La batteria non si carica semplicemente di giorno e si scarica di notte
In una tipica casa con pannelli solari e batteria collegata alla rete, il solare può fornire prima i carichi domestici, il surplus di PV può caricare la batteria e il surplus aggiuntivo può essere esportato. Quando la produzione solare scende al di sotto della domanda domestica, la batteria può scaricarsi fino a raggiungere la sua riserva configurata o un altro limite operativo; la rete fornisce quindi il saldo. La sequenza esatta dipende dalle impostazioni dell'inverter/EMS, dai limiti della batteria, dalle tariffe, dalla riserva di backup e dal profilo di carico effettivo.
Un esempio di 24 ore rende più facile comprendere rispetto a un semplice diagramma di flusso energetico.
Le cifre sottostanti sonoassunzioni illustrative, non dati misurati del progetto Ruibit/Dawnice.
06:30 — La casa si sveglia prima dell'impianto solare
Si assume che la casa stia consumando:
Carico della casa: 1.4 kW
Produzione di PV: 0.2 kW
L'array solare fornisce parte del carico, lasciando:
1.4 − 0.2 = 1.2 kW
Se la batteria ha un SoC sufficiente e la sua strategia operativa consente la scarica, può fornire approssimativamente quella potenza rimanente.
Ma supponiamo che la batteria abbia già raggiunto la sua riserva di backup configurata.
Allora la rete fornisce il deficit.
Questo illustra un punto importante:avere energia nella batteria non significa che tutta sia disponibile per il consumo quotidiano.
Un proprietario di casa può deliberatamente mantenere parte della batteria inutilizzata per le interruzioni.
09:00 — Il solare copre il carico domestico
La produzione di PV aumenta a:
2,5 kW
La casa sta utilizzando:
2.0 kW
Ora c'è approssimativamente:
0.5 kW di surplus
Se la batteria può accettare carica, quel surplus può fluire nella riserva.
Il percorso semplificato diventa:
PV → Casa
e:
Surplus di PV → Batteria
A questo punto la casa potrebbe aver bisogno di quasi nessun import dalla rete.
Ma la capacità in kWh della batteria non ci dice quanto velocemente può caricarsi. Il limite di carica dell'inverter, il limite di corrente della batteria, il BMS, lo stato di carica (SoC) e la temperatura possono tutti limitare la potenza di carica.
12:30 — La produzione solare è molto superiore al carico
Ora assumiamo:
PV = 6,0 kW
Carico della casa = 1,5 kW
Surplus potenziale:
6,0 − 1,5 = 4,5 kW
Supponiamo che la batteria possa attualmente accettare solo:
3,0 kW
Il restante:
4,5 − 3,0 = 1,5 kW
ha bisogno di un'altra destinazione.
A seconda dell'installazione e delle impostazioni di controllo, potrebbe essere esportato nella rete, utilizzato da un carico domestico flessibile o limitato.
Quindi questa affermazione è troppo semplice:
Una batteria da 10 kWh immagazzina l'eccesso di energia solare.
La domanda più utile è:
La batteria può accettare la potenza solare disponibile quando quel surplus si verifica realmente?
Una batteria con molti kWh vuoti può comunque perdere energia solare se la sua potenza di carica consentita in kW è troppo bassa.
14:30 — La batteria è piena
Supponiamo che la batteria raggiunga il suo SoC massimo configurato.
La produzione di PV rimane:
5,0 kW
La domanda della casa è:
1,8 kW
La batteria non ha più bisogno di essere caricata.
Circa3,2 kWdi surplus di PV rimane.
Se l'esportazione nella rete è consentita, quell'energia può essere esportata.
Qui la struttura tariffaria è importante.
Un proprietario di casa che riceve una compensazione per l'esportazione attraente potrebbe gestire il sistema in modo diverso rispetto a qualcuno il cui elettricità esportata ha poco valore.
La strategia dell'inverter/EMS dovrebbe quindi basarsi sulla tariffa effettiva piuttosto che su una regola generica secondo cui massimizzare la carica della batteria è sempre la migliore opzione.
17:30 — Il solare diminuisce, ma la domanda domestica aumenta
Ora il modello si inverte.
Assumi:
PV = 0,8 kW
Carico della casa = 3,5 kW
La carenza è:
3,5 − 0,8 = 2,7 kW
Se il SoC della batteria e i limiti di scarica lo consentono, la batteria può fornire circa 2,7 kW e ridurre o eliminare l'importazione dalla rete.
Questa è la parte della giornata in cui l'autoconsumo solare diventa facile da vedere.
L'energia generata intorno a mezzogiorno è stata effettivamente spostata verso la sera.
Ma la batteria deve soddisfare entrambi i lati di quella transazione:
abbastanza kWh per immagazzinare l'energia
e
abbastanza kW per fornire il carico serale.
