[Legújabb] Hogyan konfigurálhatunk egy energiatároló halmazát otthon ?

Ahogy a világ egyre inkább függ a technológiától, az áramkimaradások komoly kényelmetlenséget okozhatnak. Az otthoni tartalék akkumulátor hatékony megoldás annak biztosítására, hogy soha semmilyen körülmények között ne veszítse el az energiát. Ebben a cikkben megvitatjuk az otthoni tartalék akkumulátor előnyeit, és azt, hogyan válasszuk ki az igényeinek megfelelőt.

Az otthoni akkumulátortárolókat úgy tervezték, hogy elektromos energiát tároljanak és szükség esetén felhasználják – más néven elektromos energiatároló termékek vagy „akkumulátoros energiatároló rendszerek” (BESS). Az otthoni tárolás alapvető összetevői az újratölthető akkumulátorok, többnyire lítium-ion akkumulátorok vagy ólom-savas akkumulátorok. savas akkumulátor. A többi alkatrész inverter, amely intelligens módon tudja vezérelni a töltést és a kisütést vezérlő rendszert.

1. rész. A tartalék akkumulátor előnyei

1.1 A folyamatos áramellátás biztosítása:

A tartalék akkumulátorral biztosíthatja, hogy készülékei és készülékei áramkimaradás esetén is áram alatt maradjanak. Ez különösen fontos olyan kritikus rendszerek esetében, mint az orvosi eszközök, biztonsági rendszerek és kommunikációs eszközök.

1.2 Túlfeszültség elleni védelem:

A tartalék akkumulátor megvédheti eszközeit a túlfeszültségtől, amely károsíthatja az érzékeny elektronikát. Az akkumulátor pufferként működik, elnyeli a felesleges feszültséget, és megakadályozza, hogy az elérje a készülékeit.

1.3 Kényelem és hordozhatóság:

A tartalék akkumulátorok általában hordozhatóak, és bárhová könnyen magukkal vihetők. Emiatt kényelmes megoldást jelentenek az eszközök táplálására útközben, például kempingezés, hosszú ingázás vagy szabadtéri rendezvények során.

1.4 Pénzt takarít meg:

Egyes esetekben a tartalék akkumulátor hosszú távon pénzt takaríthat meg. Például, ha napenergiával működő tartalék akkumulátorral rendelkezik, csökkentheti villanyszámláit, ha ingyenes, megújuló energiát használ a készülékek áramellátásához.

1.5 Környezetbarát:

A tartalék akkumulátor használata szintén környezetbarát megoldás lehet, mivel csökkenti a nem megújuló energiaforrásoktól való függőséget, és segít csökkenteni a szénlábnyomát.

2. rész Amit tudnia kell, mielőtt otthoni akkumulátortároló rendszert készítene

A háztartási energiatároló rendszerben a fő alkotóelemek a napelemek, az energiatároló gépek és az akkumulátorok. A fenti képen látható forma a garázsban lévő energiatároló beállítására szolgál elektromos járműveink számára.

Az energiatároló rendszereket egyfázisú és háromfázisú rendszerekre osztják. Az alábbi kép egy energiatároló rendszer egyszerű diagramja. A három fő komponensen kívül villanyórákat, háztartási terheléseket stb. is tartalmaz. Legyen szó egyfázisúról vagy háromfázisúról, vannak megfelelő megoldások.

2.1 Egyfázisú és háromfázisú áram

Az elektromos teljesítmény az a sebesség, amellyel az elektromos energiát továbbítják vagy felhasználják. Általában wattban (W) vagy kilowattban (kW) adják meg. Az egyfázisú és háromfázisú teljesítmény az elektromos energia elosztásának különböző módjait jelenti.

Az egyfázisú áram egyetlen váltóáram (AC) hullámalakja, amely egyetlen vezetőn keresztül áramlik.Gyakran használják háztartásokban és kisvállalkozásokban, ahol alacsony az elektromos energia iránti igény. Az egyfázisú áramot egyfázisú áramnak is nevezik.

A háromfázisú teljesítmény ezzel szemben a többfázisú teljesítmény olyan típusa, amely három váltakozó áramú hullámformát használ, amelyek 120 fokos fáziskülönbségben vannak egymással. Széles körben használják ipari és kereskedelmi alkalmazásokban, ahol nagy az elektromos energia iránti igény. A háromfázisú teljesítmény is hatékonyabb, mint az egyfázisú, mert lehetővé teszi a kiegyensúlyozottabb terheléselosztást.

