Stocarea energiei, în special cu ajutorul bateriilor, devine un pilon cheie pentru un viitor energetic mai durabil și mai independent. Fie că stochează energia produsă de panourile solare sau profită de tarifele orare la electricitate, bateriile ne oferă un control mai mare asupra energiei noastre.

Dar care este “costul real” al acestei energii stocate? Nu este suficient să ne uităm doar la prețul de achiziție al bateriei. Trebuie să luăm în considerare cantitatea de energie pe care aceasta o va furniza pe întreaga sa durată de funcționare. Acesta este punctul în care Costul nivelat de acumulare (LCOS).

Ce este LCOS (Levelised Cost of Storage)?

Imaginați-vă LCOS ca fiind costul mediu pe kilowatt-oră (kWh) de energie pe care bateria este capabilă să o livreze pe durata sa de viață. Este un pic ca și cum am calcula costul pe litru de combustibil pe care o mașină îl va consuma de-a lungul duratei sale de viață, luând în considerare nu numai prețul inițial al mașinii, ci și cantitatea de benzină de care va avea nevoie.

LCOS ne permite să comparăm diferite soluții de acumulare pe o bază echitabilă și să înțelegem cu adevărat investiția pe termen lung.

Datele pe care le avem pentru bateria dvs.

Pentru calculul nostru, avem următoarele informații esențiale despre bateria dvs. specifică:

1. Costul de achiziție: €4.900
2. Capacitate nominală: 10 kWh (aceasta este cantitatea de energie pe care bateria o poate stoca atunci când este nouă și complet încărcată)
3. Cicluri de viață declarate: 6.500 de cicluri (Un “ciclu” are loc de fiecare dată când bateria este încărcată și apoi descărcată complet. Utilizarea parțială contează ca o fracțiune de ciclu).
4. Capacitatea reziduală la sfârșitul duratei de viață: 60% (Aceasta înseamnă că, după 6 500 de cicluri, bateria va mai putea stoca și furniza aproximativ 60% din capacitatea sa inițială de 10 kWh. Acest punct este adesea considerat “sfârșitul duratei de viață” pentru multe aplicații, deși bateria poate continua să funcționeze cu performanțe reduse).

Concepte științifice și tehnice explicate simplu

Înainte de a calcula, să înțelegem mai bine termenii:

• Kilowați-oră (kWh): Este unitatea de măsură pentru energia electrică. Gândiți-vă la kWh ca la “benzina” pentru dispozitivele electrice. Un bec de 100 de wați aprins timp de 10 ore consumă 1 kWh. Capacitatea de 10 kWh a bateriei dvs. înseamnă că, atunci când este nouă, aceasta poate alimenta, de exemplu, un cuptor de 1 kW timp de 10 ore (sau un dispozitiv de 1 kW timp de 10 ore).
• Ciclu de încărcare/descărcare: O baterie cu litiu nu durează la nesfârșit. De fiecare dată când este utilizată (încărcată și descărcată), aceasta suferă o ușoară degradare. Un ciclu complet este echivalentul descărcării complete a bateriei și apoi al reîncărcării sale complete. Durata de viață a unei baterii este adesea exprimată prin numărul de cicluri complete pe care aceasta le poate suporta înainte ca performanțele sale să scadă semnificativ.
• Degradarea bateriei (Fading): Utilizarea (ciclurile) și timpul duc la o reducere treptată a capacității maxime a bateriei. Bateria de 10 kWh, după câteva cicluri, ar putea deține doar 9 kWh, apoi 8 kWh și așa mai departe, până când ajunge la 60% de capacitate inițială, așa cum este specificat. Acest lucru este normal și de așteptat.
• Producția totală de energie: Aceasta este cifra esențial pentru LCOS. Nu este vorba doar de capacitatea nominală înmulțită cu ciclurile (10 kWh * 6500 cicluri = 65 000 kWh). Acest lucru se datorează faptului că capacitatea scăderi în timp. Trebuie să luăm în considerare energia livrată în fiecare ciclu, știind că energia pe ciclu scade odată cu scăderea capacității.

Calcul simplificat al energiei totale livrabile

Pentru a obține un calcul simplu, dar rezonabil al energiei totale livrabile, putem calcula media capacității utile pe durata de viață a bateriei. Bateria începe cu 10 kWh și se termină cu 6 kWh (60% cu 10 kWh).

