Система накопления энергии для жилых домов может служить очень разным целям в зависимости от дома.
В одной установке аккумулятор может заряжаться от солнечной энергии днем и разряжаться почти каждый вечер, чтобы снизить потребление электроэнергии из сети. В другой аккумулятор может оставаться в основном заряженным в течение дней или недель, ожидая следующего отключения электроэнергии. Многим домам необходимы обе эти функции одновременно.
Эти приложения могут использовать схожие батареи и инверторы, но приоритеты в дизайне не совсем одинаковы.
Для проекта по домашнему накоплению энергии первый вопрос, следовательно, не должен быть просто “Какая емкость аккумулятора мне нужна в кВт·ч?” Лучшей отправной точкой является:
Как ожидается, батарея будет работать большую часть времени?
В KUVO мы производим Домашние системы накопления энергии для жилых солнечных установок, ежедневного управления энергией, автономных систем и резервного питания. По нашему опыту, понимание предполагаемого режима работы значительно упрощает подбор емкости аккумулятора, выходной мощности инвертора, генерации солнечной энергии, резервных нагрузок и настроек резерва в единую практичную систему.
Ежедневные велосипедные прогулки и аварийное резервное копирование имеют разные приоритеты
Ежедневные поездки на велосипеде означают, что аккумулятор домашней системы хранения энергии будет регулярно заряжаться и разряжаться.
Типичная солнечная установка может заряжать аккумулятор в дневное время и использовать накопленную энергию вечером или ночью. В районах с тарифами на электроэнергию по времени использования система также может заряжаться, когда электричество дешевле, и разряжаться в дорогие пиковые периоды.
Аварийное резервное копирование работает иначе.
Здесь основная цель системы хранения энергии для жилых помещений — обеспечить наличие электроэнергии при сбоях в сети. Аккумулятор может проводить гораздо больше времени при относительно высоком уровне заряда, чтобы при отключении электроэнергии было достаточно энергии.
Разницу можно кратко суммировать так:
| Конструктивные соображения | Ежедневное катание на велосипеде | Аварийное резервное копирование |
|---|---|---|
| Основная цель | Регулярно используйте накопленную энергию | Обеспечьте наличие энергии на случай отключений |
| Работа от батареи | Частая зарядка и разрядка | Менее частые глубокие разряды |
| Планирование мощностей | Ежедневное потребление энергии и избыток солнечной энергии | Основная нагрузка и продолжительность резервного питания |
| Стратегия SOC | Больше возможностей для повседневного использования | Больший резерв часто поддерживается |
| Интеграция солнечной энергии | Важно для ежедневной передачи энергии | Полезно для продления продолжительности отключения |
| Инверторный фокус | Ежедневные бытовые нагрузки и управление энергопотреблением | Основные нагрузки и пусковая мощность |
| Потребность в расширении | Зависит от роста ежедневного потребления | Зависит от желаемой продолжительности резервного копирования |
Это не означает, что всегда требуются две совершенно разные системы.
Современный Домашнее хранилище энергии можно объединить обе функции. Важный момент — решить, какая функция имеет приоритет, и соответствующим образом настроить систему.
Что меняется, когда домашние накопители энергии используются ежедневно?
Система домашнего накопления энергии, разработанная в первую очередь для ежедневных циклов, требует достаточной полезной емкости аккумулятора, чтобы регулярная зарядка и разрядка были оправданы.
Рассмотрим домохозяйство, которое производит избыток солнечной электроэнергии с позднего утра до полудня.
Без аккумуляторного хранения часть солнечной энергии может быть экспортирована в сеть. С помощью системы хранения энергии для жилых помещений избыточное электричество вместо этого может заряжать аккумулятор, а затем обеспечивать потребление домохозяйства после захода солнца.
В данном типе приложений несколько факторов проектирования становятся особенно важными.
Емкость используемой батареи должна соответствовать ежедневному потреблению энергии.
Номинальная емкость аккумулятора не говорит нам автоматически, сколько энергии домохозяйство будет фактически потреблять каждый день.
Полезный вопрос заключается в том, сколько электроэнергии необходимо переместить из одного периода в другой.
Например, если дому вечером после снижения выработки солнечной энергии требуется около 8 кВт⋅ч, установка очень большой батареи может не принести большой дополнительной выгоды, если имеющаяся фотоэлектрическая система не сможет полностью ее зарядить или если домохозяйство редко использует дополнительную накопленную энергию.
