Cara Merancang ESS Tiga Fase untuk Pengisian EV dan Pompa Panas: Contoh yang Dikerjakan

Rumah Memiliki Pengisi Daya EV 22 kW. Baterai Tidak Perlu 22 kW.

ESS Rumah tiga fase harus diukur dari beban yang sebenarnya tumpang tindih, bukan dengan menambahkan setiap peringkat nama pelat peralatan. Untuk rumah dengan pengisi daya EV dan pompa panas, desain harus menetapkan batas impor jaringan, konfigurasi fase, daya pengisian EV yang dapat dikendalikan, permintaan pompa panas, daya baterai/inverter, energi baterai yang dapat digunakan, kontribusi solar, dan cakupan cadangan. Pengisian EV biasanya merupakan beban besar yang paling fleksibel; pemanasan dan beban penting biasanya mendapatkan prioritas lebih tinggi.

Contoh yang dikerjakan ini menggunakan angka ilustratif daripada mewakili proyek pelanggan Ruibit/Dawnice tertentu.

Tujuannya adalah untuk melihat bagaimana keputusan desain berinteraksi.

Rumah

Anggaplah sebuah rumah tiga fase bergaya Eropa dengan:

Pasokan jaringan:3 × 25 A
PV atap:12 kWp
Pengisi daya EV:11 kW, tiga fase
Pompa panas:3.5 kW input listrik tipikal
Beban rumah tangga lainnya:1.5 kW beban malam tipikal
Baterai yang diusulkan:20 kWh kelas
Inverter ESS Rumah:tiga fase

Kapasitas jaringan tiga fase teoritis pada 400 V adalah sekitar:

√3 × 400 × 25 ≈ 17.3 kW

Angka itu segera menjadi penting.

Jika pengisi daya EV mengkonsumsi 11 kW sementara pompa panas dan rumah tangga secara bersamaan memerlukan 5 kW lainnya, rumah sudah dekat dengan batas koneksi sebelum peralatan besar lainnya mulai.

Baterai dapat membantu.

Tetapi kontrol beban mungkin lebih murah daripada merancang baterai untuk menyelesaikan setiap kemungkinan kebetulan.

18:10 — Mobil Dicolokkan

Pemilik rumah tiba di rumah.

Pada saat itu:

Permintaan pengisi daya EV: 11,0 kW

Pompa panas: 3,5 kW

Beban rumah tangga: 1,5 kW

Total:

16,0 kW

Baterai tidak perlu menyediakan 16 kW.

Jaringan masih tersedia.

Misalkan strategi manajemen energi membatasi impor jaringan hingga:

12 kW

Kontribusi baterai yang diperlukan menjadi:

16 − 12 = 4 kW

Sistem ESS Rumah yang sesuai dapat mengeluarkan sekitar 4 kW untuk menjaga jaringan dekat dengan batas yang dipilih.

Tapi ada opsi lain.

Kurangi pengisian daya EV dari 11 kW menjadi 7 kW.

Sekarang:

7 + 3,5 + 1,5 = 12 kW

Pengeluaran baterai yang diperlukan:

0 kW

Inilah sebabnya saya akan mengintegrasikan manajemen beban EV sebelum sekadar membeli inverter baterai yang lebih besar.

EV dapat tetap terhubung selama delapan jam.

Biasanya tidak memerlukan daya pengisian maksimum setiap menit.

19:30 — Memasak Mengubah Persamaan

Sekarang tambahkan:

Memasak induksi: 3 kW

Jika EV masih mengisi daya pada 7 kW:

EV: 7,0 kW
Pompa panas: 3,5 kW
Memasak: 3,0 kW
Beban lainnya: 1,5 kW

Total:

15 kW

EMS memiliki pilihan.

Ini dapat mengeluarkan baterai sebesar 3 kW.

Atau mengurangi pengisian daya EV sebesar 3 kW lainnya.

Atau gabungkan keduanya.

Untuk rumah ini, saya mungkin akan memberikan prioritas beban kira-kira sebagai:

Beban rumah tangga yang penting

→ Pompa panas

→ Memasak

→ pengisian EV

EV menjadi beban yang dapat disesuaikan.

Itu mencegah Home ESS membuang siklus baterai yang mahal hanya karena mobil tidak dapat menunggu dua puluh menit pada daya pengisian penuh.

Sekarang Ukur Inverter Baterai

Baterai masih memerlukan kemampuan daya yang berarti.

Misalkan tujuan desain adalah:

membatasi impor jaringan normal

meningkatkan konsumsi energi solar sendiri

menggeser energi malam

menyediakan cadangan terpilih

Setelah memodelkan profil beban, anggap kita menentukan bahwa8–10 kW daya inverter-baterai tiga fasemenangani tugas baterai yang berguna tanpa mencoba memasok setiap perangkat yang terhubung secara independen.

Itu tidak berarti inverter 10 kW mana pun cocok.

Saya akan memverifikasi:

arsitektur keluaran tiga fase

batasan per fase

jendela tegangan baterai

arus pengisian/pengosongan baterai

batas input PV

persyaratan jaringan

perilaku cadangan/EPS

komunikasi BMS

dan bagaimana EMS mengoordinasikan pengisi daya EV.

Untuk kutipan Home ESS Ruibit/Dawnice, baterai, inverter, meter/CT, dan beban yang dapat dikendalikan harus diperlakukan sebagai satu sistem operasi.

Berapa Banyak Energi Baterai?

Sekarang beralih dari kW ke kWh.

