Il numero di kWh giornalieri di solito non è il numero con cui inizio
Per dimensionare una batteria domestica dai dati di carico intervallati, prima decidi cosa deve fare la batteria, poi calcola l'energia e la potenza necessarie durante la finestra temporale rilevante. Per l'autoconsumo solare, misura il carico domestico che si verifica dopo che la produzione solare diminuisce. Per il backup, isola i carichi essenziali e la loro durata di interruzione. Per lo spostamento dell'uso, calcola il carico all'interno della finestra tariffaria costosa. I kWh della batteria determinano per quanto tempo il sistema può fornire quei carichi; i kW dell'inverter e della batteria determinano se può fornirli o meno.
Ecco perché esito quando un installatore mi invia:
Consumo annuale: 7.300 kWh
e chiede se la casa ha bisogno di una batteria da 10 kWh o 15 kWh.
Quel numero annuale mi dice che la casa in media20 kWh/giorno.
Non mi dice se il proprietario di casa cucina elettricamente alle 18:30, carica un'auto elettrica durante la notte, utilizza una pompa di calore durante l'inverno o usa la maggior parte dell'elettricità mentre il PV sul tetto sta producendo.
I dati intervallati lo fanno.
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti descrive i dati intervallati come letture a intervalli orari o più brevi che rivelano profili di carico giornalieri e settimanali nascosti all'interno delle bollette mensili.DOE
Per un sistema di accumulo domestico, quella differenza è il problema di dimensionamento.
Aprirei martedì prima di aprire il catalogo delle batterie
Considera una casa ipotetica con dati di contatore intelligente a 30 minuti.
Ha:
Utilizzo annuale di elettricità: 7.300 kWh
Consumo medio giornaliero: 20 kWh
6 kWp di PV sul tetto
Il proprietario di casa vuole aumentare l'autoconsumo solare e mantenere una certa capacità di backup.
Un tipico giorno feriale primaverile appare così:
| Ora | Carico domestico | Produzione FV | Posizione netta |
|---|---|---|---|
| 06:00–09:00 | 4,0 kWh | 0,8 kWh | 3,2 kWh di importazione |
| 09:00–16:00 | 5,0 kWh | 17,0 kWh | 12,0 kWh di surplus |
| 16:00–22:00 | 8,5 kWh | 2,0 kWh | 6,5 kWh di importazione |
| 22:00–06:00 | 2,5 kWh | 0 | 2,5 kWh di importazione |
La casa consuma 20 kWh.
Ma una batteria da 20 kWh avrebbe poco senso se l'obiettivo reale è semplicemente spostare il solare diurno nella serata.
Il primo numero utile è più vicino a:
Domanda netta serale = 8,5 − 2,0 = 6,5 kWh
Ora ho qualcosa su cui vale la pena progettare.
6,5 kWh ai carichi non è una batteria da 6,5 kWh
La batteria ha perdite e limiti operativi.
Per un esempio pratico, supponi:
Energia AC richiesta: 6,5 kWh
Efficienza batteria-carico: 92%
Frazione utilizzabile consentita: 90%
Poi:
Energia nominale richiesta = 6.5 ÷ (0.92 × 0.90) ≈ 7.85 kWh
Una batteria nominaleda 10 kWhora sembra ragionevole per questo obiettivo di giornata primaverile.
Questo non significa:
Casa da 20 kWh/giorno = batteria da 10 kWh
Significa:
questo profilo di carico + questo profilo solare + queste assunzioni ≈ 8 kWh requisito minimo nominale per il dovere di spostamento serale definito.
NREL separa in modo simile la batteriapotenzadaenergiaquando dimensiona lo stoccaggio: l'energia determina l'autonomia, mentre la potenza di scarica deve comunque soddisfare il carico richiesto.NREL
Questa distinzione diventa importante cinque minuti dopo.
Poi il forno e la pompa di calore si accendono insieme
Alle 18:10 i dati dell'intervallo mostrano:
Pompa di calore: 2.4 kW
Cottura a induzione: 3.0 kW
Illuminazione/refrigerazione/carichi generali: 0.8 kW
Totale:
6.2 kW
La batteria da 10 kWh potrebbe avere molta energia immagazzinata.