С другой стороны, слишком маленький аккумулятор может рано вечером достичь низкого уровня заряда, оставив большую часть оставшегося ночного спроса на энергосистему.
Аккумулятор, солнечная батарея и бытовая нагрузка поэтому должны рассматриваться вместе.
Производительность цикла становится более важной
Аккумулятор, используемый ежедневно, может проходить сотни циклов зарядки и разрядки в год.
По этой причине системы домашнего хранения энергии для ежедневного использования уделяют больше внимания производительности цикла, управлению батареей, рабочей температуре и соответствующей глубине разряда.
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы широко используются в бытовых системах хранения энергии, поскольку они предлагают полезное сочетание срока службы, термической стабильности и производительности накопления энергии.
В KUVO наши конфигурации домашних аккумуляторных систем строятся вокруг ожидаемого режима работы, а не рассматривают емкость аккумулятора как отдельную характеристику.
Эффективность системы важнее при многократной эксплуатации
Небольшая разница в эффективности может показаться незначительной при одном цикле заряда и разряда.
Однако в повседневной работе эффективность преобразования влияет на то, сколько солнечной энергии фактически может быть сохранено и впоследствии подано на бытовые нагрузки.
Именно поэтому эффективность аккумулятора, эффективность инвертора, потери в кабелях, потребление в режиме ожидания и условия эксплуатации — все это влияет на практическую производительность системы ежедневного цикла.
Цель состоит не просто в установке максимально возможной батареи. Цель — создать конфигурацию домашнего энергохранилища, которая сможет регулярно поглощать полезную энергию и отдавать ее, когда она потребуется домохозяйству.
Аварийное резервное копирование меняет способ расчета емкости аккумулятора
Для проектов, ориентированных на резервное копирование, планирование мощностей начинается с другого вопроса:
Какие нагрузки должны оставаться под напряжением и как долго?
В домохозяйстве могут быть кондиционеры, электрические водонагреватели, духовки, насосы, освещение, холодильники, компьютеры, телевизоры и многие другие электрические приборы. Одновременная работа всех них во время отключения электроэнергии может потребовать гораздо большей батареи и инвертора, чем поддержка только основных цепей.
Это делает приоритизацию нагрузки особенно важной.
Основные нагрузки обычно определяют потребность в резервном питании
Резервная система может быть разработана для поддержки:
- холодильники и морозильные камеры;
- освещение
- средства связи;
- Wi-Fi роутеры;
- системы безопасности;
- выбранные розетки;
- водяные насосы;
- медицинское или другое необходимое бытовое оборудование;
- ограниченные нагрузки кондиционирования воздуха, где это необходимо.
Предположим, средняя мощность выбранных резервных нагрузок составляет 1 кВт.
Теоретически аккумулятор емкостью 10 кВт·ч мог бы питать эту нагрузку примерно 10 часов, если бы каждый киловатт-час был доступен и не было бы потерь.
Реальные системы сложнее.
Фактическое время резервного питания зависит от полезной емкости аккумулятора, потерь инвертора, пределов разряда, температуры, колебаний нагрузки и настроек резерва.
По этой причине продолжительность резервного питания следует рассчитывать исходя из реальной полезной емкости, а не только номинальной емкости аккумулятора.
Может потребоваться больший энергетический резерв
Это одно из самых явных отличий между ежедневным использованием велосипеда и использованием его для резервного копирования. Домашнее хранилище энергии.
Если аккумулятор регулярно разряжается до относительно низкого уровня заряда каждый вечер, что произойдет, если в этот момент произойдет сбой в сети?
Может быть очень мало доступной энергии для аварийного использования.
Система, ориентированная на резервное копирование, может поэтому поддерживать минимальный резерв уровня заряда.
Например, часть аккумулятора может оставаться зарезервированной для отключений электроэнергии, в то время как оставшаяся емкость доступна для обычного потребления солнечной энергии.
Увеличение резерва повышает готовность к резервному копированию, но уменьшает объем аккумуляторной емкости, доступный для ежедневного сдвига энергии.
Этот компромисс является центральным для проектирования гибридных систем хранения энергии для дома.
