La casa ha un caricatore EV da 22 kW. La batteria non deve essere da 22 kW.
Un ESS domestico trifase dovrebbe essere dimensionato in base ai carichi che si sovrappongono effettivamente, non sommando ogni valore nominale degli apparecchi. Per una casa con un caricabatterie per veicoli elettrici e una pompa di calore, il progetto dovrebbe stabilire il limite di importazione dalla rete, la configurazione delle fasi, la potenza di ricarica controllabile per veicoli elettrici, la domanda della pompa di calore, la potenza della batteria/inverter, l'energia utilizzabile della batteria, il contributo solare e l'ambito di backup. La ricarica dei veicoli elettrici è solitamente il carico più flessibile; il riscaldamento e i carichi essenziali ricevono solitamente una priorità maggiore.
Questo esempio pratico utilizza numeri illustrativi piuttosto che rappresentare un progetto specifico di un cliente Ruibit/Dawnice.
L'obiettivo è vedere come le decisioni progettuali interagiscono.
La casa
Assumi una casa trifase in stile europeo con:
Fornitura di rete:3 × 25 A
PV sul tetto:12 kWp
Caricabatterie per veicoli elettrici:11 kW, trifase
Pompa di calore:3.5 kW di ingresso elettrico tipico
Altri carichi domestici:1.5 kW di carico serale tipico
Batteria proposta:classe 20 kWh
Inverter ESS domestico:trifase
La capacità teorica della rete trifase a 400 V è approssimativamente:
√3 × 400 × 25 ≈ 17.3 kW
Quel numero è immediatamente rilevante.
Se il caricabatterie per veicoli elettrici consuma 11 kW mentre la pompa di calore e la casa richiedono simultaneamente altri 5 kW, la casa è già vicina al limite di connessione prima che un altro grande apparecchio inizi.
La batteria può aiutare.
Ma il controllo del carico potrebbe essere più economico che progettare la batteria per risolvere ogni possibile coincidenza.
18:10 — L'auto si collega
Il proprietario di casa arriva a casa.
In quel momento:
Richieste di ricarica per veicoli elettrici: 11,0 kW
Pompa di calore: 3,5 kW
Carichi domestici: 1,5 kW
Totale:
16,0 kW
La batteria non deve fornire 16 kW.
La rete è ancora disponibile.
Supponiamo che la strategia di gestione dell'energia limiti l'importazione dalla rete a:
12 kW
Il contributo richiesto dalla batteria diventa:
16 − 12 = 4 kW
Un sistema di accumulo domestico adeguato potrebbe scaricare circa 4 kW per mantenere la rete vicino al limite selezionato.
Ma c'è un'altra opzione.
Ridurre la ricarica del veicolo elettrico da 11 kW a 7 kW.
Ora:
7 + 3,5 + 1,5 = 12 kW
Scarica della batteria richiesta:
0 kW
Ecco perché integrerei la gestione del carico del veicolo elettrico prima di acquistare semplicemente un inverter per batteria più grande.
Il veicolo elettrico può rimanere collegato per otto ore.
Di solito non ha bisogno della potenza massima di ricarica ogni minuto.
19:30 — La cucina cambia l'equazione
Ora aggiungi:
Cottura a induzione: 3 kW
Se il veicolo elettrico sta ancora caricando a 7 kW:
VE: 7,0 kW
Pompa di calore: 3,5 kW
Cottura: 3,0 kW
Altri carichi: 1,5 kW
Totale:
15 kW
L'EMS ha delle scelte.
Potrebbe scaricare la batteria di 3 kW.
Oppure ridurre la ricarica del veicolo elettrico di altri 3 kW.
Oppure combina entrambi.
Per questa casa, probabilmente darei priorità al carico circa come segue:
Carichi domestici essenziali
→ Pompa di calore
→ Cottura
→ ricarica EV
L'auto elettrica diventa il carico regolabile.
Questo impedisce al sistema di accumulo domestico di sprecare cicli di batteria costosi semplicemente perché l'auto non poteva aspettare venti minuti alla potenza di carica massima.
Ora dimensiona l'inverter della batteria
La batteria ha comunque bisogno di una capacità di potenza significativa.
Supponiamo che gli obiettivi di progettazione siano:
limitare l'importazione dalla rete normale
aumentare l'autoconsumo solare
spostare l'energia serale
fornire un backup selezionato
Dopo aver modellato il profilo di carico, supponiamo di determinare che8–10 kW di potenza del sistema batteria-inverter trifasegestisce i compiti utili della batteria senza cercare di fornire in modo indipendente ogni apparecchio collegato.
Ciò non significa che qualsiasi inverter da 10 kW sia adatto.
Verificherei:
architettura di uscita trifase
limitazioni per fase
finestra di tensione della batteria
corrente di carica/scarica della batteria
limiti di ingresso PV
requisiti della rete
comportamento di backup/EPS
comunicazione BMS
e come il sistema di gestione energetica coordina il caricabatterie dell'auto elettrica.
Per un preventivo del sistema di accumulo domestico Ruibit/Dawnice, la batteria, l'inverter, il contatore/CT e i carichi controllabili dovrebbero quindi essere trattati come un unico sistema operativo.
Quanta energia della batteria?
Ora passa da kW a kWh.
Supponiamo che il principale compito giornaliero della batteria sia coprire la domanda domestica e di riscaldamento serale dopo che la produzione solare diminuisce.
Dalle 17:00 alle 23:00, supponiamo che la casa consumi:
Pompa di calore: 9 kWh
Altri carichi domestici: 6 kWh
Energia EV fornita dalla batteria: 2 kWh
Domanda totale supportata dalla batteria:
17 kWh
ABatteria da 20 kWhora sembra ragionevole.
