Eine 10 kWh Batterie bedeutet nicht 10 Stunden Backup
Die Backup-Zeit der Heim-Batterie sollte aus der nutzbaren AC-Energie berechnet werden, die durch die durchschnittliche Leistung der gesicherten Lasten geteilt wird. Die Grundregel lautet:Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). Verwenden Sie nach Möglichkeit Energie auf der AC-Seite, da die Nennkapazität der Batterie, der Reserve-SOC, Entladegrenzen, Verluste des Wechselrichters und der Systemverbrauch die Energie reduzieren können, die tatsächlich Haushaltsgeräten zugeführt wird.
Deshalb zögere ich, wenn jemand fragt:
"Wie lange wird eine 10 kWh Batterie mein Haus betreiben?"
Meine Antwort ist eine andere Frage:
Welcher Teil des Hauses?
NREL macht die gleiche Unterscheidung in der Modellierung von Wohnspeichern: BatterieEnergiekapazitätundLeistungskapazitätsind separate Merkmale. Eine Batterie kann genug kWh für mehrere Stunden haben, während ihr Wechselrichter dennoch keine große sofortige Haushaltslast unterstützen kann.NREL
Beginnen Sie mit nutzbarer AC-Energie, nicht mit der Zahl auf der Batterie
Betrachten Sie eine hypothetische Heim-Batterie mit:
Nennkapazität: 10 kWh
Angenommen, das System erlaubt die Nutzung von 90 % dieser Kapazität:
10 × 0.90 = 9.0 kWh nutzbare DC-Energie
Nehmen wir nun an, dass die Effizienz der Batterie-zu-AC-Konvertierung für dieses Beispiel 92 % beträgt:
9.0 × 0.92 = 8.28 kWh nutzbare AC-Energie
Die 10 kWh Batterie liefert daher ungefähr8.28 kWh an die AC-Lasten unter diesen Annahmen.
Das ist die Zahl, die ich für eine Berechnung der Backup-Zeit möchte.
Das genaue Ergebnis hängt von der tatsächlichen Batterie, dem Wechselrichter, dem Betriebspunkt, den Reservesettings und den Systemverlusten ab. NREL hat ebenfalls Annahmen zur Entladungstiefe und zur Effizienz des Wechselrichters verwendet, wenn es um die Modellierung von Wohn-Backups geht, während es warnt, dass die tatsächliche Backup-Dauer von SOC der Batterie und der Haushaltslast zum Zeitpunkt des Ausfalls abhängt.NREL
Teilen Sie nun durch die Lasten, die tatsächlich eingeschaltet bleiben
Angenommen, das essentielle Lastpanel des Hausbesitzers liefert:
| Backup-Last | Durchschnittliche Leistung im Beispiel |
|---|---|
| Kühlschrank/Gefriertruhe | 200 W |
| Internet/Router | 30 W |
| Beleuchtung | 120 W |
| Sicherheits-/Steuergeräte | 50 W |
| Heizungszirkulation/Steuerungen | 300 W |
| Andere wesentliche Lasten | 300 W |
| Durchschnittliche Gesamtlast | 1,0 kW |
Unter Verwendung der 8.28 kWh nutzbaren AC-Energie:
Backup-Zeit = 8.28 kWh ÷ 1.0 kW = 8.28 Stunden
Jetzt schalten Sie weitere 2 kW an Dauerlasten ein:
Gesamtlast = 3 kW
Backup-Zeit = 8,28 ÷ 3 = 2,76 Stunden
Dasselbe Batterie.
Fast dreimal weniger Backup-Zeit.
Deshalb sollte ein Händler vorsichtig mit Aussagen wie:
"10 kWh = 8 Stunden Backup."
Es bedeutet nur etwas, wenn die angenommene Last daneben angegeben wird.
Die Last ist selten konstant
Es gibt ein weiteres Problem mit der einfachen Berechnung.
Ein Kühlschrankkompressor läuft zyklisch.
Eine Wärmepumpe ändert die Leistung.
Lichter gehen an und aus.
Ein Wasserkocher kann 2–3 kW für mehrere Minuten ziehen und dann aus dem Lastprofil verschwinden.
Deshalb trenne ich zwei Fragen:
Energiefrage:Wie viele kWh werden die geschützten Lasten während des Ausfalls verbrauchen?
Leistungsfrage:Was ist die höchste gleichzeitige kW, die der Wechselrichter und die Batterie unterstützen müssen?
Eine 10 kWh Batterie kann theoretisch acht Stunden Energie für essentielle Lasten bereitstellen, aber trotzdem abschalten, wenn ein großer Motor oder ein Gerät die kontinuierliche oder Spitzenleistung des Wechselrichters überschreitet.
Deshalb würde ich niemals ein Ruibit/Dawnice-Heim-Backup-Paket nur nach kWh dimensionieren.
Der reservierte SoC kann die Antwort ändern, bevor der Ausfall beginnt
Stellen Sie sich vor, der Hausbesitzer nutzt die Batterie jeden Tag für den Solar-Selbstverbrauch.
Um 18:00 Uhr fällt das Netz aus.
Der SoC der Batterie beträgt nur45%.
Wenn das System um 8,28 kWh verfügbare AC-Energie bei einem hohen Start-SoC ausgelegt wurde, gilt diese ursprüngliche Backup-Schätzung nicht mehr.