Емкость аккумулятора должна соответствовать операционной стратегии
Емкость домашних аккумуляторов часто обсуждается так, будто существует один идеальный размер для каждого домохозяйства.
На практике одна и та же батарея емкостью 10 кВт·ч или 16 кВт·ч может вести себя совершенно по-разному в зависимости от того, как она используется.
Ежедневная велосипедная мощность
Для ежедневных поездок на велосипеде полезны следующие вещи:
- среднее потребление электроэнергии домохозяйством
- дневное и ночное потребление;
- Мощность фотоэлектрической системы
- ожидаемый избыток солнечной энергии
- Структура тарифов на электроэнергию
- желаемая независимость от сети;
- доступное окно зарядки
Если основная цель — солнечное самопотребление, аккумулятор, как правило, должен быть достаточно большим, чтобы улавливать полезную часть избыточной дневной солнечной генерации, не будучи избыточным по отношению к обычному вечернему потреблению.
Резервная емкость
Для аварийного резервирования важные входные данные смещаются в сторону:
- мощность основной нагрузки;
- ожидаемая продолжительность отключения
- максимальные одновременные нагрузки;
- Требования к запуску двигателя
- доступность солнечной энергии во время отключения электроэнергии;
- требуемый резерв батареи
Например, обеспечение работы холодильника, освещения, роутера и нескольких розеток в течение 12 часов — это совершенно иное требование, чем поддержание работы нескольких кондиционеров и водяного насоса в течение того же периода.
Когда нужны обе функции
Многие жилые проекты находятся между этими двумя крайностями.
Ожидается, что аккумулятор будет ежедневно накапливать солнечную энергию, сохраняя при этом достаточную емкость для непредвиденных отключений.
В данном случае модульная емкость может быть особенно полезна.
Домашнее хозяйство может начать с конфигурации аккумуляторов, покрывающей типичное дневное потребление, а затем добавить дополнительные модули, если требования к резервному питанию возрастут.
KUVO предлагает различные форматы домашних систем накопления энергии, включая настенные, штабелируемые, стоечные и моноблочные конфигурации, что позволяет подобрать архитектуру батареи в соответствии с условиями установки и требуемой емкостью.
Мощность инвертора так же важна, как и емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора говорит нам о том, сколько энергии он может хранить.
Мощность инвертора определяет, какую электрическую нагрузку может поддерживать система хранения энергии дома одновременно.
Эти две спецификации не следует путать.
Большая батарея, подключенная к недостаточно мощному инвертору, может иметь большой запас энергии, но при этом не сможет одновременно питать несколько мощных бытовых приборов.
Это становится особенно важным для аварийного резервного копирования.
Непрерывная нагрузка имеет значение
Если выбранные резервные нагрузки одновременно требуют 4 кВт, инвертор должен быть способен поддерживать эту рабочую нагрузку с соответствующим запасом.
Для ежедневного использования велосипеда инвертор также должен соответствовать ожидаемому потреблению в доме и конфигурации солнечных батарей.
Пусковые нагрузки могут быть намного выше
Некоторое бытовое оборудование потребляет непостоянное количество энергии.
Водяные насосы, компрессоры, холодильники и некоторые системы кондиционирования воздуха могут требовать большей мощности при запуске.
Номинальная рабочая мощность прибора поэтому не всегда отражает максимальную нагрузку, которую видит инвертор.
Система накопления энергии для жилых помещений, предназначенная для резервного питания, должна учитывать эти временные пиковые нагрузки.
Простое увеличение емкости аккумулятора в кВт·ч не решает проблему ограничения мощности инвертора.
Вот почему мы обычно рассматриваем емкость аккумулятора и выходную мощность инвертора как две отдельные, но связанные части при выборе домашней системы хранения энергии.
Солнечные фотоэлектрические системы могут значительно изменить производительность резервного питания
Без солнечной генерации продолжительность резервного питания зависит в основном от энергии, уже накопленной в аккумуляторе к моменту начала отключения.
С солнечными фотоэлектрическими системами ситуация может быть совершенно иной.
В дневное время солнечные панели могут продолжать генерировать электричество, в зависимости от архитектуры системы и конфигурации инвертора. Эта энергия может питать бытовые приборы, а также заряжать аккумулятор.
Это делает солнечную энергию особенно ценной во время длительных отключений.
