Scegliere la Capacità della Batteria per lo Stoccaggio Domestico
Tabella dei Contenuti
Negli ultimi anni, l’importanza dello stoccaggio energetico nei sistemi di alimentazione è diventata sempre più evidente. La diffusione della generazione fotovoltaica, la maturità della tecnologia delle batterie al litio e la produzione su larga scala forniscono prerequisiti chiave per l’entrata dello stoccaggio energetico nelle case delle persone comuni.
Al fine di soddisfare le diverse esigenze dei clienti per i sistemi di stoccaggio energetico, i produttori di attrezzature per lo stoccaggio energetico hanno proposto varie soluzioni basate sulle loro competenze. Le prime 10 aziende di batterie per lo stoccaggio energetico in Cina hanno lanciato soluzioni per lo stoccaggio energetico industriale e commerciale, stoccaggio energetico domestico, stoccaggio energetico fuori rete, stoccaggio energetico portatile e altre soluzioni per diversi scenari di applicazione.
In molte abitazioni, specialmente nelle regioni con prezzi dell’elettricità elevati come Europa e Stati Uniti e regioni con elettricità instabile come l’Africa, lo stoccaggio energetico è diventato essenziale per la gestione energetica. La capacità di stoccaggio energetico svolge un ruolo chiave nell’utilizzo dell’energia domestica o nelle bollette dell’elettricità. Quindi, come scegliere una capacità della batteria più adatta nella configurazione dei sistemi di stoccaggio energetico domestico è diventato il punto più importante e oggetto di domande.
Quattro Comuni Malintesi nella Selezione della Capacità della Batteria
Malinteso 1: Scegliere la capacità della batteria solo in base alla potenza e al consumo energetico.
Nel design della capacità della batteria, la condizione di carico è sicuramente il fattore di riferimento più importante. Tuttavia, non si possono trascurare la capacità di carica e scarica della batteria, la potenza massima della macchina di stoccaggio energetico e il tempo di consumo energetico del carico. Pertanto, la capacità della batteria non può essere selezionata solo considerando la potenza e il consumo energetico del carico, ma è necessaria una considerazione completa.
Malinteso 2: Considerare la capacità teorica della batteria come capacità effettiva.
Di solito, il manuale della batteria è contrassegnato con la capacità di progettazione teorica della batteria, ovvero la quantità massima di energia che la batteria può rilasciare quando la batteria passa dallo stato di carica al 100% allo stato di carica al 0% nelle condizioni ideali. Tuttavia, nelle applicazioni reali, la capacità effettiva della batteria sarà diversa dalla capacità di progettazione a causa di fattori come la temperatura e la durata della vita utile. Inoltre, per prolungare la vita utile della batteria nelle applicazioni pratiche, in genere non è permesso scaricare fino al 0% di carica e verrà impostata la potenza di protezione. Ciò rende l’energia effettivamente disponibile inferiore, quindi questi fattori devono essere esclusi quando si seleziona la capacità della batteria, al fine di garantire che ci sia sufficiente capacità della batteria per l’uso.
Malinteso 3: Più grande è la capacità della batteria, meglio è.
Molti utenti pensano che più grande sia la capacità della batteria, meglio sia, ma è necessario considerare anche il tasso di utilizzo della batteria durante il design. Se la capacità del sistema fotovoltaico è ridotta o il consumo energetico del carico è basso, la richiesta di capacità della batteria non è così grande, il che comporterà anche uno spreco di costo della batteria.
Malinteso 4: La capacità della batteria è uguale al consumo energetico del carico.
A volte, per risparmiare sui costi, la capacità della batteria selezionata è quasi esattamente uguale al consumo energetico del carico. Tuttavia, a causa della perdita di processo, la capacità di scarica della batteria sarà inferiore alla capacità di stoccaggio della batteria e il consumo energetico del carico sarà inferiore alla capacità di scarica della batteria. Ignorare la perdita di efficienza potrebbe causare un’alimentazione insufficiente.
Progettazione della Capacità della Batteria in Diversi Scenari di Applicazione
Questo articolo introduce principalmente le idee di progettazione della capacità della batteria in tre comuni scenari di applicazione: autoconsumo (elevato costo dell’elettricità o nessun sussidio), tariffa elettrica picco e valle e alimentazione di backup (rete elettrica instabile o carico importante).
“Autoconsumo spontaneo”
A causa dei prezzi elevati dell’elettricità o della mancanza di sovvenzioni per la connessione in rete fotovoltaica, vengono installati sistemi di stoccaggio energetico fotovoltaico per ridurre le bollette dell’elettricità. Supponendo che la rete elettrica sia stabile e non si consideri l’operazione fuori rete, la fotovoltaica viene utilizzata solo per ridurre il consumo energetico della rete e di solito c’è abbondante luce solare durante il giorno.
