Hur AI-Care ökar lönsamheten i en CER: batteriet som följer gemenskapens uttag

Batteriet som följer gemenskapens uttag, en timme i taget.

Den 3 november, i IFEC-rundabordet ”Federare le CER” i Grattacielo Pirelli, presenterar vi en simulering av hur ett energilager som styrs av AI-Care kan förändra ekonomin i en förnybar energigemenskap. Vi publicerar den här, med de antaganden som använts och modellens begränsningar, så att den som förvaltar eller planerar en CER kan granska och diskutera den.

Öppna simuleringen i helskärm

Kontroller: spela/paus, framåt och bakåt 15 minuter, börja om; knapparna ”Senza AI Care” och ”Con AI Care” väljer dag. Under dagen med AI-Care stannar animationen vid varje beslut; fortsätt med ”OK”.

1. Så beräknas incitamentet för en CER

Mekanismen i DM CACER (DM 414/2023) och GSE:s tillämpningsregler är enkel i grunden och obarmhärtig i detaljerna.

Den delade energin är, för varje timme, det lägsta av den energi som konfigurationens anläggningar matar in i nätet och den energi som medlemmarna tar ut, förutsatt att de är anslutna till samma mottagningsstation. Om producenterna kl. 12 matar in 20 kWh och konsumenterna tar ut 6 är den delade energin 6, inte 20. De överskjutande 14 kWh säljs till marknadspris (eller via Ritiro Dedicato), utan premie.

Incitamentstariffen betalas i 20 år på den delade energin. För anläggningar upp till 200 kW består den av en fast del på 80 €/MWh och en rörlig del lika med 180 €/MWh minus det zonala timpriset, med ett sammanlagt tak på 120 €/MWh. Därtill kommer ett geografiskt tillägg för solceller (10 €/MWh i norr, 4 i mellersta Italien) och ARERA:s ersättning för egenförbrukad energi, omkring 8 €/MWh.

Två konsekvenser som väger tungt i kalkylen:

1. Det är timsammanfallandet som räknas, inte mängden. En anläggning kan producera väldigt mycket och dela lite, om den producerar när gemenskapen inte tar ut energi.
2. Den rörliga delen belönar timmar med lågt pris. När det zonala priset sjunker till 30–40 €/MWh, vilket är normalt mitt på soliga dagar, stiger incitamentet till taket på 120 €/MWh (138 med tillägg och ARERA). Under kvällstimmarna vid 180 €/MWh blir den rörliga delen noll och kvar blir 80 + 10 + 8 = 98 €/MWh.

2. Varför ett batteri för egenförbrukning motverkar CER

Ett energilager i bostad eller företag som är inställt på egenförbrukning gör bara en sak: det laddas så fort det finns överskott, dvs. från kl. 8–9 på morgonen, och urladdas när produktionen inte täcker lasten i den byggnad där det sitter.

I en CER ger detta tre oönskade effekter:

• På morgonen tar det energi som kunde ha delats. Mellan kl. 7 och 9 har gemenskapens konsumenter sin första uttagstopp (hushåll, kontor, kaféer, skolor). I stället för att låta överskottet gå ut på nätet och delas behåller batteriet det.
• Vid lunch är det redan fullt. Från kl. 11 hamnar solöverskottet ändå på nätet, under de timmar då gemenskapen tar ut minst. Inmatad energi, inte delad.
• På kvällen försörjer det bara det egna huset. Mellan kl. 18 och 22, under kvällens uttagstopp, täcker batteriet byggnaden där det sitter och matar inte in något.

Resultatet är att energilagret, sett från CER, är nästan osynligt: det försämrar inte kalkylen jämfört med en anläggning utan batteri, men förbättrar den inte heller.

3. Vad AI-Care gör

AI-Care är den energistyrningsplattform som Heiwit använder för att styra sin flotta av energilager med natriumjonteknik och hybridväxelriktare. Beslutsmotorn genererar varje timme en ny plan för laddning och urladdning utifrån det zonala priset, produktionsprognosen kalibrerad för varje anläggning och den uppmätta laddningsnivån.

