Quanto costa un sistema commerciale di accumulo a batteria?

Quando le aziende chiedono informazioni sull'accumulo a batteria commerciale, la prima domanda è spesso semplice: Quanto costa un BESS?

La difficoltà sta nel fatto che non esiste un prezzo unico valido per ogni progetto. Un armadio batteria esterno 500kWh installato accanto a una fabbrica è molto diverso da un sistema 500kWh che richiede anche un trasformatore, nuovi quadri elettrici, opere civili e una complessa protezione di rete.

La capacità della batteria può essere la stessa, ma il costo finale del progetto può essere molto diverso.

Questa guida spiega cosa è normalmente incluso in un preventivo per un sistema di accumulo a batteria commerciale, quali voci hanno il maggiore impatto sui costi e come le aziende possono effettuare un confronto più utile tra diverse proposte BESS.

Risposta rapida

Il costo totale di un BESS commerciale normalmente include il sistema di batterie, PCS, EMS, la gestione termica, la protezione antincendio, le apparecchiature elettriche, il trasporto, l'installazione, la messa in servizio e la connessione alla rete.

Per questo motivo, il prezzo dell'attrezzatura e il prezzo del progetto completamente installato non dovrebbero mai essere considerati lo stesso importo.

Perché i prezzi di BESS commerciali variano così tanto

I sistemi di accumulo a batteria commerciali non sono prodotti di consumo standard con un unico prezzo al dettaglio fisso.

Il costo dipende dalle dimensioni del sistema, dalla rapidità con cui deve caricarsi o scaricarsi, dall'ambiente di installazione e dal lavoro necessario per collegarlo in sicurezza alla struttura.

I principali fattori includono:

• Capacità della batteria in kWh o MWh
• Potenza PCS in kW o MW
• Durata operativa richiesta
• Chimica della batteria e qualità delle celle
• Raffreddamento ad aria o a liquido
• Installazione indoor, outdoor o containerizzata
• Requisiti di protezione antincendio e di sicurezza
• Requisiti per trasformatore e apparecchiature di manovra
• Costi locali di manodopera e costruzione
• Spedizione, dazi all'importazione e imposte
• Requisiti di connessione alla rete e di certificazione
• Durata della garanzia e garanzie di prestazione

Per questo motivo, confrontare le quotazioni solo dividendo il prezzo totale per la capacità della batteria può talvolta essere fuorviante.

Un prezzo più basso per kWh può escludere il PCS, il trasformatore, l'installazione o la messa in servizio. Un'altra quotazione può sembrare più costosa perché include la maggior parte delle apparecchiature necessarie per far funzionare il progetto.

Prezzo dell'apparecchiatura rispetto al costo del progetto completamente installato

Prima di confrontare i prezzi, verifica esattamente cosa sta quotando ciascun fornitore.

Prezzo delle sole apparecchiature

Una quotazione relativa alle sole apparecchiature può includere:

• Armadi per batterie o container per batterie
• Sistema di gestione della batteria
• PCS
• EMS o controllore di sistema
• Sistema di raffreddamento
• Protezione antincendio integrata

Potrebbe non includere trasporto, fondazioni, cavi, apparecchiature del trasformatore, installazione o messa in servizio locale.

Prezzo delle apparecchiature consegnate

Un prezzo consegnato può includere la spedizione internazionale e la consegna a un porto o al sito del progetto, ma lo scarico locale, le opere di costruzione e i lavori elettrici potrebbero essere ancora esclusi.

Costo completamente installato

Un prezzo del progetto completamente installato può includere la maggior parte o tutti i seguenti elementi:

• Apparecchiature BESS
• Spedizione e assicurazione
• Dazi all'importazione e imposte locali
• Fondazione in calcestruzzo
• Cablaggio AC e DC
• Trasformatore e apparecchiature di manovra
• Apparecchiature di protezione
• Manodopera per l'installazione
• Collaudo e messa in servizio
• Lavori di connessione alla rete
• Permessi locali e progettazione

Quando si discute del costo di BESS per kWh, chiedere sempre se la cifra si riferisce all'apparecchiatura della batteria, al pacchetto completo BESS o al progetto finale installato.

Da cosa è composto il costo di un BESS commerciale?

1. Sistema di batterie

La batteria rappresenta normalmente una delle voci più consistenti del costo dell'apparecchiatura. Include più delle sole celle.

Un sistema di batterie commerciale può comprendere:

• Celle di batteria al litio
• Moduli batteria
• Rack per batterie
• Box ad alta tensione
• Sistema di gestione della batteria
• Protezione elettrica
• Armadio o involucro tipo container

Il prezzo delle celle è importante, ma non rappresenta il costo di un sistema di batterie commerciale completo.

