W dobie elektromobilnej rewolucji jednym z największych wyzwań dla użytkowników samochodów elektrycznych staje się dostępność energii i jej koszt. Skutecznym i efektywnym rozwiązaniem mogą być magazyny energii Energate, produkowane przez pomorską firmę Elmech z Grupy Mercor. Można je stosować w praktycznie wszędzie - w domach wielorodzinnych, biurowcach i obiektach przemysłowych. Dzięki nim można zasilać prywatne samochody, ale i całe floty aut firmowych, od osobowych po ciężarowe.

Brak odpowiedniej infrastruktury ładowania jest dzisiaj jedną z największych barier dla rozwoju elektromobilności. Co ważne problem nie leży w braku dostępności samych urządzeń, ale braku mocy przyłączeniowych, dzięki, którym mogą działać. Polska sieć elektroenergetyczna jest przestarzała i o ograniczonej przepustowości. Stąd jej modernizacja wymaga czasu i dużych nakładów finansowych.

- Energetyka zawodowa nie jest wstanie dokonać przebudowy w krótkim czasie bez wsparcia finansowego, a koszty przebudowy zostaną przeniesione w późniejszym czasie na nas wszystkich w taryfach – mówi Arkadiusz Marat, prezes Elmech. - Nawet w przypadku niedawno zrealizowanych autostrad czy dróg ekspresowych, często w fazie projektowej nie zostały zaplanowane stacje ładowania samochodów elektrycznych, a infrastrukturę energetyczną zaplanowano i wykonano tylko na potrzeby typowych MOP - ów, czyli stacji paliwowej, oświetlenia parkingu, restauracji i ewentualnie hotelu. To nie wystarcza, aby zasilić huby ładowania samochodów osobowych czy ciężarowych, wymagających mocy rzędu kilkuset KW czy nawet kilku MW – ocenia Arkadiusz Marat.

Booster mocy

Problem z dostępem do mocy może dotyczyć każdego miejsca, gdzie planowane jest ładowanie samochodów elektrycznych. Nowoczesne, szybkie ładowarki o mocy 150 kW, czy też 350 kW potrzebują dużej mocy ładowania, bo dzięki niej całą operację można skrócić do minimum. Tymczasem nie zawsze w danej lokalizacji jest odpowiednie przyłącze. Każdy z obiektów ma określoną moc przyłączeniową, której nie może przekroczyć, na którą były projektowane przyłącza elektryczne, kable czy stacje transformatorowe. Co więcej - długotrwałe przekroczenie mocy przyłączeniowej może spowodować uszkodzenie poszczególnych urządzeń, a to dodatkowe koszty naprawy.

Problemy z dostępem do odpowiedniej mocy przyłączeniowej można wyeliminować budując magazyn energii Energate. Każdy składa się z elektronicznego modułu przetwarzania i zarządzania energią oraz szaf z bateriami. Magazyn jest zabezpieczony przez program monitorujący oraz system ochrony przeciwpożarowej umieszczony wewnątrz. Całość może być zainstalowana w budynku lub zamknięta w wolnostojącym, kompaktowym kontenerze. Energate sprawdzi się przede wszystkim jako booster mocy. W sytuacji, gdy nie ma odpowiedniej mocy przyłączeniowej może być ładowany niewielką mocą, np. 50kW, po to, aby w chwili zwiększonego jej zapotrzebowania dostarczyć do ładowarki dużo większą moc np. 350 kW. Problem przyłączeniowy zostaje rozwiązany.

Tańsza energia

Inną, niemniej ważną funkcją dla elektromobilności jest obniżenie kosztów energii zużywanej do ładowania samochodów.

