[Najnowsze] Jak skonfigurować zestaw domowego magazynu energii?

Ponieważ 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.

Domowe akumulatorowe urządzenia magazynujące są przeznaczone do magazynowania energii elektrycznej i wykorzystywania jej w razie potrzeby – znane również jako produkty do magazynowania energii elektrycznej lub „system 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. Korzyści z baterii zapasowej

1.1 Zapewnienie nieprzerwanego 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 przed przepięciami:

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

1.3 Komfort i przenośność:

Baterie 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 baterii zapasowej 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 w swoim 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 także liczniki energii elektrycznej, odbiorniki domowe itp. Niezależnie od tego, czy jest to urządzenie jednofazowe, czy trójfazowe, istnieją odpowiednie rozwiązania.

2.1 Zasilanie jednofazowe i trójfazowe

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.

Zasilanie jednofazowe 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, energia trójfazowa jest rodzajem mocy wielofazowej, która wykorzystuje trzy przebiegi prądu przemiennego, które są 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, moc jednofazowa to pojedynczy kształt fali prądu przemiennego, który przepływa przez pojedynczy przewodnik, podczas gdy moc trójfazowa to rodzaj mocy wielofazowej, która wykorzystuje trzy kształty fal prądu przemiennego, które są przesunięte w fazie o 120 stopni.

2.2 Akumulator energii (LiFePO4 vs. akumulator kwasowo-ołowiowy)

Jako baterię 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 szeroko stosowane w systemach magazynowania energii, takich jak elektrownie wodne, cieplne, wiatrowe i słoneczne itp.

Typ baterii	Akumulator kwasowo-ołowiowy	LiFePO4  bateria
Gęstość energii	Niski	3 razy więcej 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)
życie	400 (zwykle trwa od 3 do 5 lat)	2000 (do 10 lat i więcej)

Porównanie samorozładowania akumulatorów LiFePO4 i LA

Porównanie tolerancji temperaturowej pomiędzy akumulatorem LiFePO4 i LA

Przykładowe produkty LFP:

LFP-100: Timeusb 12V 100Ah 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 elektryczna 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 na końcu wyjściowym podłączonym 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 okres 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.

Zatem w scenariuszu dotyczącym magazynowania energii w gospodarstwie domowym, jaki jest najszybszy i najbardziej bezpośredni sposób wyboru najlepszego rozwiązania pod względem pojemności baterii?

Obecnie większość gospodarstw domowych korzysta z magazynowania energii w celu dostosowania zużycia energii z sieci, co powszechnie nazywamy magazynowaniem energii w 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 w sytuacji, gdy cena energii elektrycznej jest wysoka lub dotacja na fotowoltaikę przyłączoną do sieci jest niska (brak dotacji), tak aby pozostała moc systemu fotowoltaicznego była dostępna z wyjątkiem w ciągu dnia Użycie można zapisać i przechowywać do wykorzystania w nocy.

Zużycie energii elektrycznej w gospodarstwach domowych dzielimy na dzienne (okresy zwiększonej produkcji energii fotowoltaicznej) i nocne (okresy małej produkcji energii fotowoltaicznej lub jej braku). 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 produkcji energii fotowoltaicznej pomniejszonej o dzienne zużycie energii elektrycznej. 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 dokładniejszego zrozumienia praw zużycia energii elektrycznej w gospodarstwach domowych oraz znajomości zasad ustalania poziomu priorytetu zasilania w systemie magazynowania energii.

Rodzina wyposażona jest w instalację fotowoltaiczną 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 poboru mocy (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). W tym scenariuszu idealną sytuacją jest „wykorzystanie pozostałej energii po doprowadzeniu energii fotowoltaicznej do odbiornika i sieci do ładowania akumulatora w ciągu dnia, a moc akumulatora wystarczy na tyle, aby można było go wykorzystać w nocy (kiedy cena energii wzrost zużycia energii elektrycznej).” wskazówki)”.

Oznacza to, że efektywna pojemność akumulatora jest w przybliżeniu taka sama, jak zużycie 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 na okres od 17:00 do 22:00 łącznie przez 5 godzin). ), zużycie energii elektrycznej wynosi 15 kWh. Zakładając, że zgodnie z kalkulacjami, efektywna pojemność akumulatora pokrywa 2/3 nocnego zużycia energii elektrycznej 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 niestabilnych sieciach energetycznych

Gdy 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 rodziny, lodówki, komputery stacjonarne itp.; pomieszczenie danych obszaru przemysłowego, ważne wyposażenie obszaru przemysłowego, sprzęt oświetleniowy i wentylacyjny obszaru hodowlanego itp.

Projektując pojemność akumulatora, którego głównym celem jest zasilanie rezerwowe, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę, że sam akumulator może zapewnić moc wymaganą dla ważnego obciążenia, gdy akumulator jest odłączony od sieci na najdłuższy okres czasu (najdłuższy przewidywany czas przerwy w dostawie prądu ). w tym konieczność uwzględnienia przypadku braku fotowoltaiki w nocy.

W tym scenariuszu pojemność akumulatora 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, istotnym 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, którymi należy się kierować 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.

Dodatkowo 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 całości, a szczególnie istotny jest wybór najlepszych dostawców sprzętu i integracji systemów.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące magazynowania energii w 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 w Twojej 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.

Wniosek

Bateria zapasowa 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 kilka sposobów przygotowania własnego systemu magazynowania energii. Mam nadzieję, że to ci pomoże.