Összefoglalva, az egyfázisú áram egyetlen váltóáramú hullámforma, amely egyetlen vezetőn keresztül folyik át, míg a háromfázisú áram egy olyan többfázisú áram, amely három váltakozó áramú hullámformát használ, amelyek 120 fokkal fáziskülönbségben vannak egymással.

2.2 Energiatároló akkumulátor (LiFePO4 vs. ólom-savas akkumulátor)

Lítium akkumulátorok használata javasolt. A lítium akkumulátorok lítium fémből vagy lítiumötvözetből állnak, mint negatív elektróda anyaga, és nem vizes elektrolit oldatokat használnak. Számos előnyük van, mint például a nagy energia, a hosszú élettartam és a kis súly. Széles körben használják energiatároló rendszerekben, például víz-, hő-, szél- és naperőművekben stb.

akkumulátor típusa	ólom-savas akkumulátor	LiFePO4 akkumulátor
energiasűrűség	Alacsony	3-szor magasabb, mint LA
belső ellenállás és önkisülés	Magas	Alacsony
energiakisülési sebesség	30-40%	80%-90%
hőmérséklet tolerancia	alacsony	Magas
Biztonság	Alacsony (mérgező anyagok jelenléte)	Kiváló (nincs tűz-/robbanásveszély)
élet	400 (általában 3 és 5 év közé telik)	2000 (legfeljebb 10 év vagy több)

Az önkisülés összehasonlítása a LiFePO4 és LA akkumulátorok között

Hőmérséklet-tűrés összehasonlítása a LiFePO4 és LA akkumulátorok között

LFP példatermékek:

LFP-100: Timeusb 12V 100Ah LiFePO4 akkumulátoronként

LFP-50: Timeusb 12V LiFePO4 50Ah akkumulátoronként

2.3 Üzemmódok

1. mód. Terhelési fogyasztási prioritás: PV – akkumulátor – rács

1. A fotovoltaikával megtermelt villamos energiát kiemelten a terheléshez juttatják, a felesleges villamos energiát az akkumulátorban tárolják, a felesleges villamos energiát pedig a hálózatnak értékesítik; Ha a PV nem elegendő, az akkumulátor lemerül a terhelés használatához.
2. Ha az elektromos hálózat meghibásodik, a hálózatra csatlakoztatott kimeneti oldalon lévő terhelés nem működik; A hálózaton kívüli kimeneti oldalon lévő terhelés azonban normálisan működhet, és PV-ről és akkumulátorról táplálkozhat.

2. módaz energiatakarékos mód beállításait

Megjegyzés: Általános üzemmódban a hálózati tápellátás nem tölti az akkumulátort. Ha az energiatakarékos mód be van állítva, beállíthatja az akkumulátor töltésének és kisütésének időtartamát.

A gazdaságos üzemmód fő funkciója a csúcsok kisimítása és a völgyek feltöltése. A hálózatról származó energiát az esti alacsony feszültség idején az akkumulátor töltésére, a napi csúcsidőszakban pedig a terhelés ellátására használhatja. Ez az üzemmód csökkentheti a csúcsok és völgyek közötti különbséget, és ezáltal megtakaríthatja az áramköltségeket.

3. rész Hogyan állítsuk be az akkumulátor kapacitását?

Az akkumulátor kiválasztásakor figyelembe kell venni a terhelést, függetlenül attól, hogy napi vagy tartalékként használják. Ha az akkumulátor kapacitása túl nagy, pazarlás következik be, és amikor a tárolt energia elhasználódik, az akkumulátor nem töltődik fel teljesen.

Tehát mi a leggyorsabb és legközvetlenebb módja a legjobb akkumulátorkapacitási megoldás kiválasztásának a háztartási energiatárolási forgatókönyvben?

Jelenleg a legtöbb háztartás energiatárolást használ a hálózati villamosenergia-felhasználás szabályozására, amelyet általában hálózatra kötött energiatárolásnak nevezünk. A hálózatra kapcsolt energiatárolás fő céljai általában három kategóriába sorolhatók: fotovoltaikus önhasználat (magasabb villamosenergia-költség vagy támogatás nélkül), csúcs- és völgyi villamosenergia-árak és szükségáram (hálózati instabilitás vagy jelentős terhelések).

3.1 A fotovoltaik önfogyasztási arányának növelése

Ennek a forgatókönyvnek a fő célja egy fotovoltaikus energiatároló rendszer telepítése a villanyszámlák csökkentése érdekében, amikor magas az áramár, vagy alacsony a hálózatra kapcsolt fotovoltaikus támogatás (nincs támogatás), így a napelemes rendszer fennmaradó teljesítménye a nappali használat kivételével tárolható és éjszakai használat esetén is tárolható.

