[Najnowsze] Jak skonfigurować zestaw domowych magazynów energii?

W miarę jak świat staje się coraz bardziej zależny od technologii, przerwy w dostawie prądu mogą być poważną niedogodnością. Domowy akumulator zapasowy to skuteczne rozwiązanie, dzięki któremu nigdy nie stracisz zasilania w żadnych okolicznościach. W tym artykule omówimy zalety domowego akumulatora zapasowego i dobierzemy odpowiedni do swoich potrzeb.

Domy akumulatorowe służą do magazynowania energii elektrycznej i wykorzystywania jej w razie potrzeby – nazywane są także produktami do magazynowania energii elektrycznej lub „systemami magazynowania energii akumulatorowej” (BESS). Podstawowym elementem domowego magazynu danych są akumulatory, zwykle litowo-jonowe lub kwasowo-ołowiowe. Bateria kwasowa. Pozostałe komponenty to falowniki, które mogą inteligentnie sterować systemem kontroli ładowania i rozładowania.

Część 1. Zalety akumulatora zapasowego

1.1 Zapewnienie ciągłości zasilania:

Korzystanie z baterii zapasowej gwarantuje, że Twoje urządzenia i urządzenia pozostaną zasilane nawet w przypadku przerw w dostawie prądu. Jest to szczególnie ważne w przypadku systemów krytycznych, takich jak urządzenia medyczne, systemy bezpieczeństwa i urządzenia komunikacyjne.

1.2 Ochrona przeciwprzepięciowa:

Akumulator zapasowy może również chronić Twoje urządzenia przed skokami napięcia, które mogą uszkodzić wrażliwą elektronikę. Bateria pełni rolę bufora, pochłaniając nadmiar napięcia i zapobiegając jego przedostawaniu się do urządzeń.

1.3 Komfort i przenośność:

Akumulatory zapasowe są zwykle przenośne i można je łatwo zabrać ze sobą w dowolne miejsce. Dzięki temu są wygodną opcją do zasilania urządzeń w drodze, np. podczas biwaków, długich dojazdów do pracy czy imprez plenerowych.

1.4 Oszczędzaj pieniądze:

W niektórych przypadkach bateria zapasowa może na dłuższą metę zaoszczędzić pieniądze. Na przykład, jeśli masz zapasową baterię zasilaną energią słoneczną, możesz obniżyć rachunki za media, wykorzystując bezpłatną, odnawialną energię do zasilania swoich urządzeń.

1.5 Przyjazny dla środowiska:

Korzystanie z akumulatora zapasowego może być również opcją przyjazną dla środowiska, ponieważ zmniejsza zależność od nieodnawialnych źródeł energii i pomaga zmniejszyć ślad węglowy.

Część 2. Co musisz wiedzieć przed przygotowaniem systemu magazynowania baterii do swojego domu

Głównymi elementami domowego systemu magazynowania energii są panele słoneczne, urządzenia do magazynowania energii i baterie. Formularz pokazany na powyższym obrazku służy do skonfigurowania magazynu energii w garażu do wykorzystania przez nasze pojazdy elektryczne.

Systemy magazynowania energii dzielą się na systemy jednofazowe i trójfazowe. Poniższy obraz przedstawia prosty schemat systemu magazynowania energii. Oprócz trzech głównych komponentów obejmuje również liczniki energii elektrycznej, obciążenia gospodarstwa domowego itp. Niezależnie od tego, czy jest to jednofazowe, czy trójfazowe, istnieją odpowiednie rozwiązania.

2.1 Energia elektryczna jednofazowa i trójfazowa

Moc elektryczna to prędkość, z jaką energia elektryczna jest przesyłana lub wykorzystywana. Zwykle wyraża się go w watach (W) lub kilowatach (kW). Energia elektryczna jednofazowa i trójfazowa odnoszą się do różnych metod dystrybucji energii elektrycznej.

Prąd jednofazowy to pojedynczy kształt fali prądu przemiennego (AC), który przepływa przez pojedynczy przewodnik. Jest często stosowany w domach i małych firmach, gdzie zapotrzebowanie na energię elektryczną jest niskie. Prąd jednofazowy nazywany jest również prądem jednofazowym.

Z drugiej strony zasilanie trójfazowe to rodzaj zasilania wielofazowego, w którym wykorzystuje się trzy przebiegi prądu przemiennego przesunięte w fazie o 120 stopni. Jest szeroko stosowany w zastosowaniach przemysłowych i komercyjnych, gdzie zapotrzebowanie na energię elektryczną jest wysokie. Zasilanie trójfazowe jest również bardziej wydajne niż zasilanie jednofazowe, ponieważ pozwala na bardziej zrównoważony rozkład obciążenia.

