Жилая солнечная система часто производит максимум электроэнергии в середине дня. Но это не всегда совпадает с тем, как домохозяйство потребляет энергию.
Люди могут отсутствовать дома в пиковые часы производства солнечной энергии, в то время как потребление электроэнергии снова возрастает во второй половине дня и вечером. После того как непосредственные бытовые нужды удовлетворены, проект должен решить, что делать с оставшейся солнечной энергией.
Следует ли экспортировать избыточную электроэнергию в сеть или хранить ее в аккумуляторе для последующего использования?
На каждый проект по установке солнечных батарей для жилых домов нет единственно верного ответа. Цены на электроэнергию из сети, тарифы на экспорт солнечной энергии, схемы потребления электроэнергии домохозяйствами, емкость аккумуляторов и требования к резервному питанию — все это может изменить результат.
Для домовладельцев, установщиков и жилищная энергетика Для планировщиков проектов более полезным вопросом является не просто то, лучше ли хранение энергии в аккумуляторах, чем экспорт в сеть. Вопрос в том, когда хранение избыточной солнечной энергии создает большую ценность, а когда экспорт остается практичным выбором.
Почему солнечные системы для жилых домов производят избыточную энергию
Солнечная генерация и потребление электроэнергии домохозяйствами редко следуют одному и тому же суточному графику.
Типичная жилая фотоэлектрическая система может начать генерировать электричество утром, достичь максимальной мощности около полудня, а затем снизиться к вечеру. Потребление домохозяйства может следовать совершенно другому графику.
Дом может потреблять относительно мало электричества в рабочее время, но требовать значительно больше энергии позже для приготовления пищи, кондиционирования воздуха, освещения, нагрева воды, бытовых приборов, зарядки электромобилей или других нагрузок.
Таким образом, в середине дня система может достичь точки, в которой:
Солнечная генерация > Текущее потребление домохозяйства
Дом не может сразу потребить всю вырабатываемую электроэнергию.
Без аккумулятора избыточная солнечная энергия обычно экспортируется в сеть, где это разрешено местными правилами подключения и договоренностями с поставщиком услуг.
С домашнее хранение энергии, становится доступен еще один вариант. Часть этого избыточного производства может храниться и использоваться через несколько часов, когда выработка солнечной энергии снизится.
Этот временной сдвиг является одной из основных причин, по которой жилые солнечные и аккумуляторные системы все чаще рассматриваются вместе.
Что происходит, когда вы экспортируете солнечную энергию в сеть?
В обычной сетевой солнечной установке без аккумуляторного хранения солнечная электроэнергия обычно в первую очередь питает активные нагрузки дома.
Если фотоэлектрическая система вырабатывает 5 кВт, а дом потребляет 2 кВт, примерно 3 кВт временно доступны в качестве избыточной генерации.
Там, где разрешен экспорт в сеть, избыточная энергия может проходить через счетчик и поступать в сеть энергоснабжающей организации.
Владелец дома может получить компенсацию через тариф на покупку электроэнергии, систему чистого биллинга, экспортный кредит или другой местный механизм.
Для некоторых проектов такое решение работает очень хорошо.
Нет необходимости устанавливать дополнительную емкость аккумулятора только для того, чтобы предотвратить уход каждого киловатт-часа с участка. Экспорт электроэнергии может оставаться экономически выгодным, когда коммунальная служба предоставляет привлекательную компенсацию за избыточную солнечную энергию.
Важно то, что стоимость экспортируемой электроэнергии может отличаться от цены электроэнергии, приобретаемой из сети.
Эта разница может существенно повлиять на то, стоит ли домашнее хранение энергии своих денег.
Что меняется, когда вы добавляете домашнее хранилище энергии?
Аккумулятор меняется, когда локально произведенное солнечное электричество может быть потреблено.