A háztartások villamosenergia-fogyasztását felosztjuk nappali villamosenergia-fogyasztásra (magas fotovoltaikus villamosenergia-termeléssel járó időszakok) és éjszakai villamosenergia-fogyasztásra (alacsony napelemes villamosenergia-termeléssel járó időszakok vagy egyáltalán nem). A fenti cél szerint az az ideális helyzet, ha a fotovoltaikával előállított villamos energia fedezni tudja a nappali, tárolás után pedig éppen az éjszakai áramfogyasztást.

Ez azt jelenti, hogy az akkumulátor effektív kapacitásának megközelítőleg egyenlőnek kell lennie a fotovoltaikus energiatermelés mínusz a napi energiafogyasztással. De ez csak ideális helyzet. Ezenkívül az akkumulátor kapacitásának redundanciájának elkerülése érdekében (az éjszakai lemerülés elkerülése érdekében) gondoskodnunk kell arról, hogy az akkumulátor effektív teljesítménye ne haladja meg az éjszakai energiafogyasztást.

Ehhez szükség van a háztartási villamosenergia-fogyasztás törvényszerűségeinek részletesebb megismerésére és az energiatároló rendszerben az áramellátás elsőbbségi szintjének meghatározására vonatkozó szabályok ismeretére.

Egy család 5 kW-os fotovoltaikus rendszerrel van felszerelve, a napi villamosenergia-termelés kb. 17,5 kWh. Egy háztartás átlagos napi villamosenergia-fogyasztása körülbelül 20 kWh, ebből az átlagos napi villamosenergia-fogyasztás nappal 5 kWh, éjszaka 15 kWh. Ekkor az akkumulátor effektív teljesítménye kb. 17,5-5 = 12,5 kWh legyen, és ez is megfelel annak a feltételnek, hogy az éjszakai energiafogyasztást (12,5 kWh ≤ 15 kWh) ne lépje túl. Ezért ennek a családnak a legjobb elérhető akkumulátora a 12,5 kWh.

3.2 Vágja le a csúcsokat és töltse fel a völgyeket az áramszámlák csökkentése érdekében

Ennek a forgatókönyvnek az a fő célja, hogy az akkumulátort nappal töltse fel, amikor alacsony a villamosenergia-árak, és éjszaka, amikor a villamosenergia-árak csúcson vannak, lemerítsék, így csökkentve a teljes villanyszámlát.

A háztartási villamosenergia-fogyasztást a nappali (alacsony áramáras időszak) és az éjszakai (a legmagasabb áramáras időszak) fogyasztásra osztjuk. Ebben a forgatókönyvben az ideális állapot az, ha "a terhelés és a hálózat fotovoltaikus tápellátása után fennmaradó energiát az akkumulátor napközbeni töltésére használja fel, és az akkumulátor teljesítménye éppen elég az éjszakai használathoz (amikor a villamosenergia-ár tetőzik)".

Ez azt jelenti, hogy az akkumulátor effektív kapacitása nagyjából megfelel a család éjszakai áramfogyasztásának. Az éjszakai fogyasztás alapján számított akkumulátorkapacitás azonban csak egy maximális követelményérték.

Az akkumulátorköltségeknél alapvetően szükséges a fotovoltaikus rendszerkapacitás, az akkumulátor-beruházás és az áramár-megtakarítás három szintjének átfogó mérlegelése az optimális arány meghatározásához. Ugyanakkor ügyelni kell arra, hogy az akkumulátor lemerülési ideje ne legyen hosszabb az éjszakai energiafogyasztásnál.

Egy 5 kW-os fotovoltaikus rendszerrel rendelkező család átlagos napi áramfogyasztása körülbelül 20 kWh, éjszaka pedig (feltéve, hogy az áramár csúcs- és mélypontja 17:00 és 22:00 óra között van, összesen 5 óra) az áramfogyasztás 15 kWh. Feltéve, hogy az akkumulátor effektív kapacitása a számítások szerint a család éjszakai áramfogyasztásának 2/3-át fedezi, ez a legjobb megtérülési pont.

Ekkor az akkumulátor effektív teljesítménye kb. 15*2/3=10kWh legyen. Ekkor az akkumulátor kapacitása körülbelül 10 kWh/5 kW = 2 óra, ami kevesebb vagy egyenlő, mint 5 óra éjszakai áramfogyasztás. Ezért ennek a családnak a legjobb elérhető akkumulátora a 10 kWh.

