Производство накопителей электрической энергии Краткая информация о компании и продуктах

Компания «ИНТЕЛИОН» специализируется на разработке и производстве накопителей электроэнергии Компания Интелион создана в 2012 г. для разработки и производства накопителей энергии на базе оригинальных ноу-хау, осуществлявшихся командой проекта для управляемых сетей (smart-grid) с использованием накопителей и источников распределенной генерации электроэнергии. Специалистами компании разработан и внедрен блочно-модульный сетевой накопитель энергии для промышленных проектов. Элементарный модуль накопителя обеспечивает мощность 20 к Вт при весе до 30 кг. Компания также наладила производство бытовых накопителей для дач и коттеджей мощностью от 5 до 20 к Вт, на свинцово-кислотных и литий-ионных аккумуляторах различной емкости. О компании 2

Компания «Интелион» выпускает следующие виды накопителей на производственных базах в Подмосковье и Курске: Бытовые накопители для дач и коттеджей, мощностью 5 и 10 к Вт (однофазные, на свинцово-кислотных аккумуляторах), которые являются аналогом ИБП. Бытовые накопителей для дач и коттеджей, мощностью 10 и 20 к Вт (трехфазные, на литий-ионных аккумуляторах), с параллельным подключением и возможностью добавления мощности. Накопители для промышленных объектов под заказ, на основе блочно-модульной архитектуры из стандартных 20-киловаттных блоков (на литий-ионных аккумуляторах). Гибридные системы – генератор +накопитель энергии + общая система управления, под конкретные проекты. Виды продукции 3

Основные элементы АБ – аккумуляторная батарея ИБ – инверторный (силовой) блок АСУ ИБ – автоматизированная система управления ИБ СУБ – система управления АБ АСУ СНЭ – автоматизированная система управления СНЭ 4 Сеть Шины до 1 кВ 3 АСУ ИБ 2 = ~ = ~ = ~ Потребитель Инверторный (силовой) блок СУБ Аккумуляторная 1 батарея АСУ СНЭ Сетевой накопитель энергии Типовая структурно-функциональная схема Сетевой накопитель энергии построен на основе двунаправленного инвертора (DC/AC преобразователя), на основе ШИМ-технологии с использованием высокоскоростных, управляемых ключей (IGBT технологии), и системы интеллектуального управления, определяющей дополнительный функционал системы. Структура управления 1 – контроль и управление АБ 2 – контроль и управление ИБ 3 – контроль параметров потребителя 4 – контроль параметров сети 4 Схема накопителя

5 Модель расчета эффективности использования бытовых накопителей Используемые обозначения и предположения АВР – устройство автоматического ввода резерва ИБП – источник бесперебойного питания СКА – свинцово-кислотный аккумулятор СНЭ – сетевой накопитель энергии ЛИА – литий-ионный аккумулятор Сетевой тариф – 3 рубля за 1 к Вт-час Рассматриваются различные типы устройств: Простой накопитель энергии (аналог источника бесперебойного питания) Сетевой накопитель энергии (с параллельным подключением и возможностью добавления мощности) Дизельный генератор с системой автоматического пуска Гибридное устройство (генератор и накопитель энергии с общей системой управления) Бытовые накопители

ИБП, 1 фаза, 5 к Вт – 6 к Вт-ч, СКА Цена ИБП, руб Цена АКБ в составе ИБП, руб Мощность, к Вт 5 Емкость, к Вт-час 6 Максимальная глубина разрядки 67% Количество циклов 500 КПД95% Стоимость 1 к Вт-часа, руб.34,25 6 Сравнительная стоимость 1 к Вт-часа для разных устройств Дизель-генератор, 1 фаза, 230 в, 5 к Вт Начальная стоимость, руб Стоимость обслуживания, руб Ресурс, мото-часов Номинальная мощность, к Вт 5 Фактическая мощность, к Вт 5 Расход топлива, л/час 2,5 Цена топлива, руб.35 Стоимость 1 к Вт-часа, руб.19,30 СНЭ, 1 фаза, 5 к Вт – 6 к Вт-ч, ЛИА Цена СНЭ, руб Цена АКБ в составе СНЭ, руб Мощность, к Вт 5 Емкость, к Вт-час 6 Максимальная глубина разрядки 75% Количество циклов для АКБ3500 КПД90% Стоимость 1 к Вт-часа, руб.13,46 ИБП, 3 фазы, 10 к Вт – 10 к Вт-ч, СКА Цена ИБП, руб Цена АКБ в составе ИБП, руб Мощность, к Вт 10 Емкость, к Вт-час 10 Максимальная глубина разрядки 67% Количество циклов 500 КПД95% Стоимость 1 к Вт-часа, руб.33,75 Дизель-генератор, 3 фазы, 400 в, 10 к Вт Начальная стоимость, руб Стоимость обслуживания, руб Ресурс, мото-часов Номинальная мощность, к Вт 10 Фактическая мощность, к Вт 10 Расход топлива, л/час 3,5 Цена топлива, руб.35 Стоимость 1 к Вт-часа, руб.14,05 СНЭ, 3 фазы, 10 к Вт – 10 к Вт-ч, ЛИА Цена СНЭ, руб Цена АКБ в составе СНЭ, руб Мощность, к Вт 10 Емкость, к Вт-час 10 Максимальная глубина разрядки 75% Количество циклов для АКБ3500 КПД90% Стоимость 1 к Вт-часа, руб.13,90

