Un design di retrofit solare da 10kWh: esempio pratico dal profilo di carico all'ambito dell'attrezzatura

La dimensione della batteria è l'ultimo numero di cui mi fido

Un retrofit di batteria domestica da 10kWh dovrebbe essere progettato in base al profilo di carico domestico, alla produzione solare esistente, alla domanda energetica serale, ai requisiti di potenza dell'inverter e all'obiettivo di backup—non dal fatto che "10kWh" è una dimensione di batteria popolare. Nell'esempio pratico qui sotto, una batteria di classe 10kWh è una scelta ragionevole perché la famiglia ha regolarmente abbastanza surplus solare diurno per caricarla e abbastanza domanda serale per utilizzare la maggior parte di quell'energia immagazzinata.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

L'attuale HZEB-LCT-10 di Dawnice fornisce un utile riferimento di prodotto reale:10.54kWh di energia nominale e circa 9.49kWh di energia DC utilizzabile al 90% di DoD nelle condizioni di test dichiarate.

Ma non inizierei il design da lì.

Inizierei con martedì.

Martedì ci dice più della bolletta annuale dell'elettricità

Considera una casa illustrativa con unsistema PV da tetto da 6.6kWp.

Un giorno feriale tipico appare all'incirca così:

PeriodoUso domesticoProduzione solare
00:00–06:002,0 kWh0
06:00–09:003,0 kWh1,0 kWh
09:00–15:003,0 kWh16,0 kWh
15:00–18:003,0 kWh5,0 kWh
18:00–24:008,0 kWh0
Totale19,0 kWh22,0 kWh

La bolletta annuale potrebbe semplicemente dirci che la famiglia importa elettricità.

Questo profilo ci dicequando.

C'è un sostanziale surplus solare diurno, mentre circa 8kWh vengono consumati dopo le 18:00 quando la produzione PV è scomparsa.

Questa è l'opportunità per la batteria.

Verrebbe effettivamente utilizzato 10kWh?

Supponiamo che la batteria fornisca circa9.5kWh di energia DC utilizzabile.

Non tutta quella energia diventa energia AC utilizzabile per i carichi domestici perché l'inverter e il sistema hanno perdite di conversione.

Quindi non venderei questo come:

batteria da 10kWh = 10kWh di elettricità serale.

Invece, confronto l'energia utilizzabile della batteria con il reale fabbisogno serale della famiglia.

Qui:

Domanda serale ≈ 8kWh

Energia utilizzabile della batteria ≈ 9.5kWh DC prima delle perdite di conversione del sistema

Questa è una relazione sensata.

Una batteria da 20kWh potrebbe immagazzinare più elettricità, ma questa famiglia potrebbe non avere regolarmente abbastanza domanda notturna—o abbastanza surplus solare invernale—per ciclarla economicamente.

La domanda corretta non è:

Quanto può permettersi il proprietario di casa in termini di batteria?

È:

Quanta batteria può utilizzare regolarmente questa casa?

Controlla ora i kW, perché i kWh non possono far funzionare un apparecchio

Alle 19:00 il proprietario di casa potrebbe avere:

Pompa di calore: 2.2kW

Carico di cottura: 1.8kW

Frigorifero/luci/elettronica: 0.6kW

Domanda simultanea:

4.6kW

Una batteria contenente 10kWh di energia è inutile in questo momento se la combinazione batteria-inverter può fornire solo 3kW.

Per un retrofit a bassa tensione Dawnice, l'HZEB-LCT-10 è classificato a51.2V / 206Ah, mentre Dawnice attualmente offre inverter ibridi monofase da 8kW e 10kW con unafinestra di batteria 45–58Ve una tensione di batteria nominale di 51.2V.

Questo rende ilProdottielettricamente interessante per la stessa classe di sistema.

Non prova automaticamente che la configurazione di retrofit esatta sia approvata.

Verificherei comunque:

comunicazione batteria-inverter

corrente massima della batteria

firmware

tensione/corrente della stringa PV esistente

requisiti della rete locale

e la configurazione di backup effettiva.

Dawnice pubblica anche tutorial di comunicazione dedicati per le sue batterie da 10kWh con diverse configurazioni di inverter, che è una prova utile che la compatibilità della comunicazione è un compito di integrazione piuttosto che semplicemente abbinare la tensione.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

L'architettura del retrofit viene prima della lista della spesa

Ora ispeziona l'inverter solare esistente.

Se si tratta di un inverter PV connesso alla rete convenzionale, l'installatore ha due ampie opzioni.

Retrofit accoppiato in AC:mantieni l'inverter PV esistente e aggiungi un inverter per batteria compatibile.

Ridisegno ibrido/lato DC:sostituisci o riconfigura l'inverter esistente affinché PV e batteria operino attraverso un inverter ibrido.

Il secondo approccio potrebbe creare un'architettura integrata più pulita, ma sostituire un inverter PV perfettamente funzionante ha un costo.

Il primo può preservare l'hardware esistente, ma crea un ulteriore strato di conversione/controllo.

Quindi il preventivo dovrebbe indicare quale architettura viene fornita.

