Senkung der Stromkosten in Fabriken durch täglich zyklisch betriebenes — BESS für TOU-Arbitrage in Brasilien

FFD POWER Batterieschränke auf einer erhöhten Stahlplattform bei Sonnenaufgang über nebligen norwegischen Feldern

Projektübersicht

Um einem Industriekunden in Brasilien dabei zu helfen, die Auswirkungen volatiler Time-of-Use (TOU)-Stromtarife zu reduzieren, implementierte FFD POWER ein Behind-the-Meter Battery Energy Storage System (BESS) mit einer Leistung von 1 MW / 2,15 MWh.

Das Projekt zeigt, wie eine tägliche Lade- und Entladestrategie, gesteuert durch ein intelligentes EMS (Energy Management System), Lasten systematisch aus den abendlichen Spitzenlastzeitfenstern verlagern und dadurch messbare Einsparungen bei den Stromkosten der Fabrik erzielen kann.

Das System arbeitet inzwischen seit mehr als drei Jahren mit zuverlässigen Hochfrequenzzyklen und bestätigt damit sowohl die Wirtschaftlichkeit des Geschäftsmodells als auch die langfristige Langlebigkeit der Hardware.

BESS für TOU-Arbitrage in China: Systemübersicht für Guangdong-Tarifzeit-Energieverschiebung zur Senkung des Netzbezugs bei Spitzenlast
BESS für TOU-Arbitrage in China: zwei tägliche Zyklen nach Guangdong-Tarifzeiten, Laden außerhalb der Spitzenzeit und Entladen bei Spitzenlast

Projekt Hintergrund

Die industriellen Stromtarife in Brasilien basieren auf klar differenzierten Time-of-Use-(TOU)-Zeitfenstern, wobei die Strompreise während der abendlichen Spitzenlastzeiten um ein Vielfaches höher liegen als in den nachmittaglichen Schwachlastzeiten.

Für energieintensive Hersteller schafft diese Tarifstruktur sowohl einen erheblichen operativen Kostenfaktor als auch eine klare Arbitragemöglichkeit: Dieselbe Kilowattstunde kann nur einen Bruchteil kosten, wenn sie einige Stunden früher verbraucht wird.

Um diese Preisdifferenz wirtschaftlich zu nutzen, ist jedoch ein Speichersystem erforderlich, das in der Lage ist, während der Schwachlastzeiten tief zu laden, in den Spitzenlastzeiten mit hoher Leistung zu entladen und diesen Zyklus über Jahre hinweg an jedem Arbeitstag zuverlässig zu wiederholen, ohne signifikante Degradation zu zeigen.

Projekt Herausforderung

  • Nutzung von Tarifspreizungen: Hohe Strompreise in den abendlichen Spitzenlastzeiten sowie ein deutlich abgegrenztes Schwachlastfenster am Nachmittag erforderten eine präzise, zeitplanbasierte Dispatch-Strategie zur Maximierung der Arbitragemarge.
  • Hochfrequente Zyklisierung: Ein täglicher vollständiger Lade- und Entladezyklus belastet Batteriezellen, PCS und Thermomanagementsysteme deutlich stärker als reine Backup-Anwendungen und erfordert daher ein besonders robustes Systemdesign.
  • Langfristige Stabilität: Die Wirtschaftlichkeit des Projekts basierte auf einer konstanten Leistung über Jahre hinweg, nicht nur über Monate – jede relevante Kapazitätsdegradation oder Ausfallzeit würde die Amortisationszeit negativ beeinflussen.
  • Behind-the-Meter-Integration: Das System musste nahtlos in die bestehende elektrische Infrastruktur der Fabrik integriert werden, ohne die Produktionslasten oder Betriebsabläufe zu beeinträchtigen.

FFD POWER Lösung

FFD POWER implementierte eine netzgekoppelte Behind-the-Meter-Plattform, bestehend aus BESS + PCS + EMS, die speziell als dedizierter „Tariff Arbitrage Hub“ für die Fabrik konzipiert wurde.

Zehn Galaxy 215 All-in-One-Schränke arbeiten parallel unter einem zentralen EMS und führen einen täglichen Dispatch-Plan aus, der vollständig auf die TOU-Zeitfenster des lokalen Energieversorgers abgestimmt ist.

System-Spezifikationen

  • Installierte PV: N/A
  • BESS-Leistung: 1.000 kW
  • BESS-Kapazität: 2.150 kWh
  • Verwendetes Produkt: Galaxy 215 All-in-One BESS-Schrank (100 kW/215 kWh) × 10 + EMS
  • Architektur: Hinter dem Zähler TOU-Arbitrage mit Zwei-Lade-Zwei-Entlade-Einsatz

Betriebslogik: Zwei tägliche Zyklen TOU-Arbitrage

Der zentrale Wert des Systems ergibt sich daraus, wie das EMS (Energy Management System) jede Kilowattstunde präzise auf den Tarifkalender des Energieversorgers abstimmt:

  • Laden im Schwachlastzeitfenster: Während des kostengünstigen Nachmittags-Schwachlastfensters bezieht das EMS Energie aus dem Netz, um das BESS gezielt auf den Ziel-SoC (State of Charge) zu laden.
  • Entladung in der Spitzenlast: Wenn der kritische Abendspitzentarif aktiv wird, entlädt sich das BESS in die Fabriklasten und ersetzt teure Netzbezüge durch zuvor gespeicherte kostengünstige Energie.
  • SoC-Management: Das EMS steuert kontinuierlich die State-of-Charge-Grenzen, um die Lebensdauer der Zellen zu schützen und gleichzeitig die volle tägliche Arbitragemarge auszuschöpfen – der entscheidende Faktor für drei Jahre stabilen Zyklusbetrieb.
  • Zeitplanbasierter Dispatch: Alle Lade- und Entladevorgänge folgen einem vorab konfigurierten Zeitplan, der auf die lokalen TOU-Zeitfenster abgestimmt ist, wobei eine Override-Logik für Tarifänderungen oder betriebliche Ereignisse verfügbar ist.

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