Ma non assumerei che tutti i 20 kWh raggiungano i carichi AC.
L'intervallo di SoC utilizzabile, le perdite dell'inverter, i limiti della batteria e la riserva di backup riducono l'energia disponibile per la distribuzione quotidiana.
Se il proprietario di casa riserva il 20% per le interruzioni, l'EMS non dovrebbe spendere la stessa energia per la ricarica dell'EV solo perché la tariffa serale è costosa.
Il sole di mezzogiorno cambia l'energia dell'EV di domani
Il giorno successivo, il sistema fotovoltaico da 12 kWp produce un forte surplus a mezzogiorno.
Invece di esportare tutto, la batteria si carica.
Se l'EV è parcheggiato a casa, appare un'altra opzione:
PV → EV direttamente
Questo può essere più efficiente di:
PV → batteria → EV più tardi
quando il programma del veicolo lo consente.
Quindi la gerarchia di controllo dovrebbe considerare:
Carichi domestici prima
Domanda della pompa di calore
Carica della batteria / obiettivo di riserva
Ricarica flessibile dell'EV
Esportazione in rete
La priorità esatta dipende dalle tariffe e dagli obiettivi del proprietario di casa.
Non esiste una sequenza universale.
Cosa succede durante un'interruzione della rete?
È qui che cambierei deliberatamente le regole.
Il proprietario di casa potrebbe voler:
refrigerazione
illuminazione
internet
pompa di calore
prese selezionate
ma non:
11 kW di ricarica per veicoli elettrici
forno elettrico
altre cariche ad alta potenza discrezionali
Ciò significa che il carico di backup potrebbe essere solo:
4–6 kW
anziché i 15–20 kW che la casa può occasionalmente richiedere durante il normale funzionamento.
Questa distinzione può ridurre drasticamente la capacità dell'inverter e della batteria necessaria per una resilienza utile.
Se la ricarica dei veicoli elettrici durante le interruzioni è realmente necessaria, dovrebbe essere specificata esplicitamente e il sistema dimensionato di conseguenza.
Non lasciare che "backup per tutta la casa" diventi accidentalmente "ogni carico funziona normalmente per sempre."
Il design finale è una strategia di controllo
Il nostro sistema preliminare potrebbe quindi apparire così:
| Elemento di Design | Esempio pratico |
|---|---|
| Rete | Tre fasi, capacità di connessione teorica di ~17,3 kW |
| PV | 12 kWp |
| Caricabatterie EV | 11 kW, controllato dinamicamente |
| Pompa di calore | ~3,5 kW di ingresso tipico |
| Inverter ESS domestico | Classe 8–10 kW, trifase |
| Batteria | ~20 kWh di classe |
| Obiettivo di importazione dalla rete | Esempio di 12 kW |
| Backup | Carichi essenziali selezionati + pompa di calore |
| VE durante l'interruzione | Disabilitato |
| Priorità di controllo | Carichi essenziali / riscaldamento prima del VE |
Queste sono assunzioni lavorate, non una raccomandazione universale di prodotto.
Una diversa abitazione potrebbe aver bisogno di 15 kWh.
Un'altra potrebbe aver bisogno di 30 kWh.
Una pompa di calore più grande, un caricatore da 22 kW, tre veicoli elettrici, riscaldamento a resistenza elettrica, una connessione alla rete diversa o una tariffa diversa possono cambiare completamente il design.
La lezione importante è la sequenza di dimensionamento:
Vincolo di rete → coincidenza dei carichi → carichi flessibili → inverter kW → batteria kWh → confine di backup → strategia di controllo
non:
caricatore EV da 11 kW + pompa di calore da 8 kW = compra un inverter per batteria da 19 kW.
In una casa trifase, il miglior design della batteria spesso deriva dalla decisione su quali carichinon devono funzionare a piena potenza contemporaneamente.
Questo è particolarmente vero per la ricarica dei veicoli elettrici.
Usa l'ESS domestico per l'energia che deve muoversi nel tempo. Usa la gestione dei carichi per la potenza che può semplicemente aspettare.
Domande frequenti
1. Un caricatore EV da 11 kW richiede un inverter domestico da 11 kW?
Non necessariamente. La ricarica dei veicoli elettrici è solitamente un carico flessibile. La gestione dinamica dei carichi può ridurre la potenza di ricarica quando la pompa di calore, le attrezzature da cucina o altri carichi domestici sono in funzione, riducendo la potenza della batteria richiesta.
2. Come dovrebbe essere dimensionato un sistema di accumulo domestico trifase per un caricatore EV e una pompa di calore?
Inizia con illimite di connessione alla rete e i carichi domestici simultanei, poi identifica quali carichi possono essere controllati. Dimensiona l'inverter kW per il contributo utile della batteria di picco e la batteria kWh per il necessario spostamento di energia e la durata del backup.
3. Dovrebbe un caricatore EV funzionare dalla batteria domestica durante un'interruzione della rete?
Di solito è più pratico dare priorità acarichi domestici essenziali e riscaldamentodisabilitando o limitando la ricarica dei veicoli elettrici. Se la ricarica dei veicoli elettrici durante le interruzioni è necessaria, la batteria e l'inverter devono essere specificamente dimensionati per quel carico aggiuntivo.
4. Perché la ricarica dinamica degli EV è utile con un sistema di accumulo domestico?
La ricarica dinamica può ridurre la potenza dell'EV quando la domanda domestica aumenta e aumentarla quando la capacità diventa disponibile. Questo può prevenire violazioni dei limiti di rete e evitare scariche inutili della batteria o sovradimensionamento dell'inverter.