Podsumowując, zasilanie jednofazowe to pojedynczy kształt fali prądu przemiennego, który przepływa przez pojedynczy przewodnik, podczas gdy zasilanie trójfazowe to rodzaj zasilania wielofazowego, w którym wykorzystuje się trzy przebiegi prądu przemiennego, które są przesunięte w fazie o 120 stopni.

2.2 akumulatory magazynujące energię (LiFePO4 vs. Akumulator kwasowo-ołowiowy)

Zaleca się stosowanie baterii litowych. Baterie litowe są wykonane z litu metalicznego lub stopu litu jako materiału elektrody ujemnej i wykorzystują niewodne roztwory elektrolitów. Mają wiele zalet, takich jak wysoka energia, długa żywotność i niewielka waga. Są powszechnie stosowane w systemach magazynowania energii, takich jak elektrownie wodne, cieplne, wiatrowe i słoneczne itp. używany

Typ baterii	Akumulator kwasowo-ołowiowy	Akumulator LiFePO4
Gęstość energii	Niski	3 razy wyższy niż LA
Opór wewnętrzny i samorozładowanie	Wysoki	Niski
Szybkość wyładowania energii	30%-40%	80%-90%
Tolerancja temperatury	Niski	Wysoki
Bezpieczeństwo	Niski (obecność substancji toksycznych)	Doskonały (brak ryzyka pożaru/wybuchu)
Żywotność	400 (zwykle trwa od 3 do 5 lat)	2000 (do 10 lat i więcej)

Porównanie samorozładowania pomiędzy akumulatorami LiFePO4 i LA

Porównanie tolerancji temperatury pomiędzy akumulatorem LiFePO4 i LA

Przykładowe produkty LFP:

LFP-100: Timeusb 12 V 100 Ah na akumulator LiFePO4

LFP-50: Timeusb 12V LiFePO4 50Ah na akumulator

2.3 tryby pracy

Tryb 1. Priorytet zużycia obciążenia: PV – akumulator – sieć

1. Energia wytwarzana przez fotowoltaikę ma pierwszeństwo w odbiorze, nadwyżka energii jest magazynowana w akumulatorze, a nadwyżka energii elektrycznej jest sprzedawana do sieci; Jeśli wartość PV jest niewystarczająca, akumulator zostanie rozładowany i będzie mógł zostać wykorzystany przez obciążenie.
2. W przypadku awarii sieci energetycznej obciążenie po stronie wyjściowej podłączonej do sieci nie może pracować; Jednakże obciążenie na wyjściu poza siecią może działać normalnie i być zasilane przez fotowoltaikę i akumulator.

Tryb 2. Ustawienia trybu zapisywania

Uwaga: W trybie ogólnym sieć nie ładuje akumulatora. Gdy ustawiony jest tryb ekonomiczny, możesz ustawić czas ładowania i rozładowywania akumulatora.

Główną funkcją trybu ekonomicznego jest wygładzanie szczytów i wypełnianie dolin. Może wykorzystywać moc sieci do ładowania akumulatora w godzinach wieczornych i wykorzystywać ją do obciążenia w godzinach szczytu w ciągu dnia. Ten tryb może zmniejszyć różnicę między szczytami i dolinami, oszczędzając w ten sposób koszty energii elektrycznej.

Część 3. Jak skonfigurować pojemność baterii?

Przy wyborze akumulatora należy wziąć pod uwagę obciążenie, niezależnie od tego, czy będzie on używany na co dzień, czy jako rezerwowy. Jeśli pojemność akumulatora jest zbyt duża, powstają marnotrawstwo, a w przypadku wyczerpania zmagazynowanej energii akumulator nie zostanie w pełni naładowany.

Jaki jest zatem najszybszy i najbardziej bezpośredni sposób wyboru najlepszego rozwiązania w zakresie pojemności akumulatorów w scenariuszu magazynowania energii w gospodarstwie domowym?

Obecnie większość gospodarstw domowych korzysta z magazynowania energii w celu dostosowania wykorzystania mocy sieciowej, co powszechnie nazywamy magazynowaniem energii podłączonym do sieci. W przypadku magazynowania energii podłączonej do sieci główne cele można ogólnie podzielić na trzy kategorie: fotowoltaika na własne potrzeby (wyższe koszty energii elektrycznej lub brak dotacji), ceny energii elektrycznej w szczytach i dolinach oraz zasilanie awaryjne (niestabilność sieci lub duże obciążenia).

