كيف تعمل بطارية المنزل مع الطاقة الشمسية والشبكة؟ مثال على تدفق الطاقة لمدة 24 ساعة

لا تشحن البطارية ببساطة خلال النهار وتتفريغ في الليل

في منزل متصل بالشبكة مع نظام الطاقة الشمسية والبطارية، يمكن للطاقة الشمسية تلبية احتياجات المنزل أولاً، ويمكن للطاقة الشمسية الزائدة شحن البطارية، ويمكن تصدير الفائض الإضافي. عندما ينخفض إنتاج الطاقة الشمسية عن الطلب المنزلي، يمكن للبطارية التفريغ حتى تصل إلى احتياطيها المكون أو حد تشغيل آخر؛ ثم تزود الشبكة الرصيد. تعتمد التسلسل الدقيق على إعدادات العاكس/نظام إدارة الطاقة، وحدود البطارية، والتعريفات، واحتياطي النسخ الاحتياطي، وملف الحمل الفعلي.

يسهل مثال لمدة 24 ساعة فهم ذلك أكثر من مجرد مخطط تدفق الطاقة.

الأرقام أدناه هيافتراضات توضيحية، وليست بيانات مشروع Ruibit/Dawnice المقاسة.

06:30 — يستيقظ المنزل قبل مجموعة الألواح الشمسية

افترض أن المنزل يستهلك:

حمل المنزل: 1.4 كيلو واط

إنتاج الطاقة الشمسية: 0.2 كيلو واط

تقوم مجموعة الألواح الشمسية بتزويد جزء من الحمل، مما يترك:

1.4 − 0.2 = 1.2 كيلو واط

إذا كانت البطارية تحتوي على مستوى شحن كافٍ واستراتيجية التشغيل تسمح بالتفريغ، يمكنها تزويد الطاقة المتبقية تقريبًا.

لكن افترض أن البطارية قد وصلت بالفعل إلى احتياطي النسخ الاحتياطي المكون.

ثم تزود الشبكة النقص بدلاً من ذلك.

هذا يوضح نقطة مهمة:وجود الطاقة في البطارية لا يعني أن كل ذلك متاح للاستهلاك الذاتي اليومي.

قد يحتفظ مالك المنزل عمدًا بجزء من البطارية غير مستخدم للطوارئ.

09:00 — الطاقة الشمسية تلبي احتياجات المنزل

يرتفع إنتاج الطاقة الشمسية إلى:

2.5 كيلووات

المنزل يستخدم:

2.0 كيلو واط

الآن هناك تقريبًا:

0.5 كيلو واط فائض

إذا كانت البطارية تستطيع قبول الشحن، يمكن أن يتدفق هذا الفائض إلى التخزين.

يصبح المسار المبسط:

الطاقة الشمسية → المنزل

و:

فائض الطاقة الشمسية → البطارية

في هذه المرحلة، قد لا تحتاج المنزل إلى استيراد الشبكة تقريبًا.

لكن تصنيف البطارية بالكيلووات ساعة لا يخبرنا بمدى سرعة شحنها. يمكن أن تقيد حدود شحن العاكس، وحدود تيار البطارية، ونظام إدارة البطارية، ونسبة الشحن، ودرجة الحرارة جميعها قدرة الشحن.

12:30 — إنتاج الطاقة الشمسية أعلى بكثير من الحمل

الآن افترض:

الطاقة الشمسية = 6.0 كيلووات

حمولة المنزل = 1.5 كيلووات

الفائض المحتمل:

6.0 − 1.5 = 4.5 كيلووات

افترض أن البطارية يمكنها حاليًا قبول فقط:

3.0 كيلووات

المتبقي:

4.5 − 3.0 = 1.5 كيلووات

يحتاج إلى وجهة أخرى.

اعتمادًا على إعدادات التركيب والتحكم، قد يتم تصديره إلى الشبكة، أو استخدامه بواسطة حمولة منزلية مرنة، أو تقليصه.

لذا فإن هذه العبارة بسيطة جدًا:

بطارية بسعة 10 كيلووات ساعة تخزن الطاقة الشمسية الزائدة.