Idealmente, il sistema fotovoltaico + di stoccaggio energetico può coprire completamente il consumo energetico domestico. Ma questa situazione è difficile da realizzare. Pertanto, si considerano in modo completo il costo di investimento e il consumo energetico e si può scegliere la capacità della batteria in base al consumo energetico giornaliero medio (kWh) della famiglia (il sistema fotovoltaico predefinito ha energia sufficiente).
La logica di progettazione è la seguente:
Se è possibile raccogliere con precisione la legge di consumo energetico, combinata con le impostazioni di gestione della macchina di stoccaggio energetico, è possibile migliorare il tasso di utilizzo del sistema il più possibile.
Tariffa Elettrica Picco e Valle
La struttura delle tariffe elettriche picco e valle è approssimativamente la seguente: dalle 17:00 alle 22:00 è il periodo di picco del consumo energetico, con meno consumo energetico durante il giorno (il sistema fotovoltaico può coprirlo sostanzialmente).
Durante il periodo di picco del consumo energetico, è necessario assicurarsi che almeno la metà dell’energia provenga dalle batterie per ridurre le bollette dell’elettricità. Supponendo un consumo energetico medio durante le ore di punta: 20 kWh.
La sua idea di progettazione è la seguente:
Calcolare il valore massimo della domanda di capacità della batteria in base al consumo energetico totale durante il periodo di picco. Quindi trovare una potenza ottimale delle batterie all’interno di questo intervallo in base alla capacità del sistema fotovoltaico e al beneficio dell’investimento.
Zone con Rete Elettrica Instabile – Alimentazione di Backup
L’alimentazione di backup è principalmente utilizzata in aree con reti elettriche instabili o situazioni con carichi importanti, simili alle batterie al litio UPS. Ad esempio: sito di applicazione: circa 5-8 KW di componenti possono essere installati.
Carico importante: 4 * ventilatori, la potenza di un singolo ventilatore è di 550W.
Situazione della rete elettrica: La rete elettrica è instabile, con interruzioni di corrente irregolari e l’interruzione di corrente più lunga dura da 3 a 4 ore.
Requisiti di applicazione: quando la rete è normale, la batteria viene caricata per prima; quando la rete è senza alimentazione, la batteria + fotovoltaico garantisce il funzionamento normale dei carichi importanti (ventilatori).
Nella selezione della capacità della batteria, è necessario considerare la potenza richiesta dalla batteria per alimentare la batteria da sola quando è fuori rete (supponendo un’interruzione di corrente di notte e nessun fotovoltaico).
Tra questi, il consumo energetico totale quando è fuori rete e il tempo previsto di interruzione di corrente sono i parametri più critici. Calcolato in base al massimo tempo previsto di interruzione di corrente di 4 ore, il suo design può fare riferimento a:
Due Fattori Importanti nella Progettazione della Capacità della Batteria
Capacità del Sistema Fotovoltaico
Supponiamo che la batteria sia completamente caricata dai pannelli fotovoltaici, la potenza massima della macchina di stoccaggio energetico per caricare la batteria sia di 5000W e le ore di sole giornaliere siano 4, quindi: nella modalità in cui la batteria è utilizzata come alimentazione di backup, la batteria con una capacità effettiva di 800Ah può essere completamente caricata in uno stato ideale: 800Ah / 100A / 4h = 2 giorni.
Progettazione della Ridondanza della Batteria
A causa della perdita di efficienza causata dall’instabilità della generazione di energia fotovoltaica, dalle perdite di linea, dalle scariche non valide, dall’invecchiamento della batteria, ecc., è necessario riservare una certa margine nella progettazione della capacità della batteria.
La progettazione della capacità rimanente della batteria è relativamente libera e può essere giudicata in modo completo in base alla situazione effettiva della progettazione del proprio sistema.
Riassunto
Da questo articolo si può vedere che in realtà, le idee di progettazione nei tre scenari sono simili, le condizioni di base sono fisse e ci sono più regole da seguire nella selezione della capacità della batteria. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, potrebbe verificarsi una situazione in cui due o più requisiti si sovrappongono, il che richiede un’analisi dettagliata in base ai requisiti e alla fine la determinazione della capacità della batteria migliore abbinata.
Quando si seleziona effettivamente una batteria, è necessario considerare varie condizioni come il carico di impatto del carico, la profondità di scarica (DOD) della batteria, la perdita di efficienza del sistema, le prestazioni del dispositivo di stoccaggio energetico e le aspettative di ritorno sull’investimento.
Pertanto, nella scelta della capacità della batteria, è necessario considerare la potenza di tutta la famiglia o gli scenari di utilizzo come un sistema completo. È anche particolarmente importante scegliere attrezzature di alta qualità e un produttore di batterie al litio di fiducia.