Вместо немедленного экспорта всего избыточного производства энергетический поток может следовать другому сценарию:
Солнечные панели → Бытовые нагрузки → Зарядка аккумулятора → Экспорт в сеть
Позже, когда солнечная активность снизится:
Аккумулятор → Бытовые нагрузки → Электроэнергия из сети при необходимости
Рассмотрим дом, который генерирует избыточную солнечную энергию с 11:00 до 15:00, но испытывает гораздо более высокое потребление электроэнергии с 18:00 до 22:00.
Без хранения большая часть дневного избытка может покинуть объект. Через несколько часов та же семья может быть вынуждена покупать электроэнергию из сети.
Солнечная батарея позволяет перенести часть дневной выработки на вечерний период спроса.
Это может увеличить собственное потребление солнечной энергии: вместо того чтобы максимизировать выработку электроэнергии фотоэлектрической системой, целью является увеличение доли этой выработки, которая фактически потребляется внутри дома.
Однако хранение не является без потерь, а емкость аккумулятора ограничена. Поэтому хорошо спроектированная система не просто пытается сохранить каждый доступный киловатт-час.
Придется решить Какую энергию стоит хранить.
Как сравнить стоимость хранения и экспорта в сеть
Один из самых простых способов понять это решение — сравнить три фактора:
- Цена покупки электроэнергии из сети.
- Стоимость, полученная за экспорт солнечной электроэнергии.
- Количество накопленной электроэнергии, доступное после потерь при преобразовании батареи.
Рассмотрим следующий упрощенный пример.
| Артикул | Иллюстративная ценность |
| Цена покупки электроэнергии из сети | 0,30 долл. США/кВт⋅ч |
| Стоимость экспорта солнечной энергии | 0,08 долл. США/кВтч |
| КПД цикла заряда-разряда аккумулятора | 90% |
| Полезная энергия, возвращенная из 1 кВтч запасаемой энергии | 0,90 кВтч |
Эти цифры являются лишь примером. Фактические тарифы и производительность системы значительно различаются в зависимости от рынка и проекта.
Если домохозяйство экспортирует 1 кВт·ч излишков солнечной электроэнергии в этом примере, оно получает примерно: $0.08
Если эти 1 кВт·ч вместо этого будут сохранены, и примерно 0,90 кВт·ч будут доступны для бытового потребления позже, это позволит избежать покупки:
0,90 кВт⋅ч × 0,30 $/кВт⋅ч = 0,27 $
С точки зрения энергетической ценности, запасенное электричество поэтому более ценно в данной конкретной ситуации.
Но это не означает, что разница автоматически должна рассматриваться как прибыль от продажи аккумуляторов.
Также необходимо учитывать стоимость покупки аккумулятора, стоимость установки, срок службы, полезную емкость, эффективность преобразования, структуру тарифов на электроэнергию и долгосрочную стратегию эксплуатации.
Сравнение становится особенно важным на рынках, где электроэнергия, приобретаемая из сети, относительно дорога, в то время как экспортируемая солнечная энергия получает гораздо меньшую компенсацию.
Там, где экспортная компенсация близка к розничной цене на электроэнергию, экономический стимул хранить каждый доступный киловатт-час может быть значительно слабее.
Когда следует хранить солнечную энергию, а когда экспортировать ее?
Для большинства жилых проектов хранение и экспорт не следует рассматривать как два совершенно отдельных варианта.
Хорошо настроенная система солнечных батарей и аккумуляторов может сделать и то, и другое.
На самом деле вопрос в том, сколько солнечной энергии следует накапливать, прежде чем избыточная энергия будет разрешена для подачи в сеть.
Храните больше солнечной энергии, когда вечерний спрос на электричество высок
Домохозяйство со значительным вечерним потреблением часто может лучше использовать домашние накопители энергии.
Предположим, что пик солнечной генерации приходится на полдень, а основные бытовые нагрузки возникают после захода солнца. Без накопления энергии возникает несоответствие между генерацией и потреблением.