Ma se il pacchetto batteria-inverter può fornire solo5 kW in modo continuo, la casa continua a importare dalla rete.
Ecco perché estraggo due risultati diversi dallo stesso file di intervallo:
| Domanda di dimensionamento | Dati di cui ho bisogno |
|---|---|
| Energia della batteria | kWh nel periodo target |
| Potenza della batteria/inverter | Massimo kW simultanei |
| Requisito di picco | Comportamento di avvio degli apparecchi |
| Requisito di carica | Finestra solare/off-peak disponibile |
| Riserva di backup | Carichi protetti × ore richieste |
Un distributore che vende solo in kWh di batteria sta risolvendo metà del sistema.
Il backup cambia il calcolo perché parte dell'energia diventa inaccessibile
Ora il proprietario di casa aggiunge un altro requisito:
"Voglio quattro ore di backup."
Quattro ore di cosa?
Supponiamo che il programma di carico essenziale sia:
Frigorifero + congelatore: 0,25 kW in media
Internet/sicurezza: 0,10 kW
Illuminazione: 0,15 kW
Controlli di riscaldamento/circolazione: 0,30 kW
Carico essenziale approssimativo:
0,80 kW
Per quattro ore:
0,80 × 4 = 3,2 kWh AC
Utilizzando la stessa efficienza del percorso di scarica illustrativa del 92%:
3,2 ÷ 0,92 ≈ 3,48 kWh di energia lato batteria
Se il proprietario desidera che quella riserva sia disponibile in ogni momento, quei 3,48 kWh non possono essere promessi simultaneamente per il trasferimento solare quotidiano.
È qui che una proposta di 10 kWh perfettamente sensata può diventare stretta.
La modellazione dello stoccaggio residenziale di NREL mostra anche che la durata di backup dipende dal livello di carica della batteria quando inizia l'interruzione, dal profilo di carico domestico, dall'efficienza dell'inverter e dal fatto che il PV possa ricaricare la batteria durante l'interruzione.NREL
"10 kWh danno X ore" non è quindi un'affermazione universale seria.
L'inverno è il file che chiedo dopo
La primavera ha reso il sistema da 10 kWh attraente.
Poi apro gennaio.
La pompa di calore funziona più a lungo.
Il consumo serale aumenta.
La produzione solare diminuisce.
La batteria potrebbe non ricaricarsi completamente dal PV.
Ecco perché preferiscoalmeno 12 mesi di dati intervallatidove disponibili piuttosto che dimensionare da un giorno solare attraente.
Cerco:
giorno feriale invernale
giorno feriale estivo
fine settimana
giorno di carico massimo
periodo di carico alto/basso solare
giorni di ricarica per veicoli elettrici
carichi insoliti ma ricorrenti
Il DOE osserva che i profili di intervallo possono rivelare cambiamenti legati all'ora del giorno, al giorno della settimana, al clima e all'occupazione che i totali mensili nascondono.DOE
Per un installatore residenziale, ciò significa che un "giorno tipico" è utile.
Non è sufficiente congelare il BOM.
La ricarica dei veicoli elettrici è dove spesso rimuovo il carico invece di aggiungere batteria
Supponiamo che la casa aggiunga un caricatore per veicoli elettrici da 7 kW.
La risposta ovvia è:
inverter più grande + batteria più grande.
Non necessariamente.
Se l'auto può ricaricarsi dalla rete durante la notte a una tariffa bassa, perché scaricare la batteria domestica in essa?
Se il veicolo elettrico può ricaricarsi direttamente durante il surplus solare di mezzogiorno, perché immagazzinare prima quell'elettricità nella batteria stazionaria?
Lo stesso vale per il riscaldamento dell'acqua, le pompe per piscine e altri carichi flessibili.
Prima di aumentare la capacità della batteria, chiederei se il carico può essere spostato.
Questa è una delle differenze più grandi tra la dimensione dell'ESS domestico e la semplice dimensione di backup:
la casa contiene carichi che possiamo programmare.
