10kWh太陽光リトロフィット設計:負荷プロファイルから機器範囲への作業例

バッテリーサイズは私が信頼する最後の数字です

10kWhの家庭用蓄電池の改修設計は、「10kWh」が人気のバッテリーサイズだからという理由ではなく、家庭の負荷プロファイル、既存の太陽光発電量、夕方のエネルギー需要、インバーターの電力要件、バックアップの目的から設計されるべきです。以下の実例では、家庭が日中に十分な太陽光余剰電力を持ち、それを充電し、夕方にその蓄えたエネルギーのほとんどを使用するため、10kWhクラスのバッテリーが適切な選択となっています。

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

Dawniceの現行モデルHZEB-LCT-10は、実際の製品の参考になります:公称エネルギー10.54kWh、90%のDoD条件下で約9.49kWhの使用可能なDCエネルギー.

しかし、私はそこから設計を始めません。

私は火曜日のデータから始めます。

火曜日は年間電気料金よりも多くのことを教えてくれます

既存の以下の設備を持つ仮想の家庭を考えます6.6kWpの屋根上PVシステム.

典型的な平日はおおよそ次のようになります:

期間家庭用太陽光発電
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
合計19.0 kWh22.0 kWh

年間の電気料金明細は単に家庭が電力を輸入していることを示すかもしれません。

このプロファイルは私たちに教えてくれますいつ.

日中にかなりの太陽光余剰があり、18:00以降は約8kWhが消費され、PV発電はなくなっています。

これがバッテリーの活用機会です。

10kWhは実際に使用されるのか?

バッテリーが約9.5kWhの使用可能なDCエネルギーを提供すると仮定します.

インバーターやシステムの変換損失により、すべてが家庭の負荷で使用可能なACエネルギーになるわけではありません。

したがって、私はこれを次のように売りません:

10kWhのバッテリー=夕方の10kWhの電力。

代わりに、バッテリーの使用可能なエネルギーを家庭の実際の夕方の需要と比較します。

ここでは:

夕方の需要 ≈ 8kWh

使用可能なバッテリーエネルギー ≈ システム変換損失前の9.5kWh DC

これは合理的な関係です。

20kWhのバッテリーはより多くの電力を蓄えられますが、この家庭は定期的に十分な夜間需要や冬季の太陽光余剰を持たないため、経済的にサイクルさせることが難しいかもしれません。

正しい質問は次のようなものではありません:

住宅所有者はどれくらいのバッテリーを購入できるか?

それは:

この家は定期的にどれくらいのバッテリーを使用できますか?

今、kWを確認してください。なぜならkWhは家電を動かせないからです

19:00に住宅所有者が持っているかもしれないもの:

ヒートポンプ:2.2kW

調理負荷:1.8kW

冷蔵庫/照明/電子機器:0.6kW

同時需要:

4.6kW

10kWhのエネルギーを含むバッテリーは、バッテリー–インバーターの組み合わせが3kWしか供給できない場合、この瞬間には無意味です。

低電圧のDawnice改造の場合、HZEB-LCT-10は51.2V / 206Ahと評価されており、Dawniceは現在8kWと10kWの単相ハイブリッドインバーターを提供しています。45–58Vのバッテリーウィンドウおよび51.2Vの定格バッテリー電圧。

それは、製品同じシステムクラスにとって電気的に興味深いものです。

それは自動的に正確な改造構成が承認されていることを証明するものではありません。

私はまだ確認します:

バッテリー–インバーターの通信

最大バッテリー電流

ファームウェア

既存のPVストリング電圧/電流

地域の電力網の要件

および実際のバックアップ構成。

Dawniceは、いくつかのインバーター構成を持つ10kWhバッテリー用の専用通信チュートリアルも公開しており、これは通信互換性が単に電圧を一致させるだけでなく、統合タスクであることを示す有用な証拠です。

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

リトロフィットアーキテクチャは買い物リストの前に来ます

今、既存の太陽光インバーターを検査します。

それが従来のグリッド接続型PVインバーターである場合、インストーラーには2つの広い道があります。

AC結合改造:既存のPVインバーターを維持し、互換性のあるバッテリーインバーターを追加します。

ハイブリッド/DC側の再設計:既存のインバーターを交換または再構成して、PVとバッテリーがハイブリッドインバーターを介して動作するようにします。

第二のアプローチは、よりクリーンな統合アーキテクチャを作成するかもしれませんが、完全に機能しているPVインバーターを交換するにはコストがかかります。

最初のアプローチは既存のハードウェアを保持できますが、別の変換/制御層を作成します。

したがって、見積もりにはどのアーキテクチャが提供されるかを明記する必要があります。

「10kWhソーラーバッテリーの改修」は機器の範囲ではありません。

バックアップは再び設計を変更します

今、住宅所有者は言います:

「停電中に家を運営するためにバッテリーも欲しい。」

どの家の負荷ですか?