Чем больше это несоответствие, тем полезнее может быть сдвиг нагрузки.
Дома с вечерним кондиционированием воздуха, электрическими плитами, водонагревателями, развлекательным оборудованием и другими постоянными нагрузками могут потреблять значительное количество накопленной солнечной энергии после захода солнца.
Храните больше, когда сетевое электричество намного дороже, чем экспорт солнечной энергии
Взаимосвязь между импортными и экспортными тарифами зачастую важнее, чем каждый из этих показателей сам по себе.
Если за экспортируемую солнечную энергию платят относительно мало, а покупка электроэнергии позже обходится дорого, то сохранение большего количества солнечной энергии на месте может повысить ее практическую ценность.
Это одна из причин того же домашнее хранение энергии Система может иметь совершенно разную экономику на двух разных рынках электроэнергии.
Поэтому установщики и дистрибьюторы должны избегать проектирования емкости бытовых аккумуляторов, исходя только из размера фотоэлектрической системы. Местные тарифные структуры также имеют значение.
Храните больше, когда цены на электроэнергию зависят от времени суток
На некоторых рынках цены на электроэнергию меняются в течение дня.
Если вечернее электричество значительно дороже дневного, аккумулятор может использоваться для снижения потребления из сети в периоды более высоких цен.
Это создает несколько иную цель по сравнению с простым потреблением солнечной энергии.
Система больше не спрашивает только:
У нас есть избыток солнечной энергии?
Также спрашивается:
Когда хранящаяся электроэнергия наиболее ценна для домохозяйства?
Стратегия управления батареей становится важной частью проектирования проекта.
Сохраняйте заряд батареи, когда резервное питание является приоритетом
Не каждый киловатт-час обязательно следует разряжать просто для снижения затрат на электроэнергию.
Некоторые домовладельцы устанавливают аккумуляторы отчасти потому, что хотят иметь резервное питание во время отключения электросети.
В этой ситуации аккумулятор может поддерживать минимальный уровень заряда вместо использования всей доступной энергии для ежедневного самопотребления.
Например, система, настроенная на максимальную экономию средств, может разряжаться сильнее вечером.
Система, настроенная на готовность к резервному копированию, может намеренно сохранять больше энергии.
Ни одна из стратегий не является автоматически правильной. Они служат разным приоритетам домохозяйства.
Экспорт солнечной энергии при полной зарядке аккумулятора
Даже в системе, ориентированной на хранение, экспорт в сеть может оставаться полезным.
Как только аккумулятор достигнет допустимого верхнего уровня заряда, дополнительная солнечная энергия должна куда-то направляться.
Если бытовое потребление уже покрывается, а экспорт в сеть разрешен, отправка излишков электроэнергии в сеть, как правило, более практична, чем намеренное предотвращение использования генерируемой солнечной энергии.
Вот почему солнечные накопители и экспорт в сеть часто являются взаимодополняющими, а не конкурирующими функциями.
Экспортируйте больше, когда тариф на экспорт привлекателен
Не каждый рынок электроэнергии сильно благоприятствует собственному потреблению.
Если экспортируемая электроэнергия получает хорошую компенсацию, максимальное использование аккумулятора просто для предотвращения экспорта в сеть может не иметь экономического смысла.
Может быть мало причин для многократного хранения и разрядки электроэнергии, когда ее прямая продажа в сеть уже приносит разумную выгоду.
Проект должен сравнить местную тарифную структуру до установления приоритетов диспетчеризации аккумуляторных батарей.
Экспортируйте больше, когда вечерний спрос в домохозяйствах низок
Аккумуляторные накопители наиболее полезны, когда есть куда направлять накопленную электроэнергию.
Дом с большой фотоэлектрической установкой, но очень низким ночным потреблением может не иметь возможности эффективно использовать большую батарею.
