Cet article est le troisième d'unesérie de sept articles publiés sur le site et consacrés aux systèmes de stockage de l'énergie. Nous y examinons les questions que nous devons poser, les hypothèses que nous devons valider et les éléments que nous devons surveiller pour garantir le succès du déploiement de cette nouvelle classe d'actifs importante.
Sur , l'article de la semaine dernière sur le stockage de l'énergie, nous avons discuté des lacunes en matière d'information auxquelles les opérateurs sont confrontés lorsqu'ils exploitent et entretiennent des systèmes de stockage de l'énergie par batterie (BESS) et de ce qui peut être fait pour combler ces lacunes.
Cette semaine et la semaine prochaine, je vous ferai part des principales informations recueillies auprès des opérateurs sur les types d'outils de surveillance et d'aide à la décision qu'ils recherchent pour gérer les performances à long terme de cette nouvelle génération de systèmes de stockage d'énergie.
La première partie couvre la garantie et le suivi des performances, y compris le suivi des paramètres de garantie, le suivi de la température des modules et des unités et le suivi de la garantie de performance. Restez à l'écoute la semaine prochaine pour la deuxième partie, où nous aborderons le suivi d'autres paramètres clés de fonctionnement des BESS, le suivi réglementaire et commercial, ainsi que le suivi et la sécurité de l'équipement.
Je tiens à remercier Michael Eyman et Josh Corbitt d'Origis Services et Ken Kim d'Origis Energy pour leur expertise et leurs contributions. Origis est un leader dans l'exploitation et la maintenance de systèmes solaires et de stockage d'énergie dans toute l'Amérique du Nord.
Comme nous l'avons vu dans notre dernier article, le suivi de la garantie pour la classe d'actifs BESS est complexe - et la responsabilité du suivi de la conformité à la garantie repose sur les épaules de l'opérateur. Bien que l'opérateur soit généralement responsable de l'administration de la garantie dans l'industrie de l'énergie, les enjeux sont plus importants pour les BESS en raison du grand nombre de paramètres d'exploitation qui doivent être suivis pour fournir la preuve de la conformité à la garantie.
En outre, la plupart des équipements de conversion d'énergie ont des limites intégrées dans la logique de leur système de contrôle qui empêchent le fonctionnement en dehors des limites de la garantie. Ce n'est pas le cas pour les batteries, car une personne pourrait facilement opérer dans les limites de certains équipements du système de contrôle tout en annulant la garantie en surcyclant ou en surdéchargeant le système.
De plus, contrairement à d'autres actifs de conversion énergétique, l'opérateur du système de stockage par batterie n'a généralement pas les mains sur l'accélérateur du contrôleur de charge/décharge de la batterie. En général, la programmation et la répartition des batteries sont effectuées par le coordinateur de la programmation ou le preneur d'un contrat d'achat d'énergie du système. L'opérateur se trouve donc dans la position inconfortable d'être responsable de la gestion de la garantie du système de batteries, sans pour autant en avoir le contrôle total.
Compte tenu de ces défis, quels types de données et d'outils de surveillance les opérateurs de BESS recherchent-ils pour les aider à gérer cet actif ? Voici quelques-unes des questions les plus importantes.
Comme indiqué ci-dessus, l'opérateur est responsable du suivi des paramètres de fonctionnement du BESS pendant toute la durée du projet - non seulement pour garantir un fonctionnement sûr et fiable de l'actif, mais aussi pour disposer d'éléments de preuve en cas de réclamation ou de litige au titre de la garantie. Les limites de garantie du système de batterie ont-elles été dépassées ? Les équipementiers de batteries et les intégrateurs de systèmes auront besoin de ces données pour examiner les demandes de garantie émanant du propriétaire ou de l'exploitant du système, et la norme industrielle actuelle veut que tous ces paramètres de fonctionnement soient échantillonnés et agrégés au moins une fois toutes les 15 minutes.
