使用可能なACエネルギーから家庭用バッテリーのバックアップ時間を計算する方法

10 kWhのバッテリーは10時間のバックアップを意味しません

家庭用バッテリーのバックアップ時間は、使用可能なACエネルギーをバックアップされる負荷の平均電力で割った値から計算する必要があります。基本的なルールは次のとおりです：Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). 可能な限りAC側のエネルギーを使用してください。なぜなら、バッテリーの定格容量、残りのSoC、放電制限、インバーターの損失、システム消費が、実際に家庭用電化製品に届くエネルギーを減少させる可能性があるからです。

これが、誰かが尋ねるときに私がためらう理由です：

"10 kWhのバッテリーは私の家をどれくらいの時間動かせますか？"

私の答えは別の質問です：

家のどの部分ですか？

NRELは住宅用ストレージモデリングにおいて同じ区別を行っています：バッテリーエネルギー容量と電力容量は別の特性です。バッテリーは数時間分のkWhを持っていることができますが、そのインバーターは依然として大きな瞬時の家庭負荷をサポートできない場合があります。NREL

バッテリーの数字ではなく、使用可能なACエネルギーから始めてください

仮想の家庭用バッテリーを考えてみましょう：

定格容量：10 kWh

システムがその容量の90%を使用できると仮定します：

10 × 0.90 = 9.0 kWhの使用可能なDCエネルギー

この例では、92%のバッテリーからACへの変換効率を仮定します：

9.0 × 0.92 = 8.28 kWhの使用可能なACエネルギー

したがって、10 kWhのバッテリーはこれらの仮定の下で約8.28 kWhをAC負荷に供給します。.

これがバックアップ時間の計算に必要な数値です。

正確な結果は、実際のバッテリー、インバーター、動作点、予備設定、システム損失に依存します。NRELは、住宅用バックアップのモデリング時に放電深度とインバーター効率の仮定を使用し、実際のバックアップ時間が停電時のバッテリーSoCと家庭負荷に依存することを警告しています。NREL

次に、実際にオンのままの負荷で割ります

仮に、住宅所有者の必須負荷パネルが供給するとします：

8.28 kWhの使用可能なACエネルギーを使用して：

バックアップ時間 = 8.28 kWh ÷ 1.0 kW = 8.28時間

別の2 kWの連続負荷をオンにします：

合計負荷 = 3 kW

バックアップ時間 = 8.28 ÷ 3 = 2.76時間

同じバッテリー。

バックアップ時間がほぼ3倍短くなります。

これが、ディストリビューターが以下のような主張に注意すべき理由です：

"10 kWh = 8時間のバックアップ。"

仮定された負荷がその横に記載されているときにのみ意味があります。

負荷はほとんど一定ではありません

単純な計算には別の問題があります。

冷蔵庫のコンプレッサーはサイクルします。

ヒートポンプは電力を変えます。

ライトはオンとオフを切り替えます。

やかんは数分間2～3 kWを消費し、その後負荷プロファイルから消えることがあります。

そこで、2つの質問を分けます：

エネルギーの質問：停電中に保護された負荷は何kWh消費しますか？

電力の質問：インバーターとバッテリーがサポートしなければならない同時最大kWは何ですか？

10 kWhのバッテリーは理論的には8時間の必須負荷エネルギーを提供できますが、大きなモーターや機器がインバーターの連続または突発的な能力を超えるとシャットダウンします。

だからこそ、私はkWhだけでRuibit/Dawniceの家庭用バックアップパッケージをサイズ設定することは決してありません。

予備のSoCは停電が始まる前に答えを変える可能性があります

住宅所有者が毎日太陽光自家消費のためにバッテリーを使用していると想像してください。

18:00にグリッドが停止します。

バッテリーのSoCはわずか45%.