3.3 Tartalék áramforrásként instabil elektromos hálózattal rendelkező területeken

Ha az energiatároló rendszert vészhelyzeti áramforrásként használják, akkor főként instabil elektromos hálózatokkal vagy nagy terhelésű helyeken használják. Például a család alapvető világítása, hűtőszekrények, asztali számítógépek stb.; az ipari park adatszobája, az ipari park fontosabb berendezései, a tenyészpark világító és szellőző berendezései stb.

Az akkumulátor kapacitásának elsődleges célú tartalék tápellátással történő tervezésénél fő szempont az, hogy az akkumulátor a leghosszabb ideig (a leghosszabb várható áramkimaradási idő) leválasztva a kritikus terhelés által igényelt teljesítményt egyedül tudja biztosítani. ideértve azt is, hogy figyelembe kell venni azt az esetet, amikor éjszaka nincs PV.

Ebben a forgatókönyvben az akkumulátor kapacitása viszonylag könnyen kiszámítható. Az akkumulátor kapacitásának meghatározásához nem kell mást tennie, mint felsorolni az összes főbb terhelést, és kiszámítani az összes terhelés energiafogyasztását a leghosszabb áramkimaradás idején.

Példaként egy fontos kereskedelmi telephelyet véve a fontos terhelés 10 szekrény az adatközpontban, és az egyes szekrények energiafogyasztása 3 kW. A várható maximális állásidő körülbelül 4 óra. Számítások szerint ennek a projektnek az effektív akkumulátorkapacitása 10*3kW*4h=120kWh legyen.Ezért az ipari és kereskedelmi projekt effektív akkumulátorkapacitását 120 kWh-val lehet a legjobban felszerelni.

A fenti három helyzet a hálózatra kapcsolt energiatároló rendszerek telepítésének legáltalánosabb követelményeit jelenti, és az akkumulátor kapacitásának megválasztásánál is vannak szabályok, amelyeket be kell tartani. A gyakorlati alkalmazásokban azonban két vagy több követelmény átfedheti egymást, ami megköveteli a követelmények részletes elemzését, és végül meghatározza a legmegfelelőbb akkumulátorkapacitást.

Ezenkívül a fenti elemzésben megemlítettük az akkumulátor hatékony teljesítményét. Az akkumulátor tényleges kiválasztásánál azonban figyelembe kell venni a terhelési sokkterhelést, az akkumulátor DOD-ját (kisütési mélységet), a rendszer hatékonyságának csökkenését, az energiatárolási teljesítményt és a beruházás várható megtérülését. És sok más helyzet.

Ezért az akkumulátor kapacitásának kiválasztásakor figyelembe kell venni az egész család teljesítményét vagy a használati forgatókönyveket, mint egy egész rendszert, és különösen fontos a legjobb berendezés- és rendszerintegrációs szállítók kiválasztása.

Gyakran ismételt kérdések a magánháztartások energiatárolásáról

1. Működik-e az akkumulátor napelem modulok nélkül?

A tároló akkumulátor PV modulok nélkül is működhet, de ez csak akkor lehetséges, ha rendelkezésre áll alternatív töltési mód.

2. Lehet-e később napelemeket rakni az akkumulátorába?

Ha otthoni tartalék akkumulátorát vagy hordozható erőművét fel lehet tölteni napenergiával, később napelemeket is hozzáadhat. Ezeket az erőműveket általában külön-külön vagy fotovoltaikus (PV) modulokkal csomagban lehet megvásárolni. Ezenkívül különféle típusú modulokat használhat különböző forgatókönyvekhez, ha a tetőn lévő merev PV-modulokat a kültéri tevékenységekhez használható hordozható modulokkal kombinálja. Az univerzális kialakításnak köszönhetően ezek a panelek ugyanahhoz az akkumulátorhoz csatlakoztathatók.

Következtetés

A vészüzemi akkumulátor megtérülő befektetés minden olyan háztulajdonos számára, aki áramszünet esetén is szeretne megbízható áramellátást biztosítani. A pénzmegtakarítás, a szénlábnyom csökkentése és a megbízható áramforrás előnyeit figyelembe véve nem csoda, hogy az otthoni tartalék akkumulátorok egyre népszerűbbek.

Ez a cikk különféle lehetőségeket mutat be saját energiatároló rendszerének elkészítésére. Remélem segít.