Il convient de noter que diverses parties prenantes ont des garanties dans un projet BESS, y compris une garantie globale fournie par l'EPC, une garantie de l'unité fournie par l'intégrateur du système et une garantie de la batterie fournie par l'OEM. Bien que n'importe quelle combinaison des trois puisse surveiller les paramètres de garantie pendant la durée de vie du projet, l'opérateur est le mieux placé pour effectuer la surveillance au nom du propriétaire.
Pourquoi ? Parce que l'opérateur est impartial et que son rôle persiste pendant toute la durée de vie de l'actif, alors que toutes les autres parties prenantes se déchargent de leur responsabilité en matière de garantie au fil du temps. Si le propriétaire échange des opérateurs au cours de la durée de vie de l'actif, des conditions prédéfinies de stockage, de gestion et de transfert des données doivent être inscrites dans l'accord d'exploitation afin d'assurer la continuité de l'administration de la garantie et des données d'exploitation tout au long de la durée de vie du projet.
Au minimum, tous les paramètres d'exploitation explicitement inclus dans les manuels de conception et d'exploitation du système de batterie doivent être inclus dans la base de données de suivi des paramètres de garantie, y compris les informations sur la charge/décharge de la batterie et l'entité qui a assuré la fonction de contrôle lors de l'envoi de l'unité, même si c'est de manière indirecte.
Par exemple, si le bureau de négociation de l'entité de coordination du calendrier (SC) autorise le cyclage de la batterie en dehors des conditions de garantie, il est important que cela soit enregistré électroniquement dans le système afin de pouvoir identifier ultérieurement les violations des conditions de garantie qui ont pu se produire. Il est très important que l'opérateur et l'entité de coordination des horaires aient tous deux une visibilité sur les données d'exploitation du cycle de la batterie, historiques et prévisionnelles, afin d'éviter de dépasser les limites d'exploitation prévues par la garantie.
Nous recommandons que l'échantillonnage et le stockage des données soient effectués au niveau le plus granulaire possible afin d'étayer les demandes de garantie. Bien que la plupart des paramètres de garantie spécifient des limites de température de fonctionnement au niveau du système, il est prudent de collecter et de consolider les données au niveau de l'unité ou du module si les données du capteur sont disponibles. Ainsi, en cas de litige, si l'équipementier affirme qu'un module de batterie ou des excursions de température des cellules se sont produites, l'opérateur est en mesure de fournir autant de preuves que possible pour contredire cette affirmation. Il est intéressant de noter que les données relatives à la température de fonctionnement des BESS destinées à étayer les demandes de garantie atteindront probablement plus d'un téraoctet de données stockées pendant la durée de vie du projet.
Tout comme les informations relatives aux réclamations au titre de la garantie, le suivi des informations relatives aux garanties de performance peut être complexe du point de vue du contrôle et de l'administration des données. Bien que les garanties de performance soient généralement spécifiques à un projet, les opérateurs voudront suivre les informations suivantes et stocker des données consolidées sur 5 à 15 minutes dans le système de gestion de la performance des actifs (APM) :
Pour surveiller le taux de dégradation de la capacité de la batterie garanti par le vendeur, il faut procéder à des essais de capacité périodiques du système, les données étant corrigées en fonction des mêmes conditions d'essai que celles de l'essai de capacité initial. Il est important que l'opérateur respecte explicitement les exigences de la procédure d'essai de capacité et que les résultats de l'essai soient normalisés de la même manière que l'essai de capacité initial du système.
La manière dont la dégradation réelle du système est calculée et communiquée après réception des résultats de ces essais périodiques doit être explicitement décrite dans le libellé de la garantie de performance. Par exemple, la garantie de performance prévoit-elle une période de "rattrapage" au cours de laquelle les résultats excédentaires d'une période peuvent être utilisés pour compenser les résultats insuffisants d'une autre période ? L'échec au test annuel du taux de dégradation au cours d'une année donnée donne-t-il lieu à un paiement, ou la garantie est-elle basée sur le taux de dégradation cumulé du système ? Tous ces détails doivent être explicitement mentionnés dans la garantie de performance afin d'éviter toute ambiguïté en cas de réclamation au titre de la garantie.
