23 - Degradacja baterii i gwarancja pojemności

Żaden producent nie uzna naszej gwarancji. Więc żeby mieć konkretny punkt odniesienia, powiem Wam co wynika z danych, które analizujemy na co dzień przy ocenie ofert. Przy jednym cyklu dziennie i tych 100% DOD i temperaturze 25 stopni przy stronie AC, co ważne, czyli na BESSach, no bo to jest energia, która realnie wychodzi do sieci, typowy system LFP traci w pierwszym roku około 5-6% pojemności. To nie jest kilkanaście procent, ale nadal ten pierwszy rok jest tutaj bardzo kluczowy, więc im dłużej potrwa proces pomiędzy dostawą a energetyzacją, tym gorzej dla nas, bo tracimy dużo więcej. Po 10 latach eksploatacji jesteście na poziomie około 79% SOH. To nie jest zły wynik.

Natomiast po 20 latach to nadal gdzieś jest w granicach 68-70%, jeśli oczywiście projekt był dobrze eksploatowany i nie przekraczał założeń cykliczności. To są liczby dla warunków laboratoryjnych. W praktyce każde odchylenie, czy to wyższa temperatura, czy głębsze DoD, czy nieoptymalne zarządzanie SOC, przesuwa je w dół. I właśnie dlatego to, jak czytacie dane od dostawcy, ma tak duże znaczenie. Każda poważna oferta na system BESS zawiera wykresy lub tabele degradacji SOH, czyli State of Health. Stan zdrowia baterii. No i ten wykres jest pokazany w czasie. Najlepiej uzyskać od dostawcy trzy scenariusze, czyli właśnie ten jeden, półtora i dwa cykle dziennie. Pierwsze, na co warto zwrócić uwagę, to punkt odniesienia dla pomiaru.

Czy SOH jest mierzone po stronie DC czy po stronie AC? Czy na transformatorze średniego? To nie jest obojętne, bo między DC, AC, a PCS-ami, okablowaniem i transformatorem, każde z tych komponentów ma własną sprawność i własne straty. System, który deklaruje 80% SOH po stronie DC, realnie może dostarczyć między 75 a 78% po stronie AC, bo straty między baterią a siecią kumulują się. Przy zakupie systemu liczy się energia, która wychodzi do sieci, a nie energia na zaciskach baterii. Drugi element to założenia dotyczące DoD. Producent, który pokazuje degradację przy 100% DoD daje Wam scenariusz bardzo pesymistyczny z perspektywy degradacji. Pełny cykl, od pełnej do pustej baterii zużywają dużo szybciej.

W praktyce optymalizator nie może pracować na 100% DoD. Bo zdecydowanie skróci wartość SOC. Z drugiej strony, warunki gwarancji nie pozwolą mu zejść poniżej 10% i powyżej 90% naładowania. To przyspiesza degradację i niektórzy dostawcy wbudują ograniczenia bezpośrednio w software, a niektórzy celowo zostawią taką furtkę, żeby właśnie ten, który zarządza tą baterią, mógł przekroczyć te założenia i stracić gwarancję. Jeśli w ofercie widzicie degradację przy 100% DoD, zapytajcie, co tak naprawdę to oznacza i jak ten dostawca liczy to DoD? Bo często też spotykamy to, że 100% DoD jest gwiazdeczką, a ta gwiazdeczka oznacza, że jest to 100% dopuszczalnego DoD, czyli pomiędzy 10 a 90% SOC.

To nie jest defekt, to jest naturalny efekt formowania się i stabilizacji chemii ogniwa. Krzywa SOH opada gwałtownie w pierwszych 12 miesiącach, a potem tempo utraty pojemności nieco się stabilizuje. Warto o tym wiedzieć, żeby pierwszego roku nie traktować jako sygnału alarmowego, ale też żeby nie zakładać, że tempo z lat 2 do 5 będzie obowiązywać przez całe życie projektu, bo w późniejszych latach krzywa znów przyspiesza. No i piąty element, jeden z ważniejszych, czyli RTE . Sprawność w obie strony. Degradacja nie dotyczy tylko pojemności. Wraz ze starzeniem się baterii rośnie rezystencja wewnętrzna ogniw, co oznacza, że więcej energii jest tracone w postaci ciepła podczas każdego cyklu. System, który startuje z RT na poziomie 87% po stronie AC, po 10 latach może osiągać 84-85%.