3.1 Zwiększenie wskaźnika wykorzystania fotowoltaiki do celów osobistych

Głównym celem tego scenariusza jest instalacja systemu magazynowania energii fotowoltaicznej w celu zmniejszenia rachunków za energię elektryczną, gdy cena energii elektrycznej jest wysoka lub dotacja na fotowoltaikę podłączoną do sieci jest niska (brak dotacji), tak aby pozostała moc systemu fotowoltaicznego jest używany z wyjątkiem dnia. Dostępne użycie można przechowywać i przechowywać do użytku w nocy.

Dzielimy zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych na dzienne zużycie energii elektrycznej (okresy o dużej produkcji energii fotowoltaicznej) i nocne zużycie energii elektrycznej (okresy o małej produkcji energii fotowoltaicznej lub jej brak). Zgodnie z powyższym celem idealnym warunkiem powinno być to, że energia elektryczna wytwarzana przez fotowoltaikę jest w stanie pokryć dzienne zużycie energii elektrycznej, a po magazynowaniu ledwo pokrywa zużycie energii elektrycznej w nocy.

Oznacza to, że efektywna pojemność akumulatora powinna być w przybliżeniu równa ilości energii wytwarzanej przez fotowoltaikę pomniejszonej o dzienne zużycie energii. Ale to jest po prostu idealna sytuacja. Dodatkowo, aby uniknąć nadmiaru pojemności akumulatora (aby uniknąć wyczerpania się w nocy), należy zadbać o to, aby efektywna moc akumulatora nie przekraczała zużycia prądu w nocy.

Wymaga to bardziej szczegółowego zrozumienia praw rządzących zużyciem energii elektrycznej w gospodarstwach domowych oraz znajomości zasad ustalania poziomu priorytetu zasilania w systemie magazynowania energii.

Rodzina wyposażona jest w system fotowoltaiczny o mocy 5 kW, dzienna produkcja energii elektrycznej wynosi około 17,5 kWh. Średnie dzienne zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym wynosi około 20 kWh, z czego średnie dzienne zużycie energii elektrycznej wynosi 5 kWh w dzień i 15 kWh w nocy. Wtedy moc efektywna akumulatora powinna wynosić około 17,5-5 = 12,5 kWh, co również spełnia warunek nieprzekraczania nocnego zużycia energii (12,5 kWh ≤ 15 kWh). Dlatego najlepszy akumulator dostępny dla tej rodziny to 12,5 kWh.

3.2 Przycinaj szczyty i wypełniaj doliny, aby zmniejszyć rachunki za media

Głównym celem tego scenariusza jest ładowanie akumulatora w okresie niskich cen energii elektrycznej w ciągu dnia i rozładowywanie akumulatora w nocy, podczas szczytowych cen energii elektrycznej, zmniejszając w ten sposób całkowity rachunek za energię elektryczną.

Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych dzielimy na dzienne (okres niskich cen prądu) i nocne (okres najwyższych cen prądu). Idealną sytuacją w tym scenariuszu jest „wykorzystanie pozostałej energii po doprowadzeniu energii fotowoltaicznej do odbiornika i sieci do ładowania akumulatora w ciągu dnia, a moc akumulatora wystarczy na wykorzystanie w nocy (kiedy cena energii podwyżki za energię elektryczną).„Wyostrz)”.

Oznacza to, że efektywna pojemność akumulatora jest w przybliżeniu równa zużyciu energii elektrycznej przez rodzinę w nocy. Jednakże pojemność akumulatora obliczona na podstawie nocnego zużycia energii stanowi jedynie wartość maksymalnego zapotrzebowania.

Jeśli chodzi o koszty baterii, zasadniczo konieczne jest kompleksowe rozważenie trzech poziomów wydajności systemu fotowoltaicznego, inwestycji w baterie i oszczędności cen energii elektrycznej w celu określenia optymalnego stosunku. Jednocześnie należy zadbać o to, aby czas rozładowania akumulatora nie był dłuższy niż nocny pobór prądu.

Rodzina posiadająca zainstalowaną instalację fotowoltaiczną o mocy 5 kW ma średnie dzienne zużycie energii elektrycznej na poziomie około 20 kWh, a w nocy (zakładając, że szczyt i najniższy cen energii elektrycznej przypada łącznie w godzinach od 17:00 do 22:00). 5 godzin), zużycie energii elektrycznej wynosi 15 kWh. Zakładając, że zgodnie z kalkulacjami, efektywna pojemność akumulatora pokrywa 2/3 nocnego zużycia energii przez rodzinę, jest to najlepszy punkt zwrotu inwestycji.

Wtedy efektywna moc akumulatora powinna wynosić około 15*2/3=10kWh. W tym momencie pojemność akumulatora wynosi około 10 kWh/5 kW = 2 godziny, co stanowi mniej niż lub równo 5 godzinom nocnego zużycia energii. Dlatego najlepszy akumulator dostępny dla tej rodziny to 10 kWh.