Una strategia di controllo intelligente può talvolta far risparmiare più denaro di un altro modulo da 5 kWh.
Darei a Ruibit/Dawnice un file di carico, non "Abbiamo bisogno di 10 kWh"
Per un installatore o distributore che costruisce un pacchetto ESS domestico ripetibile, ridurrei i dati di intervallo a un piccolo insieme di output di design:
| Produzione di design | Esempio pratico |
|---|---|
| Consumo medio giornaliero | 20 kWh |
| Carico netto serale da spostare | 6,5 kWh |
| Nome della batteria calcolato minimo | ~7,85 kWh |
| Picco serale simultaneo | 6,2 kW |
| Carico di backup essenziale di quattro ore | 3,2 kWh AC |
| Surplus PV diurno | 12 kWh |
| Pacchetto candidato | ~10 kWh classe, soggetto a controlli finali |
Poi verificherei la combinazione effettiva di batteria e inverter Ruibit/Dawnice percapacità utilizzabile, output continuo, corrente della batteria, intervallo di tensione, protocollo BMS, output di backup, capacità di ricarica PV e requisiti elettrici regionali.
La tabella non sceglie il prodotto.
Ci dice cosa deve dimostrare il prodotto.
Una batteria da 10 kWh può essere troppo grande e troppo piccola nella stessa casa
Troppo grande per lo spostamento solare primaverile.
Troppo piccolo per un'interruzione invernale di otto ore.
Non è una contraddizione.
Significa che il proprietario di casa ha chiesto a una batteria di svolgere due lavori diversi.
Ecco perché non terminerei una proposta di batteria residenziale con:
Capacità raccomandata: 10 kWh
La finirei con qualcosa di più vicino a:
10 kWh copre il requisito di spostamento serale modellato secondo le assunzioni dichiarate. La durata di backup dipende dallo stato di carica della riserva, dai carichi protetti effettivi, dalla domanda stagionale e dalla disponibilità di energia solare durante l'interruzione.
Meno entusiasmante.
Molto più utile.
Per dimensionare un sistema di accumulo domestico, i migliori dati di intervallo non mi dicono quanto grande possa essere la batteria che posso vendere.
Mi dicequali ore la batteria è effettivamente richiesta a muoversi, quali carichi deve sostenere e quali carichi non dovrebbero mai essere messi sulla batteria in primo luogo.
FAQ
1. Come dimensiono una batteria domestica dai dati di carico a intervallo?
Identifica i kWh utilizzati durante il periodo che la batteria deve coprire, quindi regola per la capacità utilizzabile e le perdite di sistema. Controlla separatamente i kW di picco per assicurarti che la batteria e l'inverter possano fornire la potenza richiesta.
2. Il consumo giornaliero di elettricità è sufficiente per dimensionare una batteria domestica?
No. I kWh giornalieri o mensili nascondono quando viene consumata l'elettricità. I dati di intervallo rivelano la domanda serale, i carichi di picco, la ricarica dei veicoli elettrici, il funzionamento delle pompe di calore e i modelli stagionali, che possono cambiare significativamente la dimensione raccomandata della batteria.
3. Quanta capacità della batteria dovrebbe essere riservata per il backup?
Calcola l'energia richiesta dai carichi essenziali per la durata desiderata dell'interruzione. Ad esempio, 0,8 kW di carichi essenziali per quattro ore richiede 3,2 kWh AC, prima di considerare le perdite di conversione.
4. Perché i dati di carico invernali dovrebbero essere controllati prima di scegliere una batteria domestica?
L'inverno può portare a carichi di riscaldamento più elevati e a una minore generazione solare. Una batteria che funziona bene per l'autoconsumo solare primaverile potrebbe fornire energia insufficiente o capacità di ricarica durante l'inverno.
5. La ricarica dei veicoli elettrici dovrebbe essere inclusa quando si dimensiona una batteria domestica?
Non automaticamente. La ricarica dei veicoli elettrici è spesso flessibile e può essere programmata durante i periodi a tariffa bassa o durante la produzione solare diretta. La gestione del carico può talvolta essere più economica rispetto all'aggiunta di capacità della batteria.
