2G udostępnionych przez CER.
3. Regulaminu podziału, który zwróci producentom z magazynem energii część wartości, jaką generują dla społeczności.

Jeśli zarządzacie CER lub ją zakładacie i chcecie przeprowadzić tę symulację na własnych rzeczywistych profilach albo zgłosić się jako pilotażowa CER, napiszcie do nas na adres [email protected].

Źródła: DM z 7 grudnia 2023 r. nr 414 (DM CACER); GSE, Regole operative CACER; ARERA, TIAD (uchwała 727/2022/R/eel). Podane wartości taryf dotyczą instalacji do 200 kW.