Anche la coerenza delle celle, la durata dei cicli, le prestazioni termiche e le condizioni di garanzia possono influire sul prezzo. Una batteria più economica potrebbe non offrire la stessa vita utile o la stessa garanzia sulle prestazioni.

2. Sistema di conversione di potenza

PCS converte l'elettricità tra la potenza DC della batteria e la potenza AC dell'impianto.

Il suo costo è influenzato principalmente da:

• Potenza nominale
• Tensione di rete
• Funzionamento on-grid o off-grid
• Capacità di sovraccarico
• Funzionamento in parallelo
• Capacità di black-start
• Funzioni di comunicazione richieste

Due sistemi con la stessa capacità della batteria possono avere costi diversi se uno utilizza un 100kW PCS e l'altro utilizza un 250kW PCS.

3. EMS e sistema di controllo

Il sistema di gestione dell'energia decide quando la batteria deve caricarsi o scaricarsi.

Per una semplice applicazione di backup, la logica di controllo può essere relativamente semplice. Per il peak shaving, l'autoconsumo solare o il funzionamento in microgrid, il EMS potrebbe dover coordinare:

• Potenza della rete elettrica
• Produzione solare
• Carico della struttura
• Stato di carica della batteria
• Generatori diesel
• Fasce tariffarie dell'energia elettrica

Il software e i controlli possono rappresentare una parte minore del prezzo totale, ma hanno un impatto importante sulla capacità del sistema di generare risparmi utili.

4. Raffreddamento e protezione antincendio

Le batterie commerciali necessitano di un controllo stabile della temperatura e di sistemi di sicurezza adeguati.

I sistemi più piccoli possono utilizzare il raffreddamento ad aria, mentre i sistemi a densità più elevata o con cicli frequenti possono utilizzare il raffreddamento a liquido.

Il sistema può anche includere:

• Rilevamento di temperatura e fumo
• Rilevamento gas
• Allarmi antincendio
• Soppressione automatica degli incendi
• Ventilazione o progettazione per lo sfogo dell'esplosione
• Comandi di arresto di emergenza

Questi sistemi aggiungono costi, ma non devono essere considerati come componenti aggiuntivi opzionali in un'installazione commerciale.

5. Trasformatore e quadri di commutazione

La tensione di uscita di BESS deve corrispondere all'impianto elettrico della struttura.

Un sistema a bassa tensione di dimensioni inferiori può essere collegato direttamente ai quadri di commutazione esistenti. Un BESS più grande può richiedere:

• Un trasformatore dedicato
• Quadri di commutazione in media tensione
• Relè di protezione
• Apparecchiature di misurazione
• Un nuovo pannello di connessione alla rete

Questa parte del progetto può aumentare materialmente il costo installato, soprattutto quando il trasformatore o i quadri di commutazione esistenti non dispongono di capacità sufficiente.

6. Installazione e opere civili

Anche un armadio all-in-one per esterni necessita di un'area di installazione adeguata.

I lavori in sito possono comprendere:

• Preparazione del terreno
• Fondazione in calcestruzzo
• Drenaggio
• Recinzione protettiva
• Trincee per cavi
• Scarico con gru
• Installazione elettrica
• Collaudo e messa in servizio

Un'installazione semplice accanto a un locale elettrico esistente può costare molto meno di un progetto situato lontano dal trasformatore principale.

Come la dimensione del sistema influisce sul costo di BESS

I sistemi più grandi normalmente beneficiano di economie di scala. Il costo per kWh spesso diminuisce all'aumentare della capacità della batteria perché alcune spese non crescono in proporzione diretta alla dimensione del sistema.

Ad esempio, sia un progetto piccolo che uno grande possono richiedere:

• Attività di ingegneria
• Apparecchiature di comunicazione
• Mobilitazione del cantiere
• Messa in servizio
• Studi sulla protezione della rete

Questi costi fissi di progetto sono distribuiti su una maggiore energia accumulata in un sistema più grande.

Tuttavia, un sistema più grande non è automaticamente più conveniente. La batteria dovrebbe comunque corrispondere al carico reale e allo scopo operativo.

Prima di stimare il costo, è utile calcolare quanta potenza PCS e capacità della batteria servono realmente al progetto. Il nostro guida al dimensionamento commerciale BESS spiega il calcolo di base.

Perché la durata di accumulo cambia il prezzo

Un BESS è solitamente descritto usando sia potenza che energia, ad esempio:

• 100kW/200kWh
• 250kW/500kWh
• 500kW/2MWh

Il rapporto tra potenza ed energia determina la durata di accumulo.

Ad esempio:

• 100kW/100kWh è approssimativamente un sistema da un'ora.
• 100kW/200kWh è approssimativamente un sistema da due ore.
• 100kW/400kWh è approssimativamente un sistema da quattro ore.