• Capacitate inițială: 10 kWh
• Capacitatea la sfârșitul duratei de viață: 10 kWh * 60% = 6 kWh
• Capacitate medie estimată pe durata de viață: (10 kWh + 6 kWh) / 2 = 8 kWh

Acum, putem estima energia totală pe care bateria o va furniza în cele 6.500 de cicluri, folosind această capacitate medie:

• Energie totală livrabilă ≈ Capacitate medie * Număr de cicluri
• Energie totală livrabilă ≈ 8 kWh/ciclu * 6.500 cicluri = 52.000 kWh

Această estimare (52.000 kWh) reprezintă cantitatea totală de “benzină” pe care o puteți obține de la această baterie pe parcursul duratei sale de viață, luând în considerare degradarea.

Calculul LCOS

Acum că avem energia totală livrabilă și costul inițial, putem calcula LCOS de bază:

LCOS=Energie totală dispecerizabilăCost total​

În cazul nostru cel mai simplu, considerăm doar costul de achiziție drept “cost total”:

LCOS=52.000 kWh€4.900​

$$LCOS\approx €0,094\text{ pe kWh}$$

Așadar, bazându-ne doar pe costul inițial și pe durata de viață estimată, fiecare kilowatt-oră de energie pe care o utilizați din această baterie vă “costă” aproximativ 9,4 eurocenți.

Ce lipsește pentru un calcul mai complet? (Factori suplimentari)

Calculul pe care l-am făcut este o bază excelentă, dar un LCOS cu adevărat complet ar trebui să ia în considerare alți factori care influențează costul real:

1. Costuri de operare și întreținere (O&M): Există costuri pentru monitorizare, software, orice intervenții tehnice minore, curățare (dacă este necesar). Acestea, deși sunt adesea scăzute pentru bateriile rezidențiale, trebuie adăugate la costul total.
2. Eficiența călătoriei dus-întors (RTE): Niciun sistem de stocare nu este eficient la 100%. În timpul încărcării și descărcării, o parte din energie se pierde (disipată sub formă de căldură). RTE tipic pentru bateriile cu litiu este între 85% și 98%. Dacă RTE este de 90%, înseamnă că, pentru a extrage 1 kWh din baterie, trebuie să fi introdus aproximativ 1,11 kWh. Acest lucru reduce energia de fapt utilizabil decât energia introdusă, crescând astfel costul per kWh livrat. Pentru un calcul mai precis, energia livrabilă (52 000 kWh) trebuie multiplicată cu RTE (de exemplu, 52 000 * 0,90).
3. Costuri sau valoare la sfârșitul vieții: Ce se întâmplă cu bateria când ajunge la capacitatea 60%? Există costuri de eliminare sau reciclare? Există vreo valoare reziduală (poate pentru utilizări mai puțin solicitante, așa-numita “a doua viață”)? Acești factori afectează, de asemenea, costul total final.
4. Factorul de actualizare (rata de actualizare): În cadrul unei analize financiare complete, se ia în considerare valoarea banilor în timp. Un euro cheltuit astăzi valorează mai mult decât un euro cheltuit peste 10 ani. Acest factor, tipic analizei financiare, ar face calculul mai complex, dar mai precis din punct de vedere economic.

Concluzie

Calcularea costului nivelat al stocării (LCOS) este un instrument puternic pentru evaluarea rentabilității unui sistem de baterii. Utilizând datele furnizate (costul de achiziție, capacitatea, ciclul de viață și capacitatea la sfârșitul ciclului de viață), am estimat un LCOS de bază de aproximativ 0,094 € pe kWh pentru bateria dumneavoastră.

Această valoare vă oferă o idee clară a costului intrinsec al energiei pe care o veți stoca și utiliza din baterie pe durata de viață a acesteia. Rețineți că aceasta este o valoare estimată și că factori precum eficiența, costurile de exploatare și gestionarea la sfârșitul ciclului de viață vor influența LCOS final în cadrul unei analize mai aprofundate.

Înțelegerea LCOS vă permite să faceți alegeri informate cu privire la stocarea energiei, maximizând valoarea pe termen lung a investiției dumneavoastră.