使用UPS系统增加电网供电，满足额外的运营和财务需求
 
作者：Yaron Binder，产品管理副总裁，SolarEdge Critical Power
 
不间断电源（UPS）系统通常被视为具有关键电力需求的公司和机构的保险单，如医院、研究设施、实验室、数据中心、制造商、医疗保健、政府、学术、研究和运输设施，在必要时提供可靠的电力供应。
将UPS系统用作紧急备份之外的其他功能，并将其使用货币化，这是一个引人注目的主张。将这些系统视为资产和新的收入来源——没有备份能力的风险——引入了一种新的战略方式来思考UPS能力。
 

图1：SolarEdge数据中心，使用UPS作为一种保险单
 
目前，提供备用电源的最常见方法是使用配备UPS电池的发电机。这种方法弥补了电源中断和发电机产生稳定电源的时间点之间的差距。这是一种传统模型，用于保护那些具有关键功率需求的用户免受电网故障的影响。通常，发电机需要几秒钟到几分钟才能达到适当的生产水平。如果发电机未就位，则需要更长的备用电池解决方案来缩短时间，直到电网恢复供电。
然而，电网故障或电网中断并不是能源用户需要考虑的唯一因素；还有各种各样的商业影响需要考虑。首先，每天的电价都有变化：高峰时段电网的电力更昂贵。其次，在一些国家，收费标准是根据特定时期内的最大消费量。例如，一个制造商在一周工作五天时，如果同时操作多台机器或设备，或者不经常使用高功率设备，则可能会出现不成比例的用电高峰。本周剩余时间的用电量将比最大用电量水平高出数倍，但即使在很短的时间内，用电量的增加也将决定整个期间的电价。
有一种方法可以通过使用已经安装的现有UPS系统来缓解这些挑战。新的专门软件允许在充电价格较低时存储能量，在充电较高时用于代替电网电源。只要有多余的电池容量可用，这可以作为正常操作的一部分自动完成，同时仍然可以确保保留足够的容量，以便在需要时进行紧急备份。
类似地，可以在低使用期提取UPS电池中存储的能量，以在需要时提供额外的峰值功率，从而减少或消除可预测的消耗峰值，并降低整体电价。
除此之外，在无法从电网获得能源的情况下，可以使用UPS电池在短时间内提供额外电力。考虑一家医院需要安装新扫描仪的情况。尽管扫描仪的启动后操作在可用容量范围内，但其涌入功率要求超过了电网连接所能提供的。该医院的位置也使得升级能源供应变得不可行。这在世界各地的城市中是一个相当普遍的问题，因为这些城市的基础设施往往受到压力。
 
有了新的UPS应用模式，医院可以在扫描仪的涌流阶段利用其UPS电源补充电网供电，直到能源需求下降。此类用例场景扩展了电网连接的限制，使用户能够获得比电网所能提供的更多的电力，同时不影响UPS系统的应急功能。
 
在混合电力中添加太阳能
 
这一演变的下一步是将UPS系统的增强能力与可再生能源结合起来。
许多有关键电力需求的公司和机构已经安装了一定程度的太阳能发电，作为其更广泛的碳减排目标的一部分，以降低能源成本。当电网接通时，太阳能用于补充电网运行能量，并为UPS电池充电。但是当电网断电时会发生什么？
公司可能没有意识到，当这种情况发生时，太阳能逆变器需要与电网隔离，这可能会导致能源生产损失。然而，有一些解决方案能够克服这个问题。例如，SolarEdge的UPS备份解决方案包括将逆变器与电网隔离的硬件，以在电网关闭时维持太阳能生产，从而有效地创建微电网。
UPS系统也可用于帮助组织提高太阳能的自耗。能源使用并不总是与光伏系统的发电量一致。因此，为了克服这种不一致性，可以将能量存储在电池中以供以后使用，而不是限制能量生产或将其送入电网。根据您所处的州，这种将多余能量回馈电网的策略可能会增加您从UPS和PV系统获得的金钱收益，进一步改善投资回报率。
实现这一点的一种方法是使用独立的存储系统。然而，在现有UPS系统中添加额外电池并将能量存储在那里可能更具成本效益。通过向UPS系统中添加电池，可以以比添加单独存储系统更低的成本利用这些浪费的能量。这样，UPS系统充当混合系统管理器。
至关重要的是，这种太阳能和电池的使用不会给企业的UPS供应增加风险。这是因为为关键功率保留的能量水平会自动监测、调节和保存。除这些要求外，使用剩余太阳能可以在不增加风险的情况下降低成本：当电网接通时，它可以最大限度地提高自身消耗，并在电网断电时提供备用电源能力。
 
整合在一起
灵活的光伏和UPS解决方案的集成改变了与能源供应商合作和使用电网的整体动态。
在为用户提供能源保护的基础上，集成光伏和UPS系统可以增加价值并降低成本。可以实现更长的备份时间，并且将电池分配到系统的太阳能和/或UPS侧的灵活性可以进一步提高效率和节约成本，将备份解决方案从必需品转变为资产。
 
对临界功率的影响
SolarEdge解决方案集成了三个重要元素：备份、存储和光伏。通过将UPS和PV解决方案结合在一起，它提高了现有UPS资源的利用率，允许用户降低能源成本，同时还受益于不间断电源和电池备份。太阳能光伏系统与现有UPS设备的完全集成提供了更高的效率，并进一步降低了成本。
 

图2：SolarEdge关键功率解决方案的一个示例，具有四个独立的单元
 
作为太阳能和UPS系统的制造商，SolarEdge能够设计系统组件，使它们无缝地协同工作。一个控制器管理两个系统。因此，它知道正在生产多少太阳能，必须保留多少容量，以及所有应用的准确优先级，以提供无缝操作，同时实现最大的系统可用性和最佳的总体拥有成本（TCO）。
那些计划安装或更新UPS系统的人总是会询问成本，而适应这种新的“集成”愿景需要一个新的视角。然而，通过完全集成的太阳能+不间断电源解决方案，投资回报率实际上有了希望，而传统不间断电源系统通常不是这样。
SolarEdge UPS电池的预期寿命为15-20年。在最初的回报期（取决于关税和激励措施）之后，预计它们将在多年内创造收入。随着电池成本持续下降，未来的投资回报率可能会继续提高。
对于某些组织和机构来说，关键电力是永远是必不可少的。随着可再生能源，特别是太阳能，成为更广泛的能源组合中的一个更大的部分，它与关键的电力应用相结合时所带来的巨大潜力，在财政投资、不间断运行，当然还有可持续性目标方面，再也不能被忽视。
 
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