Lista jest jak zwykle długa i sformułowana bardzo szeroko. Kilka pozycji, które widać za każdym razem i które mają realne znaczenie operacyjne. To przede wszystkim wyłączenia dotyczące oprogramowania i sterowania zewnętrznego. W dokumentach gwarancyjnych pojawia się zapis mówiący o tym, że gwarancja nie obejmuje przypadków improper use or misuse of the products, including external influences beyond the control of the manufacturer, for example, third party EMS or controllers. To zdanie ma bardzo daleko idące konsekwencje. Jeśli Wasz optymalizator dostarczy system zewnętrzny, co tak powinno właśnie wyglądać, I wyślę komendę, która wprowadzi system w stan niezgodny z parametrami producenta, albo jeśli nastąpi błąd algorytmu i bateria przez kilka godzin będzie poniżej zakładanego poziomu SOC, producent ma podstawę, żeby powiedzieć, że gwarancja nie obowiązuje.

Co możecie z tym zrobić? W kontrakcie IPC i w dokumentacji integracji EMS powinien być zapis, który definiuje zakres komend dozwolonych dla optymalizatora i który zobowiązuje dostawcę EMS do przestrzegania limitów SOC producenta baterii. To oczywiście nie eliminuje ryzyka, ale przenosi odpowiedzialność na właściwy podmiot. Drugie wyłączenie dotyczy braku cykliczności po dostawie. No i ten zapis mówi, że gwarancja nie obejmuje przypadków, gdy baterie nie były przeprowadzone przez pełny cykl, no właśnie i teraz przez jakiś okres czasu. Przed chwilą o tym mówiłem, ale to podkreślę tutaj jeszcze raz. Są różne zapisy w różnych umowach. Osobiście standardowo widziałem 6 miesięcy, natomiast zdarza się, że jest tam zapis o 3 miesiącach po dostawie.

No ale wróćmy do pytania, które znowuż pojawia się dosyć często i które rzadko jest omawiane wprost. Co się tak naprawdę dzieje, gdy system po kilku czy kilkunastu latach osiąga 70% pojemności nominalnej? Czy projekt przestaje być opłacalny? Czy musi być jakaś augmentacja? Czy w ogóle może dalej operować? Odpowiedź jest bardziej złożona i bardziej optymistyczna niż mogłoby się wydawać. Zacznijmy od tego, co te 70% SOH oznacza technicznie. Jeśli kupiliście 10 MWh, to po osiągnięciu 70% SOH nadal macie 7 MWh użytecznej energii. Moc szczytowa No i właśnie tutaj w teorii pozostaje niezmieniona. W praktyce każde ogniwo też ma swoją moc, która też ulega delikatnej degradacji, więc może ona trochę spaść.

Natomiast same PCSy nie degradują w tym samym tempie co baterie. Zmienia się tylko ile energii możecie załadować i oddać w jednym cyklu. Zamiast 2 godzin na pełnej mocy macie tak naprawdę powiedzmy godzinę i 24 minuty. Na rynku bilansującym, czyli FCR, AFRR czy MFRR liczy się przede wszystkim moc i czas odpowiedzi, a nie bezwzględna pojemność. PSE przy certyfikacji FCR weryfikuje zdolność do utrzymania zadeklarowanej mocy przez wymagany czas aktywacji i ten czas jest liczony w minutach, a nie w godzinach. W związku z tym system z 79% SOH, który ma te 7 MWh Tak naprawdę nadal ma więcej energii niż potrzebuje do świadczenia tejże usługi przez typowy okres aktywacji.

Po drugie, testy SOH powinny być częścią raportowania do banku od pierwszego roku eksploatacji, a nie dopiero gdy coś tam zacznie się psuć. Bank, który co roku dostaje niezależny raport z testu pojemności, Jest trochę takim partnerem w zarządzaniu ryzykiem. Bank, który pierwszy raz usłyszy o degradacji przy naruszeniu konwentu, no to już będzie trochę problemem dla Was. Wracając do pytania, no czy te 70% zabija projekt? No nie. Zmienia jego ekonomikę? Oczywiście. A perspektywa tych 15 lat nie jest naprawdę czymś strasznym. Projekt, który przewidział tą degradację w modelu finansowym, który ma OND z regularną weryfikacją, Names mentioned by GreenEdge Solutions.