20:30 — Inizia un grande carico
La casa sta assorbendo 2 kW quando un apparecchio aggiunge altri 4 kW.
La domanda totale diventa:
6 kW
Supponiamo che l'inverter della batteria possa fornire solo:
5 kW
Anche con molta energia immagazzinata, la batteria non può fornire indipendentemente il carico completo di 6 kW in quel momento.
La rete può fornire il rimanente:
1 kW
Ecco perché:
kWh della batteria ≠ kW dell'inverter
Un sistema può avere abbastanza energia per diverse ore pur avendo bisogno del supporto della rete durante un breve evento ad alta potenza.
23:00 — La batteria raggiunge la sua riserva
Supponiamo che il proprietario di casa abbia configurato:
20% di riserva di backup
Una volta che la batteria raggiunge quel limite, la normale scarica per autoconsumo può fermarsi.
La rete fornisce quindi i carichi notturni.
Quello 20% non dovrebbe essere conteggiato due volte in un calcolo di dimensionamento.
Se è riservato per la protezione da interruzioni, non è simultaneamente disponibile per il trasferimento ordinario di energia serale.
02:00 — Dovrebbe la rete ricaricare la batteria?
Non ogni batteria solare aspetta l'alba.
Supponiamo che il proprietario di casa abbia una tariffa economica da:
02:00–04:00
L'EMS può caricare intenzionalmente dalla rete durante quel periodo.
Se la batteria ha bisogno8 kWhprima che si chiuda la finestra economica, il requisito di carica iniziale è:
8 kWh ÷ 2 h = 4 kW
prima di considerare le perdite di carica e i limiti del sistema.
Ora l'installatore deve verificare se la batteria e l'inverter possono effettivamente sostenere la potenza di carica richiesta.
Una temperatura della batteria fredda può ridurre ulteriormente quella capacità.
Ecco perché la strategia tariffaria, la potenza di carica e le condizioni operative della batteria appartengono alla stessa revisione del progetto.
Cosa controllerei prima di quotare il sistema
Per una proposta di stoccaggio domestico Ruibit che utilizza una batteria e un inverter Dawnice compatibili, vorrei:
| Input | Perché è importante |
|---|---|
| Profilo di carico di 24 ore | Mostra quando è necessaria energia |
| Profilo di produzione di PV | Mostra quando si verifica l'eccesso |
| kWh utilizzabili della batteria | Determina la capacità di spostamento dell'energia |
| Inverter kW | Limita la potenza istantanea |
| Limiti di carica/scarica | Definisce la capacità effettiva della batteria |
| Tariffa/regole di esportazione | Cambia il valore dell'eccesso di PV |
| Riserva di backup | Riduce l'energia disponibile per il ciclo giornaliero |
| Tariffa TOU | Può giustificare la ricarica dalla rete |
Questo è più utile che selezionare una batteria solo in base al consumo annuale di elettricità.
Segui l'energia, poi dimensiona la batteria
In un giorno, un sistema ESS domestico può passare attraverso diversi stati operativi:
PV → Casa
PV → Batteria
PV → Rete
Batteria → Casa
Rete → Casa
e, dove la strategia operativa lo consente:
Rete → Batteria
L'ordine non è universale. Dipende dalle impostazioni del sistema e dall'obiettivo del proprietario di casa.
Il modo migliore per dimensionare un sistema solare con batteria è confrontare quando la casa ha bisogno di energia con quando il solare la produce, quindi verificare se la batteria ha abbastanza kWh per spostare quell'energia e abbastanza kW per muoverla al momento richiesto.
Domande frequenti
1. L'energia solare carica la batteria prima di fornire energia alla casa?
Di solito no. In molti sistemi connessi alla rete,il solare serve prima i carichi domestici, e il surplus di PV carica poi la batteria. La priorità esatta dipende dalle impostazioni dell'inverter e dell'EMS.
2. Cosa succede quando la batteria domestica è piena?
Ulteriore energia solare può essereesportata nella rete, utilizzata da carichi flessibili o limitata, a seconda delle impostazioni del sistema e delle regole locali di esportazione.
3. Perché una casa può ancora importare energia dalla rete quando la batteria ha energia?
La batteria potrebbe aver raggiunto il suobackup riserva, o la domanda domestica potrebbe superare la potenza di scarica disponibile dell'inverter.
4. Una batteria solare domestica può caricarsi dalla rete?
Sì, dove il sistema e le regole locali lo consentono. La carica dalla rete può essere utile duranteperiodi a basso costo di utilizzo, specialmente quando la batteria ha bisogno di energia prima della prossima finestra di produzione solare.
5. Cosa determina la giusta dimensione della batteria domestica?
Utilizza ilprofilo di carico a 24 ore, profilo di produzione solare, kWh della batteria utilizzabile, kW dell'inverter, limiti di carica/scarica, tariffa e riserva di backupanziché solo il consumo annuale di elettricità.
