كيفية حساب وقت النسخ الاحتياطي لبطارية المنزل من الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد

بطارية بسعة 10 kWh لا تعني 10 ساعات من النسخ الاحتياطي

يجب حساب وقت احتياطي البطارية المنزلية من الطاقة الكهربائية القابلة للاستخدام مقسومة على متوسط قدرة الأحمال المدعومة. القاعدة الأساسية هي:Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). استخدم الطاقة من جانب التيار المتردد حيثما أمكن لأن سعة البطارية المسجلة، احتياطي حالة الشحن، حدود التفريغ، خسائر العاكس، واستهلاك النظام يمكن أن تقلل من الطاقة التي تصل فعليًا إلى الأجهزة المنزلية.

لهذا السبب أتردد عندما يسألني أحد:

"كم من الوقت ستعمل بطارية بسعة 10 كيلو واط ساعي في منزلي؟"

إجابتي هي سؤال آخر:

أي جزء من المنزل؟

تقوم NREL بنفس التمييز في نمذجة التخزين السكني: سعة البطاريةوسعة الطاقةهي 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.NRELافترض بطارية منزلية افتراضية بسعة:NREL

ابدأ بالطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد، وليس الرقم الموجود على البطارية

افترض أن النظام يسمح باستخدام 90% من تلك السعة:

10 × 0.90 = 9.0 كيلو واط ساعي من الطاقة الكهربائية القابلة للاستخدام

الآن افترض كفاءة تحويل 92% من البطارية إلى التيار المتردد لهذا المثال العملي:

9.0 × 0.92 = 8.28 كيلو واط ساعي من الطاقة الكهربائية القابلة للاستخدام

لذلك، توفر البطارية بسعة 10 كيلو واط ساعي تقريبًا

8.28 كيلو واط ساعي للأحمال الكهربائية تحت هذه الافتراضات

هذا هو الرقم الذي أريده لحساب وقت الاحتياطي.النتيجة الدقيقة تعتمد على البطارية الفعلية، العاكس، نقطة التشغيل، إعدادات الاحتياطي وخسائر النظام. كما استخدمت NREL افتراضات عمق التفريغ وكفاءة العاكس عند نمذجة الاحتياطي السكني، مع التحذير من أن مدة الاحتياطي الحقيقية تعتمد على حالة شحن البطارية وحمل المنزل في وقت انقطاع التيار..

NREL

افترض أن لوحة الأحمال الأساسية للمالك توفر:NREL

الآن قسم على الأحمال التي تبقى فعليًا قيد التشغيل

وقت الاحتياطي = 8.28 كيلو واط ساعي ÷ 1.0 كيلو واط = 8.28 ساعة

باستخدام 8.28 كيلو واط ساعة من الطاقة المتاحة:

وقت النسخ الاحتياطي = 8.28 كيلو واط ساعة ÷ 1.0 كيلو واط = 8.28 ساعة

الآن قم بتشغيل 2 كيلو واط أخرى من الأحمال المستمرة:

إجمالي الحمل = 3 كيلو واط

وقت الاحتياطي = 8.28 ÷ 3 = 2.76 ساعة

نفس البطارية.

وقت الاحتياطي أقل تقريبًا ثلاث مرات.

لهذا يجب على الموزع أن يكون حذرًا من الادعاءات مثل:

"10 كيلو واط ساعة = 8 ساعات احتياطي."

هذا يعني شيئًا فقط عندما يتم ذكر الحمل المفترض بجانبه.

الحمل نادرًا ما يكون ثابتًا

هناك مشكلة أخرى في الحساب البسيط.

ضاغط الثلاجة يعمل بشكل متقطع.

مضخة الحرارة تغير الطاقة.

تضيء الأضواء وتطفأ.

قد يسحب الغلاية 2-3 كيلو واط لعدة دقائق ثم تختفي من ملف الحمل.

لذا أفرق بين سؤالين:

سؤال الطاقة:كم كيلو واط ساعة ستستهلك الأحمال المحمية خلال انقطاع الطاقة؟

سؤال القدرة:ما هو أعلى كيلو واط متزامن يجب أن يدعمه العاكس والبطارية؟

قد توفر بطارية بسعة 10 كيلو واط ساعة نظريًا ثماني ساعات من طاقة الحمل الأساسي لكنها ستتوقف إذا تجاوز محرك كبير أو جهاز قدرة العاكس المستمرة أو القدرة الزائدة.

لهذا السبب لن أقوم أبدًا بتحديد حجم حزمة احتياطي منزل Ruibit/Dawnice بناءً على كيلو واط ساعة فقط.

يمكن أن تغير احتياطي حالة الشحن الإجابة قبل بدء الانقطاع

تخيل أن صاحب المنزل يستخدم البطارية كل يوم للاستهلاك الذاتي من الطاقة الشمسية.

في الساعة 18:00، تفشل الشبكة.

حالة شحن البطارية هي فقط45%.

إذا تم تصميم النظام حول 8.28 كيلو واط ساعة من الطاقة المتاحة عند حالة شحن عالية، فإن تقدير الاحتياطي الأصلي لم يعد ينطبق.