Ostatnim elementem, który chcę omówić, to niezależna weryfikacja SOH w trakcie eksploatacji. Skąd wiecie, że Wasz system ma akurat 85% SOH po 5 latach? Z raportu BMS, ale BMS jest systemem producenta. Tak naprawdę jest tam jakiś algorytm, który oblicza to SOH i on jest własnością intelektualną producenta. Nie macie dostępu do kodu ani do metody. Macie wynik, który producent podaje. W zdecydowanej większości przypadków BMS będzie podawał dane rzetelnie, oczywiście, ale jest on również kalibrowany. Co znaczy, że czasem ta kalibracja może się nie udać. Więc problemy pojawią się wyłącznie w momencie sporu gwarancyjnego, gdy Wy twierdzicie, że system nie dostarcza tyle, ile powinien, a producent twierdzi, że tutaj SOH mieści się w gwarancji.

Tylko na czym oprzecie swoje roszczenia, jeśli jedynym źródłem danych o tym właśnie SOH będzie BMS producenta? Odpowiedzią jest niezależny test pojemności. Polega on na rozładowaniu systemu ze zdefiniowanego SOC do zdefiniowanego SOC w kontrolowanych warunkach z pomiarem energii po stronie AC albo DC w zależności od tego, na co się umówiliście. Wynik musi być obiektywny, niezależny od BMS-a i od metodologii producenta. To jedyna metoda weryfikacji SOH, która ma wartość dowodową w sporze gwarancyjnym. Powinien być przeprowadzany regularnie, raz w roku lub raz na dwa lata i jego wyniki powinny być archiwizowane jako część dokumentacji eksploatacyjnej. Ale tu pojawia się ten wątek, o którym też już wspominałem w poprzednich odcinkach, który ma bardzo konkretne konsekwencje praktyczne, czyli

Sezonowość pomiaru. Bateria LFP ma wyższą pojemność w wyższej temperaturze ogniwa i nieco niższą w niskiej. Mechanizm jest elektrochemiczny. W niskiej temperaturze rośnie rezystencja wewnętrzna ogniw, spada mobilność jonów litu i bateria oddaje mniej energii przy tym samym nominalnym SOC. To nie jest usterka? To jest fizykę, ale ma to bezpośrednie przełożenie na wynik testów pojemności. Weźmy konkretny przykład. Jeżeli mierzycie SOH w lutym, temperatura ogniw w kontenerze to 5-8 stopni pomimo systemu chłodzenia czy grzania, system grzewczy powinien działać na pełnych obrotach, żeby podnieść temperaturę do 20-25 stopni. Co to oznacza? Wysokie zużycie własne, czyli wysoka autokonsumpcja. Wynik SOH czy wynik RTE odczytany w takich parametrach będzie się różnił znacząco od takiego samego testu, który zostanie wykonany w czerwcu przy stałej temperaturze ±20-25 stopni.

Wyłączenia są szerokie, a wymieniony komponent Nie wydłuża okresu gwarancyjnego. To jest trochę inaczej skrojony produkt niż ten pokazany na slajdzie. Nie mówię, że to jest zły produkt. Mówię, że trzeba czytać to wszystko ze zrozumieniem. Od początku do końca. Sama augmentacja to też nie będzie plug and play. Zobowiązanie do dostępności komponentów i warunki cenowe muszą być w kontrakcie, a nie w zapewnieniu handlowym i niezależna weryfikacja SOH, która będzie przeprowadzana regularnie w porównywalnych warunkach z dokumentacją temperatury, to jedyne narzędzie, które ma wartość dowodową w sporze gwarancyjnym. Sezonowość pomiaru to nie do końca szczegół techniczny. To przy granicznych wartościach SOH różnica między zasadnym, a niezasadnym roszczeniem.

Jeśli jesteście przed zakupem systemu BESS i chcecie, żeby ktoś przejrzał dokumenty, które dostajecie od dostawcy, zarówno ofertę techniczną, jak i warunki gwarancyjne, to jest dokładnie ten rodzaj pracy, który robimy w GreenEdge Solutions. Nie oceniamy dostawcy dla samego oceniania. Identyfikujemy konkretne luki, pytania bez odpowiedzi i zapisy, które wymagają renegocjacji zanim podpiszecie kontrakt. A jeśli projekt jest już operacyjny i chcecie mieć pewność, że SOH jest monitorowane rzetelnie i niezależnie, to jest dokładnie ten rodzaj zadania, który ROVA Systems realizuje jako operator OND. Monitoring 24x7, regularne testy pojemności w porównywalnych warunkach, Dokumentacja, która ma wartość w sporze gwarancyjnym. Oczywiście kontakt znajdziecie w opisie odcinka.