Представьте себе аккумулятор с достаточным запасом энергии для обеспечения основных нагрузок в течение ночи.
Если на следующий день станет доступна достаточная солнечная генерация, фотоэлектрическая система сможет помочь в обеспечении дневного потребления и восстановить часть емкости аккумулятора до следующего вечера.
При подходящих погодных условиях это может значительно продлить практическую работу в резервном режиме, чем могла бы предполагать только емкость аккумулятора.
Однако солнечная генерация непостоянна.
Облачность, время года, затенение, ориентация крыши и размер фотоэлектрической установки влияют на доступную энергию.
По этой причине при планировании резервного копирования не следует предполагать, что фотоэлектрическая система всегда будет выдавать максимальную номинальную мощность.
Аккумулятор должен обеспечивать достаточный уровень резервного питания независимо, в то время как солнечная генерация выступает в качестве важного дополнительного источника энергии.
Одна домашняя система хранения энергии может поддерживать как ежедневные циклы, так и резервное питание
Для многих домов выбор между ежедневным циклом и резервным копированием не является необходимым.
Лучшим решением является система накопления энергии для жилых помещений, настроенная для балансировки обоих.
При нормальной работе сети аккумулятор может накапливать солнечную энергию и снижать потребление из сети.
В то же время система может поддерживать выбранный энергетический резерв на случай непредвиденных отключений.
Например, операционная стратегия может позволить аккумулятору использовать большую часть своей емкости для ежедневных циклов, сохраняя последнюю часть в качестве резервного запаса.
Точный баланс зависит от местных условий.
Более высокий резерв благоприятствует резервному обеспечению безопасности
Там, где отключения электроэнергии часты или непредсказуемы, может быть целесообразно иметь больший запас аккумуляторов.
Домохозяйство жертвует некоторой ежедневной используемой мощностью, но получает лучший шанс иметь достаточный запас энергии в случае сбоя в сети.
Низкий резерв способствует ежедневному использованию энергии
В районах с очень надежной сетью, но дорогой электроэнергией, пользователи могут предпочесть выделять большую часть аккумулятора для ежедневного собственного потребления солнечной энергии или для снижения пиковых цен.
Резервный запас все еще может быть сохранен, но на более низком уровне.
Сезонные настройки также могут иметь смысл
Предпочтительная операционная стратегия не обязательно должна оставаться неизменной в течение всего года.
В сезоны с неустойчивой погодой или повышенным риском отключений может быть целесообразно иметь больший резерв.
В периоды высокой солнечной генерации и надежного электроснабжения от сети может использоваться большая мощность для ежедневного циклического использования.
Эта гибкость является одной из причин, по которой современные системы хранения энергии для дома следует рассматривать как систему управления энергией, а не просто как большую резервную батарею.
Какая стратегия дизайна подходит для разных жилых проектов?
Универсального ответа нет, но несколько распространенных типов проектов показывают, как могут различаться приоритеты.
Дома с надежным электроснабжением и высокими ценами на электроэнергию
Ежедневные велосипедные прогулки часто имеют более высокий приоритет.
Система хранения энергии для жилых помещений может накапливать солнечную электроэнергию или более дешевую электроэнергию и использовать ее в периоды высоких цен.
Резервное копирование остается полезным, но оно может не требовать доминирования при определении размера батареи.
Дома в районах с частыми отключениями электроэнергии
Резервные мощности обычно заслуживают большего приоритета.
При подборе емкости аккумулятора следует сосредоточиться на критически важных нагрузках и реалистичной продолжительности отключения, в то время как стратегия управления уровнем заряда (SOC) должна обеспечивать достаточный запас энергии для непредвиденных перебоев.
Солнечная генерация также может стать особенно ценной, поскольку она позволяет системе восстанавливать энергию во время длительных отключений.
Дома с большими солнечными системами на крыше
Ежедневное использование велосипеда может помочь увеличить собственное потребление солнечной энергии.
Если дневное производство солнечной энергии регулярно превышает бытовое потребление, достаточная емкость аккумулятора позволяет сохранить больше этого избыточного электричества для вечернего использования.
Затем может быть добавлена резервная мощность в зависимости от условий местной сети.
Дома, стремящиеся к большей энергетической независимости
Эти проекты часто требуют как значительной емкости аккумуляторов, так и подходящей генерации от фотоэлектрических систем.