Anggap pekerjaan utama harian baterai adalah untuk menutupi permintaan rumah tangga dan pemanasan malam setelah produksi solar menurun.

Dari 17:00 hingga 23:00, anggap rumah mengkonsumsi:

Pompa panas: 9 kWh

Beban rumah tangga lainnya: 6 kWh

Energi EV yang disuplai dari baterai: 2 kWh

Total permintaan yang didukung baterai:

17 kWh

ABaterai kelas 20 kWhsekarang terlihat wajar.

Tapi saya tidak akan mengasumsikan semua 20 kWh mencapai beban AC.

Rentang SoC yang dapat digunakan, kerugian inverter, batasan baterai, dan cadangan darurat mengurangi energi yang tersedia untuk pengiriman sehari-hari.

Jika pemilik rumah menyisihkan 20% untuk pemadaman, EMS tidak boleh menggunakan energi yang sama untuk pengisian EV hanya karena tarif malam mahal.

Energi Solar Siang Mengubah Energi EV Besok

Keesokan harinya, array PV 12 kWp menghasilkan surplus kuat di siang hari.

Alih-alih mengekspor semuanya, baterai mengisi.

Jika EV diparkir di rumah, opsi lain muncul:

PV → EV langsung

Ini bisa lebih efisien daripada:

PV → baterai → EV nanti

ketika jadwal kendaraan memungkinkan.

Jadi hierarki kontrol harus mempertimbangkan:

Beban rumah terlebih dahulu

Permintaan pompa panas

Pengisian baterai / target cadangan

Pengisian EV yang fleksibel

Ekspor jaringan

Prioritas yang tepat tergantung pada tarif dan tujuan pemilik rumah.

Tidak ada urutan universal.

Apa yang Terjadi Selama Pemadaman Jaringan?

Di sinilah saya akan sengaja mengubah aturannya.

Pemilik rumah mungkin menginginkan:

pendinginan

pencahayaan

internet

pompa panas

stopkontak yang dipilih

tetapi tidak:

pengisian EV 11 kW

oven listrik

beban daya tinggi diskresioner lainnya

Ini berarti beban cadangan mungkin hanya:

4–6 kW

daripada 15–20 kW yang kadang-kadang dibutuhkan rumah selama operasi normal.

Perbedaan ini dapat secara dramatis mengurangi kapasitas inverter dan baterai yang diperlukan untuk ketahanan yang berguna.

Jika pengisian EV selama pemadaman benar-benar diperlukan, itu harus ditentukan secara eksplisit dan sistem harus disesuaikan sesuai.

Jangan biarkan "cadangan seluruh rumah" secara tidak sengaja menjadi "setiap beban beroperasi normal selamanya."

Desain Akhir Adalah Strategi Kontrol

Sistem awal kami mungkin terlihat seperti:

Ini adalah asumsi yang dikerjakan, bukan rekomendasi produk universal.

Sebuah rumah tangga yang berbeda mungkin memerlukan 15 kWh.

Yang lain mungkin memerlukan 30 kWh.

Pompa panas yang lebih besar, pengisi daya 22 kW, tiga EV, pemanas resistensi listrik, sambungan jaringan yang berbeda, atau tarif yang berbeda dapat mengubah desain sepenuhnya.

Pelajaran penting adalah urutan penentuan ukuran:

Keterbatasan jaringan → kebetulan beban → beban fleksibel → inverter kW → baterai kWh → batas cadangan → strategi kontrol

tidak:

pengisi daya EV 11 kW + pompa panas 8 kW = beli inverter baterai 19 kW.

Dalam rumah tiga fase, desain baterai terbaik sering kali berasal dari keputusan tentang beban manayang tidak perlu berjalan pada daya penuh pada saat yang sama.

Itu terutama benar untuk pengisian EV.

Gunakan Home ESS untuk energi yang perlu bergerak melalui waktu. Gunakan manajemen beban untuk daya yang dapat menunggu.

FAQ

1. Apakah pengisi daya EV 11kW memerlukan inverter baterai rumah 11kW?

Tidak selalu. Pengisian EV biasanya merupakan beban fleksibel. Manajemen beban dinamis dapat mengurangi daya pengisian ketika pompa panas, peralatan memasak, atau beban rumah tangga lainnya beroperasi, mengurangi daya baterai yang diperlukan.

2. Bagaimana seharusnya ESS Tiga Fase dirancang untuk pengisi daya EV dan pompa panas?

Mulailah denganbatas sambungan jaringan dan beban rumah tangga simultan, kemudian identifikasi beban mana yang dapat dikendalikan. Ukur inverter kW untuk kontribusi puncak baterai yang berguna dan baterai kWh untuk pergeseran energi yang diperlukan dan durasi cadangan.

3. Haruskah pengisi daya EV beroperasi dari baterai rumah selama pemadaman jaringan?

Biasanya lebih praktis untuk memprioritaskanbeban rumah tangga yang penting dan pemanasansambil menonaktifkan atau membatasi pengisian EV. Jika pengisian EV selama pemadaman diperlukan, baterai dan inverter harus diukur khusus untuk beban tambahan itu.

4. Mengapa pengisian EV dinamis berguna dengan ESS Rumah?

Pengisian dinamis dapat mengurangi daya EV ketika permintaan rumah tangga meningkat dan meningkat ketika kapasitas tersedia. Ini dapat mencegah pelanggaran batas jaringan dan menghindari pengosongan baterai yang tidak perlu atau ukuran inverter yang berlebihan.