3.3 Jako zapasowe źródło zasilania na obszarach o niestabilnej sieci energetycznej

Kiedy system magazynowania energii jest używany jako zapasowe źródło zasilania, stosuje się go głównie na obszarach o niestabilnych sieciach energetycznych lub przy dużym obciążeniu. Na przykład podstawowe oświetlenie, lodówki, komputery stacjonarne itp. rodzina; pomieszczenie danych obszaru przemysłowego, ważne wyposażenie obszaru przemysłowego, sprzęt oświetleniowy i wentylacyjny obszaru hodowlanego itp.

Przy projektowaniu pojemności akumulatora, którego głównym celem jest zasilanie rezerwowe, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę, że sam akumulator może dostarczyć moc wymaganą przez ważne obciążenie, gdy akumulator jest odłączony od sieci na najdłuższy okres czasu (najdłuższy oczekiwany czas przerwy w dostawie prądu). w tym konieczność uwzględnienia przypadku braku fotowoltaiki w nocy.

W tym scenariuszu pojemność baterii jest stosunkowo łatwa do obliczenia. Aby najpierw określić pojemność akumulatora, wystarczy sporządzić listę wszystkich głównych obciążeń i obliczyć pobór mocy przez wszystkie obciążenia podczas najdłuższej przerwy w dostawie prądu.

Biorąc za przykład ważny obiekt komercyjny, ważnym obciążeniem jest 10 szaf w centrum danych, a pobór mocy przez każdą szafę wynosi 3 kW. Przewidywany maksymalny czas przestoju wynosi około 4 godzin. Według obliczeń efektywna pojemność akumulatorów w tym projekcie powinna wynosić 10*3kW*4h=120kWh. Dlatego też efektywna moc baterii dla tego projektu przemysłowego i komercyjnego powinna wynosić najlepiej 120 kWh.

Powyższe trzy sytuacje przedstawiają najczęstsze wymagania dotyczące instalowania systemów magazynowania energii podłączonych do sieci i istnieją zasady, których należy przestrzegać przy wyborze pojemności akumulatorów. Jednakże w zastosowaniach praktycznych dwa lub więcej wymagań może się nakładać, co wymaga szczegółowej analizy wymagań i ostatecznie określenia najbardziej odpowiedniej pojemności akumulatora.

Ponadto w powyższej analizie wspomnieliśmy o efektywnej wydajności akumulatora. Jednak przy faktycznym wyborze akumulatora należy również wziąć pod uwagę obciążenie udarowe obciążenia, DOD (głębokość rozładowania) akumulatora, wydajność systemu strat, wydajność urządzenia magazynującego energię i oczekiwany zwrot z inwestycji. I wiele innych sytuacji.

Dlatego przy wyborze pojemności akumulatorów należy wziąć pod uwagę wydajność całej rodziny lub scenariusze użytkowania jako całego systemu, a szczególnie ważny jest również wybór najlepszych dostawców sprzętu i integracji systemów.

Często zadawane pytania dotyczące magazynowania energii w prywatnych gospodarstwach domowych

1. Czy akumulator działa bez modułów fotowoltaicznych?

Akumulator może również działać bez modułów fotowoltaicznych, ale jest to możliwe tylko wtedy, gdy dostępna jest alternatywna metoda ładowania.

2. Czy możesz później dodać panele słoneczne do swojej baterii?

Jeśli akumulator zapasowy do domowej lub przenośnej elektrowni może być ładowany energią słoneczną, możesz dodać panele słoneczne w późniejszym terminie. Elektrownie te można zwykle kupić pojedynczo lub w pakiecie z modułami fotowoltaicznymi (PV). Dodatkowo możesz używać różnych typów paneli w różnych scenariuszach, łącząc sztywne panele fotowoltaiczne na dachu z przenośnymi panelami do zajęć na świeżym powietrzu. Dzięki uniwersalnej konstrukcji wszystkie te panele można podłączyć do tego samego akumulatora.

Wnioski

Akumulator zapasowy to opłacalna inwestycja dla każdego właściciela domu, który chce mieć pewność niezawodnego zasilania nawet w przypadku przerwy w dostawie prądu. Biorąc pod uwagę korzyści płynące z oszczędności pieniędzy, zmniejszenia śladu węglowego i zapewnienia niezawodnego źródła zasilania, nic dziwnego, że domowe akumulatory zapasowe stają się coraz bardziej popularne.

W tym artykule przedstawiono różne sposoby przygotowania własnego systemu magazynowania energii. Mam nadzieję, że to ci pomoże.