Aumentare la durata aggiunge più capacità della batteria, ma la potenza PCS può rimanere la stessa.

Ciò significa che il prezzo totale del progetto aumenta, mentre alcuni componenti diversi dalla batteria non devono raddoppiare. Di conseguenza, il costo per kWh può essere inferiore per un sistema con durata maggiore, anche se l'investimento totale è più alto.

Intervalli indicativi di prezzo commerciale per BESS

Le cifre seguenti sono stime indicative di pianificazione, non preventivi fissi. Il prezzo effettivo può variare in base al paese, alle specifiche del sistema, all'ambito del fornitore, alla spedizione, alle tariffe e alle condizioni del sito.

Questi intervalli servono solo ad agevolare la definizione del budget iniziale. Possono rappresentare pacchetti integrati di apparecchiature anziché costi completi di progetto chiavi in mano.

Le opere locali sul trasformatore, la costruzione, la connessione alla rete, le imposte e l'installazione possono aumentare considerevolmente l'importo finale.

Recenti ricerche di settore confermano che i costi di accumulo a batteria hanno continuato a diminuire, sebbene il ritmo e il costo finale del progetto varino in base al mercato, alla durata e alla configurazione del progetto. NREL pubblica pertanto proiezioni di costo come costi di sistema completi per kWh anziché considerare il costo del pacco batterie come costo dell'intero progetto.

Perché un sistema 100kWh può costare di più per kWh

I clienti a volte si aspettano che un sistema 100kWh costi esattamente un decimo di un sistema 1MWh. In pratica, spesso costa di più per kWh.

Un piccolo sistema commerciale richiede comunque:

• Un armadio o un involucro
• Un sistema di gestione della batteria
• Un PCS
• Raffreddamento
• Protezione antincendio
• Sistemi di controllo
• Installazione e messa in servizio

Questi componenti di base sono necessari anche quando la capacità della batteria è relativamente piccola.

Un progetto più grande può ripartire questi costi fissi su una maggiore capacità della batteria, motivo per cui il suo costo per kWh potrebbe essere inferiore.

Preventivo a basso costo o preventivo incompleto?

Un prezzo molto basso non è sempre un affare migliore. A volte significa semplicemente che voci importanti non sono state incluse.

Prima di confrontare due proposte, verifica se entrambe includono lo stesso ambito.

Confrontare lo stesso perimetro tecnico è più utile che confrontare solo il numero finale nella prima pagina di un preventivo.

Come stimare il ritorno di un BESS commerciale

Un sistema a batterie non dovrebbe essere valutato solo in base al prezzo di acquisto. La domanda più importante è come il sistema genererà valore durante l'esercizio.

Le possibili fonti di risparmio includono:

• Ridurre gli oneri di potenza
• Ricaricare nei periodi a tariffa bassa e scaricare nei periodi a tariffa alta
• Utilizzare più energia solare in loco
• Ridurre l'utilizzo del generatore diesel
• Evitare perdite di produzione durante le interruzioni di corrente
• Supportare la ricarica dei veicoli elettrici senza aumentare immediatamente la capacità della rete

Un semplice calcolo del periodo di ritorno è:

Periodo di ritorno semplice = Costo totale del progetto ÷ Beneficio finanziario annuo

Ad esempio, supponiamo che un progetto commerciale di batterie costi USD 300,000 e generi risparmi annui stimati pari a USD 60,000:

USD 300,000 ÷ USD 60,000 = 5 anni

Questo semplice calcolo è utile per una verifica iniziale, ma un modello finanziario completo dovrebbe considerare anche:

• Degrado della batteria
• Variazioni del prezzo dell'energia elettrica
• Costi di manutenzione
• Costi di finanziamento
• Parti di ricambio
• Valore residuo
• Tasse e incentivi

Esempio: progetto di riduzione dei picchi

Si consideri una fabbrica che desidera ridurre un picco 200kW della durata di circa due ore.

Una possibile configurazione iniziale potrebbe essere:

• Potenza PCS: circa 200kW
• Capacità della batteria: circa 500kWh

Si ipotizzi che l'attrezzatura e i lavori locali del progetto portino l'investimento totale a USD 200,000.

Se il sistema consente di risparmiare USD 35,000 ogni anno grazie a minori oneri di potenza e allo spostamento dei carichi energetici:

USD 200,000 ÷ USD 35,000 = circa 5.7 anni

Il risultato reale dipende in larga misura dalla tariffa elettrica e dalla frequenza con cui la batteria può essere utilizzata.

Una fabbrica con un elevato onere di potenza può ottenere un ritorno molto più rapido rispetto a una struttura che paga principalmente per il consumo energetico totale.

Per maggiori informazioni su questa applicazione, leggi come l'accumulo di energia può ridurre gli oneri di potenza.