Например, установка аккумуляторной батареи емкостью 20 кВтч не создает автоматически ценности, если домохозяйство обычно нуждается всего в 4 кВтч после снижения солнечной генерации.
После того как удовлетворены полезные вечерние и ночные потребности, дополнительные резервные мощности могут остаться неиспользованными.
В такой ситуации меньшая батарея в сочетании с продолжением экспорта в сеть иногда может создать более сбалансированную домашнюю энергетическую систему.
Размер батареи и приоритеты работы имеют значение
Вопрос хранения против экспорта неотделим от определения размера аккумулятора.
Аккумулятор не следует автоматически рассчитывать на максимальный возможный избыток солнечной энергии в самый солнечный день года.
Для жилых проектов обычно полезнее рассматривать несколько факторов совместно.
Ежедневный избыток солнечной энергии
Сколько солнечной электроэнергии регулярно доступно после непосредственного потребления домохозяйством?
Система, которая в обычный день экспортирует всего 2–3 кВт·ч, имеет совершенно иные требования к хранению энергии, чем дом, который регулярно экспортирует 15 кВт·ч или более.
Вечернее и ночное потребление
Следующий вопрос заключается в том, можно ли эту накопленную электроэнергию реально использовать.
Если домохозяйство регулярно потребляет 8 кВтч в период с заката до следующего утра, это дает полезную отправную точку для оценки полезной емкости аккумулятора.
Размер фотоэлектрической системы
Большая солнечная батарея может обеспечить больше энергии для зарядки, но сама по себе мощность фотоэлектрических панелей не должна определять емкость аккумулятора.
Взаимосвязь производства и потребления более важна.
Резервная копия
Если защита от сбоев является частью цели проекта, может потребоваться сохранить некоторую полезную емкость аккумулятора.
Это снижает доступную мощность для ежедневного собственного потребления.
Сезонные изменения
Солнечная генерация может значительно варьироваться в течение года.
Аккумулятор, рассчитанный на сильную летнюю генерацию, может не достигать полной зарядки регулярно в периоды низкой генерации.
Для установщиков и специалистов по планированию жилой энергетики именно поэтому при расчете размеров системы следует учитывать фактический поток энергии, а не полагаться только на номинальные характеристики фотоэлектрических панелей и аккумуляторов.
Практичная конструкция домашней системы накопления энергии уравновешивает выработку солнечной энергии, потребление домохозяйством, полезную емкость аккумулятора и предполагаемую стратегию эксплуатации.
Как KUVO подходит к хранению солнечной энергии в жилых домах
В KUVO мы производим решения для хранения домашней энергии для жилых солнечных проектов, где потребление энергии может значительно варьироваться от одного домохозяйства к другому.
Некоторые проекты в первую очередь направлены на увеличение собственного потребления солнечной энергии. Другие придают большее значение резервному питанию, смещению нагрузки на вечернее время или снижению зависимости от сетевого электричества.
Требуемая конфигурация батареи должна отражать эти различия.
Наш портфель решений для хранения энергии в жилых домах включает настенные, штабелируемые, стоечные и моноблочные конфигурации, позволяя системным партнерам выбирать различные подходы в зависимости от места установки, требуемой емкости и структуры проекта.
Для проектов, требующих более комплексного решения, такие конфигурации, как наши Система хранения энергии «все в одном» мощностью 6 кВт и емкостью 16 кВтч может объединять хранение энергии с более широкой системой электроснабжения жилых домов в компактном формате.
Для других установок модульные аккумуляторные конфигурации могут обеспечить большую гибкость, когда разные дома требуют разной полезной емкости.
С точки зрения производителя, цель состоит не просто в увеличении емкости аккумулятора.
Более удачный проект по установке солнечных батарей для жилых домов предусматривает соответствие емкости накопителя и стратегии эксплуатации объему электроэнергии, которую домохозяйство реально может перенести с дневного на вечернее время, при этом учитывая требования к экспорту в сеть и резервному питанию.