7 Преимущества накопителей – дополнительные возможности Ограничения при использовании генераторов Время непрерывной работы генератора определяется запасом топлива, при увеличении объема бака стоимость устройства возрастает Необходима регулярная заправка, которая требует отключения устройства При отключении сети генератор включается с небольшой задержкой (перерыв в питании) и требует времени для «выхода на режим» Вероятность выхода из строя для генератора относительно высока (например, по данным исследования Минздрава США для американских больниц – свыше 21%) Генератор нуждается в регулярном обслуживании … а еще он шумит и требует отдельного помещения Преимущества накопителей НЕ требует обслуживания, бесшумен, экологичен Крайне низкая вероятность выхода из строя Включается мгновенно, нет перерыва в питании Покрывает среднестатистическое время отключений (например, по Московской области – до 4 часов в 90% случаев)

8 Накопитель как альтернатива дизель-генератору в качестве источника резервного питания Модельный потребитель: одна фаза, частые отключения Дом, дача, небольшой коттедж Средняя потребляемая мощность – 5 к Вт Максимальная мощность – 10 к Вт Отключения Короткие (2 часа) – 3 раза в месяц Длительные (5 часов) – 1 раз в месяц Сравнительные характеристики решений ИБП, СКА 5 к Вт – 6 к Вт-ч Дизель-генератор с АВР, 5 к Вт Капитальные затраты, руб Эксплуатационные расходы в год, руб Стоимость резервного питания в год, руб

9 Модельный потребитель: три фазы, отключения Дом, дача, коттедж Средняя потребляемая мощность – 10 к Вт Максимальная мощность – 20 к Вт Отключения Короткие (2 часа) – 3 раза в месяц Длительные (4 часа) – 1 раз в месяц Сравнительные характеристики решений СНЭ, ЛИА 10 к Вт – 10 к Вт-ч Дизель-генератор с АВР, 10 к Вт Капитальные затраты, руб Эксплуатационные расходы в год, руб Стоимость резервного питания в год, руб Накопитель как альтернатива дизель-генератору в качестве источника резервного питания

10 Накопитель как источник дополнительной мощности при ее дефиците Модельный потребитель: три фазы, отключения + нехватка мощности Дом, дача, коттедж Средняя потребляемая мощность – 10 к Вт Максимальная мощность – 20 к Вт Отключения Короткие (2 часа) – 3 раза в месяц Длительные (4 часа) – 1 раз в месяц Сравнительные характеристики решений СНЭ, ЛИА 10 к Вт – 10 к Вт-ч Дизель-генератор с АВР, 10 к Вт Капитальные затраты, руб Эксплуатационные расходы в год, руб Стоимость стабильного питания в год, руб Добавление мощности 4 к Вт Ежедневно 2 часа Итого к Вт-час в месяц

11 Модель расчета эффективности промышленных накопителей Модельные ситуации 1. Снижение стоимости подключения при высокой стоимости (или невозможности) присоединения дополнительных мощностей (энергорайон закрыт или подключения ограничены): покрытие пиковых нагрузок 2. Снижение оплаты за электричество при использовании двухставочного тарифа на предприятии с резко переменным графиком нагрузки: использование собственной генерации и накопителя энергии 3. Снижение стоимости владения автономным источником (дизель- генератор) за счет стабилизации режима: использование гибридной системы (генератор и накопитель с общей системой управления) Промышленные накопители