“Retrofit di batteria solare da 10kWh” non è un ambito di attrezzatura.

Il backup cambia di nuovo il design

Il proprietario di casa ora dice:

“Voglio anche che la batteria alimenti la casa durante un'interruzione.”

Quali carichi della casa?

Supponiamo che i circuiti essenziali siano:

Refrigerazione: 150W in media

Internet/sicurezza: 50W

Illuminazione: 150W

Media della pompa di calore: 1.8kW

Altri carichi essenziali: 350W

Carico di progetto simultaneo/medio approssimativo:

2.5kW

Se il sistema fornisce, indicativamente, circa8.7kWh di energia AC utilizzabiledopo i confini operativi e di conversione assunti:

8.7 ÷ 2.5 ≈ 3.5 ore

Questa è una stima lavorata, non un tempo di funzionamento garantito.

Il ciclo della pompa di calore, la potenza di avvio, la temperatura esterna, il livello di carica iniziale, altri elettrodomestici e se il PV rimane disponibile durante l'interruzione possono cambiare sostanzialmente il risultato.

Il backup richiede anche che l'installatore definisca quali circuiti sono effettivamente collegati all'uscita del carico protetto.

Cosa dovrei includere nell'ambito dell'attrezzatura?

Per questa casa, l'ambito preliminare potrebbe essere:

Impianto PV esistente da 6.6kWp — mantenere se elettricamente idoneo

Batteria Dawnice HZEB-LCT-10 LiFePO4 da 10.54kWh

Inverter ibrido/batteria compatibile dimensionato in base al carico simultaneo e ai requisiti PV

Cavo/interfaccia di comunicazione batteria-inverter

Protezione e isolamento della batteria richiesti dal progetto del sistema

Contatore/CT per misurazione import-export

Disposizione per backup/carico essenziale se necessario

Monitoraggio

Cavi, connettori e hardware di installazione

Messa in servizio e configurazione della modalità operativa

Dawnice elenca l'HZEB-LCT-10 a83,5 kg, IP54, comunicazione RS485/RS232 e scalabilità fino a 15 unità parallele, quindi l'espansione futura può essere considerata durante l'installazione iniziale piuttosto che scoperta successivamente.

Per un distributore Ruibit/Dawnice, questa è anche una struttura di preventivo migliore rispetto a:

1 × batteria da 10 kWh
1 × inverter

L'acquirente può vedere quale problema risolve ciascun componente.

Il design ha un test finale

Prima di ordinare l'attrezzatura, riprodurrei diversi giorni rappresentativi—non solo il martedì soleggiato.

Un giorno invernale.

Un giorno nuvoloso.

Un weekend ad alta richiesta.

Un giorno con una domanda serale insolitamente bassa.

Poi chiedere:

La batteria si carica regolarmente?

Si scarica regolarmente abbastanza da giustificare la sua capacità?

L'inverter può supportare i carichi simultanei della casa?

L'ambito di backup corrisponde a ciò che il proprietario di casa si aspetta?

Il sistema fotovoltaico esistente può essere effettivamente integrato senza creare un altro problema di compatibilità?

Se quelle risposte sono valide in condizioni rappresentative, il numero di 10 kWh ha guadagnato il suo posto nel preventivo.

Un buon retrofit solare non inizia con una batteria da 10 kWh e cerca un motivo per installarla. Inizia con i flussi energetici della casa—e scopre se 10 kWh è la risposta giusta.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

Domande frequenti

1. È una batteria da 10kWh adatta per un sistema solare esistente sul tetto?

Può esserlo se la famiglia ha abbastanzasurplus solare diurno per caricare la batteria e una domanda serale o notturna sufficiente per utilizzare l'energia immagazzinata. La dimensione della batteria dovrebbe basarsi sul carico effettivo della casa e sul profilo di generazione solare.

2. La capacità della batteria da 10kWh è sufficiente per determinare la dimensione corretta dell'inverter?

No.kWh determina l'energia immagazzinata, mentre kW determina quanta potenza può essere fornita in un dato momento.La dimensione dell'inverter dovrebbe considerare i carichi domestici simultanei, i limiti di scarica della batteria, i requisiti fotovoltaici e i carichi di backup.

3. Un retrofit solare esistente dovrebbe utilizzare il coupling AC o un inverter ibrido?

Dipende dall'attrezzatura fotovoltaica esistente.Accoppiamento ACpuò consentire all'inverter solare esistente di rimanere, mentre un design ibrido/coupled in corrente continua potrebbe richiedere la sostituzione dell'inverter o la riconfigurazione del sistema. La compatibilità e il costo del progetto dovrebbero essere confrontati prima della selezione.

4. Cosa dovrebbe includere un preventivo per un retrofit di batteria solare da 10kWh?

Un ambito completo dovrebbe identificare ilbatteria, inverter compatibile, interfaccia di comunicazione, misurazione/CT, protezione e isolamento, disposizione di backup se necessaria, monitoraggio, cavi, hardware di installazione, messa in servizio e configurazione della modalità operativa.