Вместо того чтобы фокусироваться только на аварийном питании, система домашнего накопления энергии становится частью повседневного бытового энергоснабжения.
Возможность расширения аккумуляторной батареи может быть ценной, поскольку будущее потребление электроэнергии может увеличиться из-за дополнительных приборов, тепловых насосов, зарядки электромобилей или других нагрузок.
Удаленные или слабозагруженные установки
Там, где электросеть ненадежна или недоступна в течение длительного времени, грань между повседневным использованием и резервным питанием становится менее четкой.
Аккумулятор может работать в циклическом режиме, а также служить основным источником питания, когда солнечной генерации недостаточно.
Эти установки требуют более тщательного согласования мощности фотоэлектрических панелей, аккумуляторных батарей, выходной мощности инвертора и ожидаемого потребления домохозяйством.
KUVO Домашние системы хранения энергии для повседневного использования и резервного питания
A Система накопления энергии для жилых помещений работает лучше всего, когда его конфигурация отражает реальное использование энергии в доме.
В KUVO мы производим Решения для домашнего хранения энергии для различных жилых применений, а не рассматривать каждый проект как одинаковый комплект аккумулятора и инвертора.
Наш ассортимент включает настенные аккумуляторы, модульные системы накопления энергии, стоечные конфигурации, гибридные инверторные решения и интегрированные системы домашнего накопления энергии.
Для проекта ежедневного цикла мы можем сосредоточить конфигурацию на солнечной генерации, обычном потреблении домохозяйства, полезной емкости аккумулятора, а также требованиях к зарядке и разрядке.
Для установки с акцентом на резервное копирование мы уделяем больше внимания основным нагрузкам, требуемой продолжительности резервного питания, резервной мощности, выходной мощности инвертора и возможным пусковым нагрузкам.
Там, где оба объекта важны, мы можем настроить систему домашнего накопления энергии для обеспечения повседневного управления энергопотреблением при сохранении подходящего резерва на случай чрезвычайных ситуаций.
Информация, такая как потребление электроэнергии домохозяйством, существующая или планируемая мощность фотоэлектрических систем, тип сети, основные электрические нагрузки, ожидаемая продолжительность резервного питания и предпочтительный формат установки, помогает нам более точно подобрать конфигурацию аккумулятора и инвертора.
Таким образом, наиболее подходящая система — это не обязательно та, у которой самая большая батарея.
Это тот, чей ёмкость аккумулятора, мощность инвертора, солнечное питание, настройки резервного режима и стратегия работы взаимодействуют с тем, как дом фактически потребляет электроэнергию.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Вредна ли ежедневная эксплуатация для аккумуляторной батареи домашней системы хранения энергии?
Нет. Бытовые литиевые аккумуляторы предназначены для многократной зарядки и разрядки. Химический состав аккумулятора, температура, глубина разряда, условия зарядки и управление аккумулятором — все это влияет на долгосрочную циклическую производительность.
Стоит ли держать аккумулятор домашней системы хранения энергии заряженным на 100% для чрезвычайных ситуаций?
Не обязательно. Многие системы используют настраиваемый резерв для резервного копирования, а не держат всю батарею недоступной для повседневного использования. Соответствующий резерв зависит от риска сбоя и требуемой продолжительности резервного копирования.
Может ли бытовая система хранения энергии одновременно обеспечивать резервное питание и снижать счета за электричество?
Да. Гибридная система хранения энергии для дома может использовать часть емкости аккумулятора для ежедневного управления энергопотреблением, сохраняя при этом выбранный резерв на случай отключений.
Какая емкость аккумулятора нужна для аварийного резервного питания?
Это зависит в основном от энергопотребления выбранных резервных нагрузок и времени их работы. Дом, поддерживающий только основные цепи, может потребовать гораздо меньшей мощности, чем дом, рассчитанный на резервное питание всего дома.
Всегда ли большая батарея лучше для ежедневных поездок на велосипеде?
Нет. Емкость аккумулятора должна соответствовать потреблению домохозяйства, выработке солнечной энергии, мощности инвертора и ожидаемым возможностям зарядки. Слишком большой аккумулятор может остаться недоиспользованным, если для его регулярной зарядки будет недостаточно энергии.