システムが高い初期SoCで8.28 kWhの利用可能なACエネルギーを基に設計されていた場合、その元のバックアップ推定はもはや適用されません。

簡略化された推定のために：

10 kWh × 45%の残りSoC × 92%の変換効率 ≈ 4.14 kWh AC

1 kWの平均バックアップ負荷で：

4.14 ÷ 1 = 4.14時間

これがバックアップ予備設定が重要な理由です。

保証された予備を求める住宅所有者は、日常の太陽光シフトや料金裁定のために一部のバッテリー容量が利用できなくなることを受け入れなければなりません。

バックアップと日々の節約は同じkWhを競っています。

停電中のソーラーはバックアップを延長できますが、約束しないでください

家に孤立したバックアップ中に動作できる互換性のある太陽光発電があれば、昼間のPVが負荷を支え、バッテリーを充電することができます。

それによりバックアップ時間が大幅に延長される可能性があります。

しかし、モデルを作らずに固定の数値を設定することはできません：

PVのサイズ

季節

天候

バックアップアーキテクチャ

家庭の負荷

バッテリー充電制限

NRELは、実際の住宅のバックアップ持続時間は、バッテリーの充電レベル、停電の時間、家庭の負荷プロファイル、利用可能な太陽光発電などの要因によって異なると指摘しています。NREL

晴れた6月の停電と冬の夜の停電は同じイベントではありません。

インストーラーのワークシートに記載する計算

初回の推定のために：

使用可能なDCエネルギー = 名目容量 × 使用可能な割合

使用可能なACエネルギー = 使用可能なDCエネルギー × バッテリー対負荷効率

バックアップ時間 = 使用可能なACエネルギー ÷ 平均バックアップ負荷

例えば：

10 kWh × 90% × 92% = 8.28 kWh AC

次に：

これらは作業例の値であり、特定のバッテリーの性能主張ではありません。

実際のシステムを引用する前に、すべての仮定を実際の製品データと顧客の保護負荷スケジュールに置き換えます。

それがB2Bバイヤーが販売すべき数値です：

記載された条件下での使用可能なACエネルギー。

単にバッテリーに印刷された最大のkWh数ではありません。

バックアップ時間はバッテリーと家の両方に属します。負荷、初期のSoC、予備設定、インバータ損失、または太陽光の利用可能性を変更すると、時間もそれに応じて変わります。

よくある質問
1. 家庭用バッテリーのバックアップ時間をどう計算しますか？

使用してください：

バックアップ時間（時間） = 使用可能なACエネルギー（kWh） ÷ 平均バックアップ負荷（kW）

例えば、1 kWの平均負荷に供給される8.28 kWhの使用可能なACエネルギーは、約8.3時間のバックアップを提供します。

2. 10 kWhのバッテリーは実際に10 kWhのバックアップエネルギーですか？

必ずしもそうではありません。使用可能なエネルギーは、DoD制限、予備のSoC、インバーター損失、システム消費、運転条件により低くなる可能性があります。バックアップ時間を推定する際は、定格容量ではなく実際の使用可能なACエネルギーを使用してください。

3. なぜ家庭によってバックアップ時間がこれほど変わるのですか？

バックアップの持続時間は、供給される負荷に依存します。8.28 kWhの使用可能なバッテリーは理論的には1 kWの平均負荷を約8.3時間支えることができますが、3 kWの負荷では約2.8時間しか支えられません。

4. ソーラーパネルは家庭用バッテリーのバックアップ時間を延ばすことができますか？

はい、ソーラーシステムが停電中に動作するように設計されている場合は可能です。利用可能なPVは家庭の負荷を供給し、バッテリーを再充電する可能性がありますが、実際のバックアップ延長は天候、季節、PV出力、システムアーキテクチャに依存します。

5. インバーターの出力はバッテリーのバックアップ時間に影響しますか？

はい、しかしバッテリー容量とは異なります。kWhは利用可能なエネルギーとおおよその持続時間を決定し、kWはシステムが家庭の瞬時負荷やサージ負荷を支えられるかどうかを決定します。