السؤال الأكثر فائدة هو:

هل يمكن للبطارية قبول الطاقة الشمسية المتاحة عندما يحدث هذا الفائض بالفعل؟

يمكن أن تفوت البطارية التي تحتوي على الكثير من الكيلووات ساعة الفائضة من الطاقة الشمسية إذا كانت قدرة الشحن المسموح بها بالكيلووات منخفضة جدًا.

14:30 — البطارية ممتلئة

افترض أن البطارية تصل إلى نسبة الشحن العليا المكونة لها.

تظل إنتاجية الطاقة الشمسية:

5.0 كيلووات

طلب المنزل هو:

1.8 كيلووات

لم تعد البطارية بحاجة إلى الشحن.

تقريبًا3.2 كيلوواتمن الطاقة الشمسية الزائدة تبقى.

إذا كان تصدير الشبكة مسموحًا به، قد يتم تصدير تلك الطاقة.

هنا تكون هيكل التعرفة مهمًا.

قد يقوم مالك المنزل الذي يتلقى تعويض تصدير جذاب بتشغيل النظام بشكل مختلف عن شخص تكون قيمة الكهرباء المصدرة لديه منخفضة.

لذا يجب أن تستند استراتيجية العاكس/نظام إدارة الطاقة إلى التعرفة الفعلية بدلاً من قاعدة عامة تفيد بأن زيادة شحن البطارية دائمًا هو الأفضل.

17:30 — الطاقة الشمسية تنخفض، لكن الطلب المنزلي يرتفع

الآن نمط الأمور يتغير.

افترض:

الطاقة الشمسية = 0.8 كيلووات

حمل المنزل = 3.5 كيلووات

النقص هو:

3.5 − 0.8 = 2.7 كيلووات

إذا كانت حدود شحن البطارية وتفريغها تسمح بذلك، يمكن للبطارية أن تزود بحوالي 2.7 كيلووات وتقلل أو تلغي استيراد الطاقة من الشبكة.

هذه هي الفترة من اليوم التي يصبح فيها استهلاك الطاقة الشمسية سهل الرؤية.

الطاقة المولدة حول منتصف النهار قد تم نقلها فعليًا إلى المساء.

لكن يجب أن تلبي البطارية كلا الجانبين من تلك المعاملة:

ما يكفي من كيلووات ساعة لتخزين الطاقة

هي خصائص منفصلة. يمكن أن تحتوي البطارية على ما يكفي من كيلو واط ساعي لعدة ساعات بينما لا يزال العاكس غير قادر على دعم حمل منزلي كبير في لحظة.

ما يكفي من كيلووات لتزويد حمل المساء.

20:30 — يبدأ حمل كبير

المنزل يسحب 2 كيلووات عندما تضيف جهازًا آخر 4 كيلووات.

يصبح إجمالي الطلب:

6 كيلووات

افترض أن عاكس البطارية يمكنه توصيل فقط:

5 كيلووات

حتى مع وجود طاقة مخزنة كافية، لا يمكن للبطارية تزويد الحمل الكامل البالغ 6 كيلووات في تلك اللحظة بشكل مستقل.

قد توفر الشبكة المتبقي:

1 كيلووات

لهذا السبب:

كيلووات ساعة البطارية ≠ كيلووات العاكس

يمكن أن يكون لدى النظام طاقة كافية لعدة ساعات بينما لا يزال يحتاج إلى دعم الشبكة خلال حدث قصير عالي الطاقة.

23:00 — تصل البطارية إلى احتياطها

افترض أن مالك المنزل قام بتكوين:

احتياطي احتياطي بنسبة 20%

بمجرد أن تصل البطارية إلى تلك الحدود، قد يتوقف التفريغ العادي للاستهلاك الذاتي.

ثم تزود الشبكة الأحمال الليلية.

يجب ألا يتم احتساب تلك النسبة 20% مرتين في حساب الحجم.

إذا كانت مخصصة لحماية من انقطاع التيار، فهي ليست متاحة في نفس الوقت لتحويل الطاقة العادية في المساء.

02:00 — هل يجب على الشبكة إعادة شحن البطارية؟

ليس كل بطارية شمسية تنتظر شروق الشمس.