Une autre garantie de performance typique fournie par les vendeurs de batteries est le rendement aller-retour du système (RTE), qui est la fraction de l'énergie introduite dans le système de stockage pendant le cycle de charge qui peut être récupérée pendant le cycle de décharge. Comme pour l'essai de capacité, il convient d'inclure dans la garantie de performance le libellé de la procédure d'essai spécifique et, le cas échéant, la normalisation des données.
Le niveau d'énergie de la batterie aux points de charge et de décharge ainsi que l'état de charge, le nombre de cycles et la température du système devront être enregistrés pour les cycles de charge/décharge. Idéalement, le système de gestion thermique de la batterie peut maintenir l'unité à 25 degrés Celsius pendant la période d'essai.
La meilleure façon pour l'opérateur de gérer cette collecte de données et de garantir le calcul est de configurer des rapports d'essai prédéfinis dans l'APM qui collectent les données aux fréquences d'échantillonnage décrites dans la procédure d'essai. Les données peuvent ensuite être exportées vers la feuille de calcul de la procédure d'essai, où la réduction des données et les calculs sont effectués, ou, idéalement, l'APM peut générer le rapport final d'un simple clic de souris.
Les définitions de la disponibilité d'un système énergétique varient considérablement. Il est donc très important que ce terme soit défini dans la garantie de performance et que la méthode de calcul soit précisée. Le libellé de la garantie doit préciser s'il s'agit d'une garantie de disponibilité basée sur le temps ou sur l'énergie. L'enveloppe d'évaluation sera-t-elle au niveau du module, du convertisseur ou du système ? Y aura-t-il des exclusions pour les événements d'indisponibilité qui échappent au contrôle de l'opérateur, tels que les pannes de réseau ?
Comme pour les tests de capacité et de RTE, l'opérateur doit acquérir un grand volume de données d'exploitation, consolider ces données conformément aux conditions de la garantie et calculer la réussite ou l'échec pour chaque période d'évaluation. Contrairement aux garanties de capacité et de RTE, des données transactionnelles supplémentaires horodatées devront être collectées et stockées dans l'APM afin d'aligner les actions de l'opérateur et du CS sur les opérations du système au cours de l'année.
Nous recommandons que tous les événements opérationnels d'indisponibilité de l'unité et du système soient automatiquement classés par type, responsabilité et contrôlabilité. Cela permettra à l'opérateur d'attribuer facilement une excusabilité contractuelle aux événements qui ne relèvent pas de son contrôle et de sa responsabilité contractuels lors du calcul de la disponibilité du système. Comme pour les autres garanties, un rapport prédéfini sur la disponibilité de la garantie de performance doit être configuré dans l'APM pour faciliter l'accès et l'évaluation par toutes les parties prenantes du projet.
Nous avons encore beaucoup à apprendre sur le fonctionnement sûr, fiable et économique de cette nouvelle et très importante catégorie d'actifs qu'est le stockage de l'énergie. Si les systèmes hybrides de stockage d'énergie avaient été déployés à grande échelle au Texas, les récentes défaillances du réseau auraient probablement pu être évitées. L'industrie doit fournir aux propriétaires et aux exploitants les outils et les informations dont ils ont besoin pour gérer de manière sûre et fiable cet actif d'aujourd'hui et de demain.
Restez à l'écoute la semaine prochaine pour la deuxième partie de cet article. Nous y aborderons les outils et les informations dont les opérateurs ont besoin pour gérer cette nouvelle classe d'actifs. Comme toujours, vos commentaires sont les bienvenus.
Steve Hanawalt est vice-président exécutif et fondateur de Power Factors. Pour plus d'articles comme celui-ci, suivez-le sur LinkedIn ou consultez le reste de notre blog.