För CER byter motorn målfunktion: inte ”maximera husets egenförbrukning”, utan ”maximera gemenskapens delade energi, med hänsyn till husets behov”. För det behöver den en signal till: det aggregerade uttaget från konsumenterna, var 15:e minut. GSE beräknar den delade energin i efterhand, timme för timme; batteriet måste bestämma nu. En billig IoT-mätare vid varje konsuments uttagspunkt, som skickar effekten var 15:e minut, räcker. Efter några veckors data går motorn från att jaga toppen till att förutse den.

Under den simulerade dagen fattas fyra beslut:

Ingen extra hårdvara i anläggningen: det som ändras är planen som motorn skickar till växelriktaren.

4. Simuleringen

Konfiguration. En solcellsanläggning på 30 kWp med ett batteri på 60 kWh (20 kW), liten egen last, och en grupp på 15 konsumenter med blandad profil (topp på morgonen, högre topp på kvällen). Typisk vårdag, typisk zonal prisprofil med minimum mitt på dagen och maximum mellan kl. 19 och 20. Verkningsgrad vid laddning/urladdning 95 %.

Resultat för dagen.

Den delade energin fördubblas. Den inmatade energin är nästan densamma: det enda som ändras är när den matas in. Med AI-Care möts all inmatning av ett uttag, och den icke delade inmatningen sjunker till noll.

Vad som inte ändras. Produktionen, gemenskapens uttag, hårdvaran. Batteriet arbetar mer (en hel cykel i stället för en bråkdel), och det är en verklig kostnad att ta med i kalkylen: för ett natriumjonbatteri med 9 000 angivna cykler och livslängdens slut vid 70 %, räcker en cykel per dag under hela incitamentets löptid.

Vad som ändras för producenten. Producenten avstår en del av kvällens egenförbrukning (i modellen omkring 1–2 kWh per dag) för att ge den till gemenskapen. Det lönar sig för producenten endast om CER:s reglemente ger hen en rimlig andel av det incitament som batteriet genererar. Det är en fråga om stadgar, inte om teknik: fördelningsreglerna avgör om batteriet arbetar för huset eller för gemenskapen.

5. Modellens begränsningar

Vi säger det innan någon annan gör det.

• Profilerna för produktion, last och pris är typprofiler, inte uppmätta data. Mekanismen är verklig; siffrorna är vägledande och måste räknas om med data från den enskilda CER.
• Modellen tar inte hänsyn till nätförluster, effektgränser för POD eller skattemässig behandling av incitamentet.
• På vintern kanske eftermiddagens överskott inte räcker för att fylla batteriet: den fördröjda laddningen är ett beslut baserat på prognos, inte en fast regel, och under korta dagar tidigarelägger motorn laddningen.
• På kvällen täcker batteriet ungefär två tredjedelar av toppen, inte hela: 60 kWh mot en topp på 20 kW i fem timmar. En annan dimensionering ändrar siffrorna, inte mekanismen.
• CER-optimeringen är i dag en funktion under utveckling i AI-Care, inte en aktiv funktion i flottan. Beslutsmotorn som den bygger på har varit i drift i flera månader; målfunktionen ”gemenskap” är föremålet för den pilot-CER som vi föreslår för rundabordet IFEC.

6. Vad som krävs för att göra det på riktigt

Tre saker, alla tillgängliga:

1. Batterier som accepterar en extern timplan. Heiwits system gör det inbyggt via AI-Care; med växelriktare från andra tillverkare beror det på protokollet.
2. Signalen för konsumenternas uttag. En IoT-mätare per POD, eller data från andra generationens smarta elmätare som CER tillhandahåller.
3. Ett fördelningsreglemente som ger producenter med energilager en andel av det värde de skapar för gemenskapen.

Om ni förvaltar eller håller på att bilda en CER och vill göra om den här simuleringen med era verkliga profiler, eller ansöka om att bli pilot-CER, skriv till oss på [email protected].

Referenser: DM 7 december 2023 nr 414 (DM CACER); GSE, tillämpningsregler CACER; ARERA, TIAD (beslut 727/2022/R/eel). De angivna tariffvärdena gäller anläggningar upp till 200 kW.