Заключение
Выбор между хранением солнечной энергии и ее экспортом в сеть редко бывает решением типа «все или ничего».
Для многих домов наиболее эффективной стратегией эксплуатации является прямое использование солнечной электроэнергии в первую очередь, накопление подходящей части избыточной выработки и экспорт оставшейся энергии после достижения аккумулятором заданного уровня заряда.
Накопление энергии становится более привлекательным, когда в домохозяйстве наблюдается значительное вечернее потребление, сетевое электричество дорого по сравнению с тарифом на экспорт солнечной энергии, тарифы, зависящие от времени суток, создают ценные возможности для сдвига нагрузки или резервное питание имеет важное значение.
Экспорт в сеть может оставаться выгодным, когда компенсация за экспорт привлекательна, потребление домохозяйствами в ночное время ограничено или аккумулятор уже полностью заряжен.
Правильный баланс зависит от проекта.
Для установщиков, дистрибьюторов и интеграторов бытовых энергетических систем оценка профиля нагрузки домохозяйства в сочетании с производством фотоэлектрической энергии, местными тарифами на электроэнергию и требованиями к резервному питанию является лучшей отправной точкой, чем просто выбор самой большой доступной батареи.
В KUVO мы разрабатываем домашнее хранение энергии решения, которые могут быть сконфигурированы с учетом этих различных требований к жилым солнечным установкам, помогая нашим партнерам создавать системы, в которых генерация солнечной энергии, хранение энергии в аккумуляторах и взаимодействие с сетью работают вместе, а не рассматриваются как отдельные части проекта.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
Лучше ли хранить солнечную энергию или продавать ее в сеть?
Это зависит в основном от цен на электроэнергию, компенсации за экспорт солнечной энергии, потребления домохозяйствами и стоимости аккумуляторных систем. Если покупка электроэнергии из сети значительно дороже, чем стоимость, получаемая за экспорт солнечной энергии, хранение излишков солнечной энергии для последующего использования домохозяйством может быть более выгодным. Там, где компенсация за экспорт высока, прямой экспорт в сеть может оставаться привлекательным.
Может ли домашняя батарея остановить экспорт солнечной энергии?
Правильно настроенная система солнечной энергии и домашнего хранения энергии может отдавать приоритет зарядке аккумулятора перед экспортом излишков солнечной энергии. Однако, как только аккумулятор достигнет своего предела зарядки, а бытовые нагрузки уже обеспечены, дополнительная солнечная генерация может быть экспортирована, если это позволяют система и местные правила энергосети.
Что происходит с солнечной энергией, когда аккумулятор заряжен?
Солнечная система может продолжать обеспечивать текущие бытовые нагрузки. Любая дополнительная генерация затем может быть экспортирована в сеть при условии настроек инвертора, требований к подключению и местных правил. В системах, где экспорт ограничен, инвертор может вместо этого ограничить выходную мощность фотоэлектрических панелей.
Какая емкость аккумулятора мне нужна для избыточной солнечной энергии?
Емкость аккумулятора должна основываться не только на максимальной выходной мощности солнечных панелей. Следует учитывать типичный дневной избыток солнечной энергии, потребление электроэнергии вечером и ночью, полезную емкость аккумулятора, сезонную выработку и необходимый резерв.
Можно ли использовать накопленную солнечную энергию ночью?
Да. Это одно из основных применений домашних солнечных накопителей энергии. Избыточная электроэнергия, выработанная в дневное время, может храниться и использоваться позже, когда выработка солнечной энергии снижается, а потребление в доме остается прежним.
Всегда ли следует полностью разряжать солнечную батарею каждую ночь?
Не обязательно. Операционная стратегия зависит от цели проекта. Система, ориентированная на максимальное самопотребление, может использовать больше накопленной энергии каждый вечер, в то время как домохозяйство, которое придает большее значение защите от отключений, может поддерживать более высокий резервный запас.