12 Ограничение присоединенной мощности Рассматриваемая ситуация Производственный объект (завод) подключен к питающей сети с заявленной мощностью 100 к Вт Существуют пиковые нагрузки до 150 к Вт продолжительностью до 5 часов в течение дня В ночное время завод работает в режиме пониженного энергопотребления (без ночных смен) Необходимо обеспечить требуемый режим энергоснабжения без увеличения присоединенной мощности, так как питающий завод энергорайон закрыт для присоединения Один продолжительный пик нагрузки Накопитель – 100 к Вт мощности, 250 к Вт-час емкости Стоимость решения – $ Стоимость 1 к Вт дополнительной мощности - $ 2250 Вариант 1 Несколько непродолжительных пиков нагрузки Накопитель – 100 к Вт мощности, 140 к Вт-час емкости Стоимость решения – $ Стоимость 1 к Вт дополнительной мощности - $ 1425 Вариант 2

13 Снижение стоимости электроэнергии Рассматриваемая ситуация Металлургическое предприятие с резко переменным графиком нагрузки (от 200 к Вт до 3 МВт) Используется двухставочный тариф с оплатой 3,86 руб. за 1 к Вт-час и 326 руб. за 1 к Вт мощности, средний ежемесячный платеж за э/энергию составляет 3150 тыс. рублей Предприятие принимает решение о запуске собственной генерации на базе 2-х ГПА суммарной мощностью 1200 к Вт и накопителя мощностью 1200 к Вт и емкостью 1200 к Вт-часов. Себестоимость 1 к Вт-часа, вырабатываемого ГПА – 1,1 руб. за 1 к Вт Вариант 1 Тыс. руб. Стоимость энергии по старой схеме за 8 лет Стоимость энергии по новой схеме за 8 лет Капзатраты на ГПА 1,2 МВт Капзатраты на СНЭ 1,2 МВт – 1,2 МВт-час Суммарная экономия за 8 лет Дневной профиль нагрузки

14 Эффективная автономная система энергоснабжения Рассматриваемая ситуация Автономный объект с максимальной требуемой мощностью 200 к Вт и средней нагрузкой менее 100 к Вт, годовая наработка – 8760 часов. Вместо ДГА мощностью 200 к Вт используется гибридная установка: дизель-генератор 100 к Вт, накопитель мощностью 100 к Вт и емкостью к Вт-часов с общей системой управления За счет использования накопителя для покрытия пиковых мощностей и в качестве нагрузки при низком потреблении дизель-генератор работает в стабильном режиме с максимальным КПД, что сокращает расход топлива и улучшает его эксплуатационные параметры Начальная стоимость Тыс. руб. ДГА 100 к Вт 700,0 ДГА 200 к Вт 1 190,0 Накопитель энергии 100 к Вт - 60 к Вт-час 2 970,0 Параметры системы ДГАГибрид Расход топлива на 1 к Вт-час, л 0,250,23 Срок эксплуатации, лет 128 Ремонт, обслуживание и амортизация в месяц, тыс. руб. 11,034,0 Общая экономия за срок службы гибридного ДГА (с учетом амортизации) составляет: при стоимости дизельного топлива 35 руб. за 1 л тыс.руб при стоимости дизельного топлива 50 руб. за 1 л тыс.руб

Приложение 1 15 Рынок накопителей энергии для применения в энергетических сетях в 2012 году оценивался менее чем в 1 млрд. долларов США. Через 10 лет он составит почти 30 млрд. долларов. Годовые темпы роста мирового рынка накопителей энергии составляют около 30%, для накопителей на литий- ионных аккумуляторах – в 3 раза больше, то есть, почти 100%. Прогноз роста рынка накопителей энергии, млрд. $* * По данным аналитического обзора международной консалтинговой компании Bain&Company «Накопители энергии: современные технологии и рыночные перспективы».

Приложение 2 16 Сетевые накопители энергии $ в 2021 году Годовые темпы роста Факторы роста рынков Разбивка по технологиям на 2021 г. Интеграция ВИЭ Сглаживание пиков 18 млрд. 82 % Необходимость сглаживания энергии ВИЭ Государственные субсидии в области хранения э/э ГАЭСПроточные На хим. элементах 31%33%36% Инфра- структура 2 млрд.29 % Старение инфраструктуры Растущий спрос на э/э Проточные На хим. элементах 20%80% Арбитраж 2 млрд.29 % Рост преимущественно в странах с дерегулированной энергетической системой ГАЭСПроточные На хим. элементах 57%9%34% Системные услуги 3 млрд.23 % Рост цен на нефть Рост стоимости услуг пиковых электростанций Необходимость балансировки качества э/э как следствие роста доли генерации за счет ВИЭ ГАЭСМаховики На хим. элементах 17%10%73% Прогноз роста рынка накопителей энергии по применениям, млрд. $