افترض أن مالك المنزل لديه تعرفة رخيصة من:

02:00–04:00

قد يقوم نظام إدارة الطاقة بشحن الطاقة من الشبكة خلال تلك الفترة بشكل متعمد.

إذا كانت البطارية بحاجة إلى8 كيلو واط ساعةقبل أن يغلق نافذة الشحن الرخيصة، فإن متطلبات الشحن في الجولة الأولى هي:

8 كيلو واط ساعة ÷ 2 ساعة = 4 كيلو واط

قبل احتساب خسائر الشحن وحدود النظام.

الآن يجب على المثبت التحقق مما إذا كانت البطارية والعاكس يمكنهما فعلاً دعم قدرة الشحن المطلوبة.

يمكن أن تقلل درجة حرارة البطارية الباردة من تلك القدرة أكثر.

لهذا السبب، فإن استراتيجية التعرفة، وقدرة الشحن، وظروف تشغيل البطارية تنتمي إلى نفس مراجعة التصميم.

ما الذي سأتحقق منه قبل اقتباس النظام

بالنسبة لاقتراح تخزين منزلي من Ruibit باستخدام بطارية وعكس متوافق من Dawnice، أود أن أريد:

هذا أكثر فائدة من اختيار بطارية بناءً على استهلاك الكهرباء السنوي فقط.

اتبع الطاقة، ثم حدد حجم البطارية

على مدار يوم واحد، قد ينتقل نظام تخزين الطاقة المنزلي عبر عدة حالات تشغيل:

الطاقة الشمسية → المنزل

الطاقة الشمسية → البطارية

الطاقة الشمسية → الشبكة

البطارية → المنزل

الشبكة → المنزل

وحيثما تسمح استراتيجية التشغيل:

الشبكة → البطارية

الترتيب ليس عالميًا. إنه يعتمد على إعدادات النظام وهدف مالك المنزل.

أفضل طريقة لتحديد حجم نظام الطاقة الشمسية مع البطارية هي مقارنة متى يحتاج المنزل إلى الطاقة مع متى تنتج الطاقة الشمسية، ثم التحقق مما إذا كانت البطارية تحتوي على ما يكفي من الكيلوواط ساعة لنقل تلك الطاقة وما يكفي من الكيلوواط لنقلها في الوقت المطلوب.

الأسئلة الشائعة

1. هل تشحن الطاقة الشمسية البطارية قبل تزويد المنزل؟

عادة لا. في العديد من الأنظمة المتصلة بالشبكة،تخدم الطاقة الشمسية الأحمال المنزلية أولاً، ثم تشحن الطاقة الشمسية الزائدة البطارية. تعتمد الأولوية الدقيقة على إعدادات العاكس ونظام إدارة الطاقة.

2. ماذا يحدث عندما تكون بطارية المنزل ممتلئة؟

قد يتمتصدير الطاقة الشمسية الزائدة إلى الشبكة، أو استخدامها من قبل الأحمال المرنة، أو تقليلها، اعتمادًا على إعدادات النظام وقواعد التصدير المحلية.

3. لماذا يمكن للمنزل استيراد الطاقة من الشبكة عندما تكون البطارية تحتوي على طاقة؟

قد تكون البطارية قد وصلت إلىالاحتياطي الاحتياطي، أو قد يتجاوز الطلب المنزلي قدرة التفريغ المتاحة للعاكس.

4. هل يمكن لبطارية المنزل الشمسية الشحن من الشبكة؟

نعم، حيث يسمح النظام والقواعد المحلية بذلك. يمكن أن يكون الشحن من الشبكة مفيدًا خلالفترات استخدام الوقت المنخفضة التكلفة، خاصة عندما تحتاج البطارية إلى الطاقة قبل نافذة إنتاج الطاقة الشمسية التالية.

5. ما الذي يحدد الحجم المناسب لبطارية المنزل؟

استخدمملف تحميل لمدة 24 ساعة، ملف إنتاج الطاقة الشمسية، سعة البطارية القابلة للاستخدام بالكيلوواط ساعة، قدرة العاكس بالكيلوواط، حدود الشحن/التفريغ، التعرفة، واحتياطي النسخ الاحتياطيبدلاً من استهلاك الكهرباء السنوي فقط.