Esempio: progetto di alimentazione di riserva

I progetti di alimentazione di riserva devono essere valutati diversamente perché parte del loro valore deriva dall'evitare perdite anziché dalla riduzione della bolletta elettrica.

Si supponga che uno stabilimento di trasformazione alimentare perda USD 20,000 in prodotti e produzione ogni volta che si verifica un'interruzione prolungata.

Se un sistema a batteria previene diverse perdite di questo tipo durante la sua vita utile, parte del suo valore deriva dalla continuità operativa.

Per ospedali, strutture di stoccaggio refrigerato, hotel e stabilimenti produttivi, questo valore legato alle perdite evitate può talvolta essere più importante dell'arbitraggio energetico.

Quando conviene un sistema di accumulo a batteria commerciale?

Un BESS commerciale può avere senso dal punto di vista finanziario quando la struttura presenta una o più delle seguenti condizioni:

• Oneri di potenza elevati
• Una forte differenza tra i prezzi dell'elettricità di punta e fuori punta
• Frequenti interruzioni della rete
• Funzionamento costoso dei generatori diesel
• Produzione solare in eccesso durante il giorno
• Capacità di connessione alla rete limitata
• Carichi critici che non possono tollerare interruzioni

Il business case può essere più debole quando i prezzi dell'elettricità sono stabili, le interruzioni sono rare e la batteria non ha uno scopo operativo giornaliero chiaro.

In questa situazione, installare un sistema grande semplicemente perché i prezzi delle batterie stanno calando potrebbe non produrre un buon ritorno economico.

Come ottenere una stima più accurata dei costi BESS

Un fornitore può normalmente fornire una stima più utile quando le informazioni del progetto includono:

• Potenza PCS richiesta
• Capacità della batteria richiesta
• Tempo di backup o obiettivo di peak shaving
• Tensione e frequenza della rete
• Paese del progetto e luogo di installazione
• Installazione interna o esterna
• Capacità del trasformatore esistente
• Dimensioni dell'impianto solare
• Profilo di carico
• Certificazioni richieste
• Termini di consegna previsti

Senza queste informazioni, un preventivo iniziale potrebbe essere solo una stima approssimativa dell'attrezzatura.

Domande frequenti

Quanto costa un sistema di batterie commerciale 100kWh?

Un sistema commerciale completo 100kWh può generalmente rientrare nell'intervallo di decine di migliaia di dollari statunitensi. Il prezzo effettivo dipende dalla potenza PCS, dal raffreddamento, dalla protezione antincendio, dall'ambito di installazione e dai lavori elettrici locali.

Quanto costa un 1MWh BESS?

Un sistema commerciale o industriale 1MWh può costare diverse centinaia di migliaia di dollari statunitensi. La cifra finale varia significativamente in base alla potenza PCS, alla qualità dell'attrezzatura, ai requisiti del trasformatore, all'installazione e al Paese del progetto.

Cosa significa il costo di BESS per kWh?

Significa dividere il costo del sistema per la sua capacità energetica della batteria. Tuttavia, il risultato è utile solo quando i preventivi confrontati includono la stessa attrezzatura e lo stesso ambito di progetto.

Il PCS è incluso nel prezzo della batteria?

A volte è incluso in un preventivo integrato per BESS, mentre altre volte è quotato separatamente. Questo aspetto va sempre confermato prima di confrontare le proposte.

Un BESS con durata maggiore costa di più?

Sì, perché richiede una maggiore capacità della batteria. Tuttavia, il suo costo per kWh può essere inferiore perché lo stesso PCS e alcune altre apparecchiature fisse possono essere utilizzati su una capacità della batteria maggiore.

Quanto tempo impiega un BESS commerciale ad ammortizzarsi?

Non esiste un periodo di ammortamento standard. Dipende dal costo del progetto, dalle tariffe elettriche, dagli oneri di potenza, dalla frequenza di ciclaggio, dalle perdite per interruzione e da eventuali incentivi disponibili.

Il prezzo è utile solo quando l'ambito è chiaro

Il costo di un sistema di batterie commerciale non può essere valutato solo in base alla capacità della batteria.

Un confronto significativo deve mostrare cosa è incluso: capacità della batteria, potenza PCS, raffreddamento, protezione antincendio, EMS, apparecchiature di trasformazione, installazione, spedizione e messa in servizio.

Il preventivo più economico può lasciare al proprietario del progetto costi importanti da gestire in seguito. Allo stesso tempo, la proposta più costosa non è automaticamente la migliore. Il sistema giusto è quello che include le apparecchiature di cui il sito ha effettivamente bisogno e dispone di un piano chiaro per creare valore.

Parti dalla definizione della dimensione richiesta del sistema e dello scopo operativo. Una volta chiarito questo, il confronto dei costi diventa molto più semplice e molto più accurato.

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