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大型儲能系統的金流密碼:數據資產的收集與保存

陳建銘 Alvis Chen     2023年8月14日
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現今電池儲能系統(Battery Energy Storage System, BESS)正快速成為全球能源產業最蓬勃的領域。投資在10MW以上的中大型電池儲能系統,相等於至少數百萬甚至數千萬美金的巨額成本,其中大約半數成本來自於電池本體。就如同所有充電電池都會有的限制,大型儲能系統,也會受到「Battery Degradation」的影響,也就是當充放電次數增加,電池的容量就會逐漸衰退。

我們可以在三年後輕鬆更換手機,但對於動輒數百萬美金的BESS系統卻無法如此隨意處理。為了確保有效長久運作,BESS資產擁有者和系統供應商通常會簽訂長達數十年的「可用容量(Available energy capacity (MWh))」的「電池效能保固合約」,如10年期50MWh的效能保證。BESS系統供應商為了符合合約,可能會提供兩種策略來滿足保固期間的總電池效能需求:(1) 超配(Oversize):事先安裝更多的電池。(2) 增補 (Augment):用額外的新電池來增補現有電池。這兩種策略通常會被採用,有時候甚至會一起使用,以因應電池健康狀態(SoH, State of Health)衰退需要進行補充的情況。

數據管理成為BESS長期運作的關鍵要素

不論是使用超配或是增補,如何無時差地收集並判斷電池內的效能數據成為支持雙方保固契約運作的重要基石,也是雙方在長期維護服務中交流的重要工具。當擁有者需要提出保固要求時,必須提供相關數據以作證明。因此,BESS供應商通常會制定電池使用指南,規範特定的操作溫度和充電狀態(SoC, state of charge)準則。只有當數據證明充放電控制正常時,擁有者才能在電池表現不如預期時申請賠償和替換。同時,數據也是BESS供應商診斷電池健康狀態的基礎,透過大數據分析可以進行預防性維護,降低故障風險。而當電池模組的SoH降低到60%~65% 時,通常不再進行保固。因此,BESS業者建立數據回收機制對其本身的相當重要,無論是遠端還是現場,都要能確保數據的完整性。

如何提升BESS 關鍵數據傳輸與保存

在這個產業中,「數據」是評估這大型投資之服務量能的關鍵角色,然而目前對於「數據資產」的傳輸與保存並沒有一致的方式。而從Moxa協助BESS系統業者在大型案場進行數據儲存和傳輸的多年經驗中,我們建議從兩個方向來提升關鍵數據的傳輸與保存能力:

  1. 選擇能在嚴酷環境下持續運作的電子設備:由於大型BESS案場大多位於偏遠地區或靠海,可能受到鹽分等環境腐蝕影響。因此,除了要選擇具有高操作溫度範圍、高平均故障間隔時間(MTBF)參數的設備之外,也需根據場域需求選擇抗電磁干擾光纖,或使用抗腐蝕塗料保護的電腦和網路通訊設備,以確保數據的穩定傳輸與保存。
  2. 提供異常狀況的備援方式在遠端:案場難免有意外狀況,如供電不穩,或難以預測的事故導致斷電等現象。因此可以選用具有多個電源輸入或雙電源備援設計的通訊與工業電腦設備;而對於中大型的BESS案場,則還應考慮網路的備援能力,例如雙網路備援(LAN-A/LAN-B network),或是使用具有快速斷線備援能力的環狀網路(Ring)拓樸等等。確保在網路異常時,系統通訊能自動啟用備援網路,避免數據丟失。 要特別注意的是,系統厰商應針對案場各自數據傳輸穩定性的要求不同,而採用不同的網路架構,以免殺雞用牛刀,或是一味追求成本而因小失大的窘境。

隨著全球對再生能源的依賴程度不斷提高,能提供電網平衡與能源利用率的BESS系統的重要性與需求也同步增加。對於關鍵數據的收集、傳輸、管理能力也將在未來扮演更重要的角色,以協助政府、投資者與提供者推進這種高金額、長時間投資的專案,進一步加速能源轉型。

如需了解更多相關訊息,請造訪儲能網站

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