- Magazyn można naładować energią z sieci energetycznej, w czasie, kiedy jest ona najniższa, czyli np. w nocy lub coraz częściej w ciągu słonecznego dnia, w czasie, kiedy jest jej nadmiar i ceny energii drastycznie spadają do wielkości bliskiej zero. Coraz częściej zdarzają się, też przypadki, że cena na Towarowej Giełdzie Energii jest ujemna, a to znaczy, że za jej zużycie dostaniemy zapłatę. Czyli na zakupie energii w odpowiednich godzinach można zarobić. Magazyn energii Energate pozwala na obniżenie kosztów i dodatkowy zysk – opisuje Arkadiusz Marat, prezes Elmech. I dodaje: - To swoisty strażnik mocy. Pilnuje, aby wielkość mocy nie była przekraczana, eliminuje opłaty za przekroczenie mocy zamówionej, pozwala też na obniżenie mocy zamówionej i tym samych comiesięcznych rachunków za energię

Co istotne magazyn energii świetnie współdziała z fotowoltaiką. Pozwala na ładowanie samochodu energią także wtedy, kiedy słońce nie świeci i panele nie produkują prądu. W tym przypadku nie tylko ładujemy samochody prawie za darmo, ale również ładujemy je energią „zieloną” wspierając ekologię i redukując ślad węglowy.

Biurowiec, osiedle i fabryka

Energate może być zastosowany praktycznie wszędzie - w firmach produkcyjnych, biurowcach, obiektach użyteczności publicznej, farmach fotowoltaicznych i wiatrakach, magazynach wielkoskalowych świadczących usługi regulacyjne systemowe na rzecz energetyki zawodowej.

- Mamy wiele aplikacji w firmach produkcyjnych, produkujących np. elementy konstrukcyjne budowlane, farby czy płyt ognioochronnych. W biurowcach takich jak GT ASE oraz siedziba NDI, a także biurowcu firmy logistycznej. To również aplikacje w obiektach miejskich w Rumii, centrum sportowym w centralnej Polsce, sklepach i wielu innych obiektach – mówi Arkadiusz Marat.

Magazyny mogą być stacjonarne, ale i mobilne. Te drugie mają tę zaletę, że gdy w danym miejscu nastąpi odpowiednie nasycenie ruchu samochodów elektrycznych, można zainwestować w stałe przyłącze bez zbędnego ryzyka. A magazyn mobilny przestawić w inne miejsce, tam, gdzie ruch samochodów jest jeszcze zbyt mały lub nie ma odpowiednich warunków przyłączenia.

- Z uwagi na skalę, najmniejsze typowe rozwiązanie to 50 kW / 150 kWh. Nie jest to rozwiązanie dedykowane dla pojedynczego domu czy mieszkania, jednak z powodzeniem może być wykorzystane jako urządzenie do bilansowania zapotrzebowania osiedli domów jednorodzinnych czy budynku wielorodzinnego. Czyli świetnie się sprawdzi również w przypadku powstających lokalnych społeczności energetycznych takich jak spółdzielnie energetyczne, klastry energii czy mikrosieci. I prosumenci zbiorowi – wylicza prezes Elmech.

Energate ładuje samochody

Pierwsza instalacja Energate powstała na terenie kompleksu Grupy Technologicznej ASE w Pruszczu Gdańskim. To kompleksowe rozwiązanie, w którym połączono magazyn energii, fotowoltaikę i ładowarki do samochodów elektrycznych. Dzięki temu od 2021 roku firmowa flota elektryczna jest ładowana właśnie z tych ładowarek zasilanych z magazynu energii.

W Sopocie Elmech realizuje transformację energetyczna siedziby firmy NDI, w ramach której na dachach budynków zostanie zamontowana fotowoltaika, a na parkingach 4 ładowarki DC o mocy 50 kW każda i 2 ładowarki o mocy 150 kW, czyli łącznie aż 600 kW mocy. Mocą i energią w tym układzie będzie zarządzał magazyn Energate o pojemności 600 kWh i mocy falowników 500 kW. Zadaniem Energate w tym przypadku jest obniżenie kosztów energii zużywanej do ładowania samochodów, peak shaving mocy i zwiększenie autokonsumpcji energii produkowanej w instalacji fotowoltaicznej.