重要な回路があると仮定します:

冷蔵:平均150W

インターネット/セキュリティ:50W

照明:150W

ヒートポンプの平均:1.8kW

その他の重要な負荷:350W

おおよその同時/平均設計負荷:

2.5kW

システムが提供する場合、例として、8.7kWhの使用可能なACエネルギー仮定された運転および変換の境界の後:

8.7 ÷ 2.5 ≈ 3.5時間

これは計算された推定値であり、保証された稼働時間ではありません。

ヒートポンプのサイクル、起動電力、屋外温度、開始時のSoC、他の機器、停電中にPVが利用可能かどうかが結果を大きく変える可能性があります。

バックアップには、実際に保護負荷出力に接続されている回路を定義することも必要です。

機器範囲には何を含めるべきか?

この家のために、予備の範囲は次のようになるかもしれません:

既存の6.6kWp PVアレイ — 電気的に適合する場合は保持

10.54kWhのDawnice HZEB-LCT-10 LiFePO4バッテリー

同時負荷とPV要件に基づいてサイズを決定した互換性のあるハイブリッド/バッテリーインバーター

バッテリー–インバーター通信ケーブル/インターフェース

システム設計によって要求されるバッテリー保護と絶縁

インポート-エクスポート測定用のメーター/CT

必要に応じてバックアップ/重要負荷の配置

モニタリング

ケーブル、コネクタ、設置ハードウェア

試運転および運転モードの設定

ダウニスはHZEB-LCT-10を次のようにリストしています83.5kg、IP54、RS485/RS232通信、最大15台の並列ユニットのスケーラビリティ、したがって、将来の拡張は初期設置時に考慮することができ、後で発見されることはありません。

Ruibit/Dawniceのディストリビューターにとって、これは次のようなより良い見積もり構造です:

1 × 10kWhバッテリー
1 × インバーター

購入者は各コンポーネントが解決する問題を確認できます。

設計には最終テストがあります

機器を注文する前に、いくつかの代表的な日を再生します—晴れた火曜日だけではなく。

冬の日。

曇りの日。

高負荷の週末。

異常に低い夕方の需要がある日。

それから尋ねます:

バッテリーは定期的に充電されますか?

その容量を正当化するほど定期的に放電しますか?

インバーターは家庭の同時負荷をサポートできますか?

バックアップ範囲は住宅所有者の期待に合っていますか?

既存のPVシステムは、別の互換性の問題を引き起こすことなく実際に統合できますか?

これらの回答が代表的な条件で維持されるなら、10kWhの数字は見積もりの中でその地位を得ています。

良いソーラー改修は10kWhバッテリーから始まり、それを設置する理由を探すことではありません。それは家のエネルギーフローから始まり、10kWhが正しい答えかどうかを発見します。

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

よくある質問

1. 10kWhバッテリーは既存の屋上太陽光システムに適していますか?

もし家庭が十分な昼間の太陽光余剰を持ち、バッテリーを充電し、蓄えたエネルギーを使用するための十分な夕方または夜間の需要があれば、可能です。バッテリーのサイズは家の実際の負荷と太陽光発電プロファイルに基づくべきです。

2. 10kWhのバッテリー容量は正しいインバータサイズを決定するのに十分ですか?

いいえ。kWhは蓄えられたエネルギーを決定し、kWは一度に供給できる電力の量を決定します。インバーターのサイズは、同時の家庭負荷、バッテリー放電制限、PV要件、およびバックアップ負荷を考慮するべきです。

3. 既存の太陽光リトロフィットはACカップリングを使用すべきですか、それともハイブリッドインバータを使用すべきですか?

既存のPV機器によります。ACカップリングハイブリッド/DCカップリング設計はインバータの交換やシステムの再構成を必要とする場合がありますが、既存の太陽光インバータをそのまま使用できる場合があります。互換性とプロジェクトコストは選定前に比較するべきです。

4. 10kWhの太陽光バッテリーリトロフィットの見積もりには何を含めるべきですか?

完全な範囲は以下を特定する必要がありますバッテリー、互換性のあるインバータ、通信インターフェース、メーター/CT、保護と絶縁、必要に応じたバックアップの配置、監視、ケーブル、設置ハードウェア、試運転、および運転モードの設定.