للتقدير المبسط:

10 كيلو واط ساعة × 45% من حالة الشحن المتبقية × 92% كفاءة التحويل ≈ 4.14 كيلو واط ساعة AC

عند حمل احتياطي متوسط قدره 1 كيلو واط:

4.14 ÷ 1 = 4.14 ساعة

لهذا السبب تهم إعدادات احتياطي الطاقة.

يجب على مالك المنزل الذي يريد احتياطيًا مضمونًا أن يقبل أن بعض سعة البطارية ستظل غير متاحة للتحويل اليومي للطاقة الشمسية أو التحكيم في التعريفات.

تتنافس الاحتياطيات والتوفير اليومي على نفس الكيلوواط ساعة.

يمكن للطاقة الشمسية أثناء الانقطاع أن تمدد النسخ الاحتياطي—لكن لا تعد بذلك

إذا كان المنزل يحتوي على نظام طاقة شمسية متوافق يمكنه العمل أثناء الاحتياطي المنعزل، فقد تدعم الطاقة الشمسية خلال النهار الأحمال وتعيد شحن البطارية.

يمكن أن يمدد ذلك الاحتياطي بشكل كبير.

لكنني لن أضع رقمًا ثابتًا دون نمذجة:

حجم الطاقة الشمسية

الموسم

الطقس

بنية الاحتياطي

حمولة الأسرة

حد شحن البطارية

تشير NREL إلى أن مدة الاحتياطي الفعلية في المنازل تعتمد على عوامل بما في ذلك مستوى شحن البطارية، ووقت الانقطاع، ونموذج حمولة المنزل، وتوليد الطاقة الشمسية المتاح.NREL

انقطاع الطاقة في يوم مشمس في يونيو وانقطاع في ليلة شتوية ليسا نفس الحدث.

الحساب الذي سأضعه على ورقة عمل المثبت

للتقدير الأولي:

الطاقة المستهلكة DC = السعة الاسمية × الكسر القابل للاستخدام المسموح به

الطاقة المستهلكة AC = الطاقة المستهلكة DC × كفاءة البطارية إلى الحمولة

مدة الاحتياطي = الطاقة المستهلكة AC ÷ متوسط الحمولة الاحتياطية

على سبيل المثال:

10 كيلوواط ساعة × 90% × 92% = 8.28 كيلوواط ساعة AC

ثم:

هذه قيم تم العمل عليها كمثال، وليست ادعاءات أداء لبطارية معينة.

قبل اقتباس نظام حقيقي، سأستبدل كل افتراض ببيانات المنتج الفعلية وجدول الحمولة المحمية للعميل.

هذا هو الرقم الذي يجب أن يبيعه المشتري من الأعمال إلى الأعمال:

الطاقة المستهلكة AC تحت الظروف المذكورة.

ليس ببساطة أكبر رقم كيلوواط ساعة مطبوع على البطارية.

تعود مدة الاحتياطي إلى البطارية والمنزل معًا. قم بتغيير الأحمال، أو مستوى الشحن الابتدائي، أو إعداد الاحتياطي، أو خسائر العاكس، أو توفر الطاقة الشمسية، وستتغير الساعات معها.

الأسئلة الشائعة
1. كيف أحسب مدة احتياطي بطارية المنزل؟

استخدم:

وقت النسخ الاحتياطي (ساعات) = الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد (kWh) ÷ متوسط الحمل الاحتياطي (kW)

على سبيل المثال، 8.28 kWh من الطاقة القابلة للاستخدام من التيار المتردد التي تزود حملًا متوسطًا قدره 1 kW توفر حوالي 8.3 ساعات من النسخ الاحتياطي.

2. هل بطارية بسعة 10 kWh تعني فعليًا 10 kWh من الطاقة الاحتياطية؟

ليس بالضرورة. قد تكون الطاقة القابلة للاستخدام أقل بسبب حدود عمق التفريغ، احتياطي حالة الشحن، خسائر العاكس، استهلاك النظام، وظروف التشغيل. استخدم الطاقة القابلة للاستخدام الفعلية من التيار المتردد بدلاً من السعة الاسمية عند تقدير وقت النسخ الاحتياطي.

3. لماذا يتغير وقت النسخ الاحتياطي كثيرًا بين المنازل؟

مدة النسخ الاحتياطي تعتمد على الأحمال التي يتم تشغيلها. يمكن لبطارية قابلة للاستخدام بسعة 8.28 kWh دعم حمل متوسط قدره 1 kW نظريًا لمدة حوالي 8.3 ساعات، ولكن لحمل قدره 3 kW لمدة حوالي 2.8 ساعات فقط.

4. هل يمكن للألواح الشمسية تمديد وقت النسخ الاحتياطي لبطارية المنزل؟

نعم، إذا كان النظام الشمسي مصممًا للعمل أثناء انقطاع التيار. يمكن للطاقة الشمسية المتاحة تزويد الأحمال المنزلية وإعادة شحن البطارية، لكن تمديد النسخ الاحتياطي الفعلي يعتمد على الطقس، الموسم، إنتاج الطاقة الشمسية، وهندسة النظام.

5. هل تؤثر طاقة العاكس على وقت النسخ الاحتياطي للبطارية؟

نعم، ولكن بشكل مختلف عن سعة البطارية. تحدد الكيلوواط ساعة الطاقة المتاحة والمدة التقريبية، بينما تحدد الكيلوواط ما إذا كان النظام يمكنه دعم الأحمال الفورية والذروة للمنزل.