Für eine vereinfachte Schätzung:
10 kWh × 45% verbleibender SoC × 92% Umwandlungseffizienz ≈ 4,14 kWh AC
Bei einer durchschnittlichen Backup-Last von 1 kW:
4,14 ÷ 1 = 4,14 Stunden
Deshalb sind die Einstellungen für die Backup-Reserve wichtig.
Ein Hausbesitzer, der eine garantierte Reserve wünscht, muss akzeptieren, dass ein Teil der Batteriekapazität für tägliches Solar-Shifting oder Tarifarbitrage nicht verfügbar bleibt.
Backup und tägliche Einsparungen konkurrieren um dieselben kWh.
Solar während eines Ausfalls kann das Backup verlängern – aber versprechen Sie es nicht
Wenn das Haus über kompatible Solaranlagen verfügt, die während eines Inselbetriebs funktionieren können, kann die tagsüber erzeugte PV-Energie die Lasten unterstützen und die Batterie aufladen.
Das kann die Backup-Dauer erheblich verlängern.
Aber ich würde keine feste Zahl nennen, ohne zu modellieren:
PV-Größe
Jahreszeit
Wetter
Backup-Architektur
Haushaltslast
Batterie-Ladegrenze
NREL weist darauf hin, dass die tatsächliche Dauer des Wohnungs-Backups von Faktoren wie dem Ladelevel der Batterie, der Dauer des Stromausfalls, dem Lastprofil des Hauses und der verfügbaren Solarproduktion abhängt.NREL
Ein sonniger Stromausfall im Juni und ein Stromausfall in einer Winternacht sind nicht dasselbe Ereignis.
Die Berechnung, die ich auf ein Installationsblatt setzen würde
Für eine erste Schätzung:
Nutzbare DC-Energie = Nennleistung × Erlaubter nutzbarer Anteil
Nutzbare AC-Energie = Nutzbare DC-Energie × Effizienz Batterie zu Last
Backup-Zeit = Nutzbare AC-Energie ÷ Durchschnittliche Backup-Last
Zum Beispiel:
10 kWh × 90% × 92% = 8,28 kWh AC
Dann:
| Durchschnittliche Backuplast | Ungefähre Backup-Zeit |
|---|---|
| 0,5 kW | 16,6 h |
| 1,0 kW | 8,3 h |
| 2,0 kW | 4,1 h |
| 3,0 kW | 2,8 h |
| 4,0 kW | 2,1 h |
Dies sind Beispielwerte, keine Leistungsansprüche für eine spezifische Batterie.
Bevor ich ein reales System zitiere, würde ich jede Annahme durch die tatsächlichen Produktdaten und den geschützten Lastplan des Kunden ersetzen.
Das ist die Zahl, die ein B2B-Käufer verkaufen sollte:
nutzbare AC-Energie unter den angegebenen Bedingungen.
Nicht einfach die größte kWh-Zahl, die auf der Batterie gedruckt ist.
Die Backup-Zeit gehört sowohl zur Batterie als auch zum Haus. Ändern sich die Lasten, der Start-SoC, die Reserveneinstellung, die Wechselrichterverluste oder die Solarverfügbarkeit, ändern sich auch die Stunden.
Häufig gestellte Fragen
1. Wie berechne ich die Backup-Zeit der Hausbatterie?
Verwenden Sie:
Backup-Zeit (Stunden) = Nutzbare AC-Energie (kWh) ÷ Durchschnittliche Backup-Last (kW)
Zum Beispiel liefert eine nutzbare AC-Energie von 8,28 kWh bei einer durchschnittlichen Last von 1 kW ungefähr 8,3 Stunden Backup.
2. Ist eine 10 kWh Batterie tatsächlich 10 kWh Backup-Energie?
Nicht unbedingt. Die nutzbare Energie kann aufgrund von DoD-Grenzen, reserviertem SoC, Wechselrichterverlusten, Systemverbrauch und Betriebsbedingungen niedriger sein. Verwenden Sie die tatsächliche nutzbare AC-Energie anstelle der Nennkapazität, wenn Sie die Backup-Zeit schätzen.
3. Warum ändert sich die Backup-Zeit so stark zwischen den Haushalten?
Die Backup-Dauer hängt von den versorgten Lasten ab. Eine 8,28 kWh nutzbare Batterie könnte theoretisch eine durchschnittliche Last von 1 kW etwa 8,3 Stunden unterstützen, aber eine 3 kW Last nur etwa 2,8 Stunden.
4. Können Solarpanels die Backup-Zeit von Hausbatterien verlängern?
Ja, wenn das Solarsystem so konzipiert ist, dass es während eines Ausfalls funktioniert. Verfügbare PV kann Haushaltslasten versorgen und möglicherweise die Batterie wieder aufladen, aber die tatsächliche Verlängerung des Backups hängt von Wetter, Jahreszeit, PV-Ausgang und Systemarchitektur ab.
5. Beeinflusst die Wechselrichterleistung die Backup-Zeit der Batterie?
Ja, aber anders als die Batteriekapazität. kWh bestimmt die verfügbare Energie und die ungefähre Dauer, während kW bestimmt, ob das System die sofortigen und Spitzenlasten des Haushalts unterstützen kann.