Inny ciekawy pomysł w trakcie realizacji to mobilny magazyn z ładowarką elektryczną do samochodów ciężarowych. W tym przypadku jest zastosowana ładowarka o mocy 2x200 kW i magazyn energii o mocy 250 kW i pojemności 300 kWh, wszystko zabudowane w zmodyfikowanym tradycyjnym kontenerze. Bez wystających elementów, aby łatwo było tą mobilną ładowarkę przewozić z miejsca na miejsce. To rozwiązanie sprawdzi się świetnie w każdej lokalizacji, szczególnie tam, gdzie przyłącze jest niezbyt wielkie a okresowo występuje potrzeba zasilania urządzenia o dużo większej mocy. To świetne rozwiązanie również w przypadku ładowania ciężarówek. Samochody ciężarowe pozwalają na ładowanie mocą nawet 250 - 350 kW. W chwili obecnej infrastruktura ładowania samochodów osobowych elektrycznych nie jest zbyt rozległa, a ładowanie samochodów ciężarowych dodatkowo wymaga większej ilości miejsca. Ładowarka mobilna z magazynem Energate sprawdzi się świetnie w takim przypadku wspierając standardowe przyłącze mocą z magazynu.

Ile można zaoszczędzić? Oto konkret

W jednym z realizowanych przez Elmech projektów obliczenia opłacalności Energate oparte zostały o aktualne zasady i stawki ładowania samochodów elektrycznych oraz koszty energii i jej przesyłu zgodnie z cennikami i taryfami lokalnych spółek energetycznych. Ponadto założono stopień wykorzystania ładowarek na poziomie 8% w skali roku. Magazyn Energate będzie ładowany energią produkowaną w lokalnej instalacji fotowoltaicznej lub energią z sieci elektroenergetycznej w godzinach zapewniających najniższy koszt zakupu. Zastosowanie magazynu energii do zarządzania zakupem pozwoliło rocznie wygenerować dodatkowy zysk na poziomie 300 tys. zł co pozwala na sfinansowanie zakupu ładowarek zyskiem w ciągu dwóch lat. Poza aspektem ekonomicznym jest również aspekt ekologiczny, w tym przypadku zostanie również zaoszczędzonych 146 tys. litrów paliw kopalnych rocznie i pozwoli to na przejechanie samochodami elektrycznymi blisko 2 mln km. Ponadto poza elektromobilnością, zastosowanie magazynu Energate pozwoli na zwiększenie autokonsumpcji o ok 15%, to znaczy, że odzyskamy 18MWh rocznie energii produkowanej z fotowoltaiki a którą firma musiałaby stracić z uwagi na warunek zerowego eksportu energii do sieci energetyki zawodowej. To jest realne zmniejszenie śladu węglowego. Efekty w każdym kolejnym roku powinny być jeszcze większe z uwagi na wzrost liczby samochodów elektrycznych.

Arkadiusz Marat

Prezes Elmech

Mamy przygotowane kilka typowych rozwiązań magazynów Energate, ale praktyka wskazuje, że i tak w każdym przypadku niezbędne są zmiany, dopasowanie do potrzeb klientów i konfiguracji wewnętrznej sieci elektrycznej i teleinformatycznej. Firma Elmech jest znana z tego, że produkuje rozwiązania „skrojone na miarę” tak też jest w przypadku Energate. Dobieramy rozwiązanie do indywidualnych potrzeb klienta zapewniające w optymalnym stopniu realizację postawionych celów, ekonomicznych, ekologicznych czy też technicznych. Zwykle proces rozpoczyna się od analizy profilu zapotrzebowania na moc i energię, profilu produkcji energii w źródłach odnawialnych, planów rozwojowych pod kątem wzrostu zapotrzebowania i produkcji energii. Wykorzystujemy do analizy specjalistyczne autorskie oprogramowanie, które pomaga naszym specjalistom szybko i sprawnie dobrać optymalne z punktu widzenia kosztów czy autokonsumpcji wielkość fotowoltaiki i magazynu energii. Potem w ramach projektowania nasi inżynierowie, po wizji lokalnej, dobierają odpowiednie wielkości zabezpieczeń, innych urządzeń pozwalających na bezpieczne i funkcjonalne włączenie magazynu do istniejącej infrastruktury elektrycznej. Również pod katem informatycznym nasz system EMS jest integrowany z istniejącą siecią teleinformatyczną zapewniając dostarczenie wymaganych informacji o produkcji, zakupach, zużyciu i uzyskanych efektach ekologicznych.