北米の家庭用バッテリーバックアップシステムのサイズの決め方:120/240V分相負荷とサービスパネルの制限

200Aのサービスがあるからといって、48kWのバッテリーインバーターが必要なわけではありません。

北米の120/240V分相家庭では、バッテリーのバックアップは停電中に運転する必要がある負荷からサイズを決定する必要があります。サービスパネルの100Aまたは200Aの定格からではありません。バッテリーのkWhは、これらの負荷がどれくらいの時間運転できるかを決定し、インバーターのkW、120/240V分相能力、サージ電力、バッテリー放電制限、およびバックアップパネルのアーキテクチャが同時に運転できるものを決定します。

How to Size a Home Battery Backup System for North America - 120/240V Split-Phase Loads and Service-Panel Limits

この区別は重要です。なぜなら、典型的な200Aサービスは、理論的にはほとんどの住宅用バッテリーシステムが継続的に供給することを意図しているよりもはるかに多くの電力を収容できるからです。

240Vでは:

240V × 200A = 48kVA

これは、家が継続的に48kWを消費していることを意味するわけではありません。

また、200Aパネルを持つすべての家が48kWのバッテリーバックアップを必要とするわけでもありません。

パネル内から始める

負荷スケジュールを開いてください。

北米の家には、以下のような負荷が混在している可能性があります:

120V負荷

  • 冷蔵庫
  • 照明
  • インターネット機器
  • 一般的なコンセント
  • 電子レンジ
  • 電子機器

と240V負荷

  • ヒートポンプ
  • 井戸ポンプ
  • 電気レンジ
  • 衣類乾燥機
  • 給湯器
  • EV充電器

分相バックアップシステムは、そのアーキテクチャの両側に対処する必要があります。

米国エネルギー省は、典型的な住宅用電気サービスを120/240Vサービスとして、120Vおよび240Vの家庭用負荷を供給すると説明しています。

家庭用ESSディストリビューターにとって、これはすぐに製品に関する疑問を生じさせます:

インバーターは実際に120/240Vの分相バックアップ出力を提供しますか?

他の市場向けに設計された230V単相インバーターは、その定格電力が10kWだからといって、自動的に適しているわけではありません。

240Vでの10kWには限界があります。

仮に家が10kWの分相インバーターを使用しているとします。.

定格出力全開時:

10,000W ÷ 240V ≈ 41.7A

今、住宅所有者が運転しようとする停電を考えてみてください:

バックアップ負荷おおよその運転電力
ヒートポンプ3.0kW
井戸ポンプ1.5kW
冷蔵庫 + 照明0.7kW
電気レンジ4.0kW
その他の負荷1.0kW
合計10.2kW

バッテリーには30kWhが含まれている可能性があります。

それでも、10kWのインバーターが継続的に10.2kWを供給することはできません。

そして、起動イベントが問題をさらに難しくすることがあります。

ヒートポンプや井戸ポンプが他の負荷がすでに運転している間に始動すると、インバーターはその短時間のサージに耐えなければなりません。

したがって、サイズ決定の順序は:

運転負荷 → 同時負荷 → 起動負荷 → インバーターkW/サージ → バッテリーkWh

除外されます:

200Aパネル → インバーターサイズ

分相とはL1とL2が重要であることを意味します。

北米の120/240Vサービスは、2つの120Vレッグを使用します。

240Vの機器は両方を使用します。

120Vの機器は1つのレッグとニュートラルを使用します。

つまり、バックアップ設計は次のことを尋ねるべきです:

合計kWは何ですか?

さらに次のことを尋ねるべきです:

120Vの負荷はL1とL2の間でどのように分配されていますか?

バックアップの総需要が6kWだけだと想像してみてください。

それは10kWのインバーターには快適に思えます。

しかし、ほとんどの120Vの負荷が1つのレッグに集中しており、インバーターにレッグごとの出力制限がある場合、システムは合計10kWの定格に達する前にそのレッグの制限に達する可能性があります。

これが、インバーターのデータシートに次のことを明記してほしい理由です:

120/240Vスプリットフェーズ出力

連続総電力

適用される場合のレッグごとの制限

サージ/オーバーロード能力

とニュートラル配置.

How to Size a Home Battery Backup System for North America - 120/240V Split-Phase Loads and Service-Panel Limits

必須負荷パネルまたは全住宅バックアップ?

この決定は機器パッケージを劇的に変える可能性があります。

必須負荷バックアップ

選択した回路を保護された負荷パネルに移動します:

冷蔵庫

照明

インターネット

選択したコンセント

井戸ポンプ

おそらくヒートポンプ

大きな裁量負荷はバックアップの外に残ります。

これにより、比較的控えめなバッテリーシステムが長時間の停電に役立つ可能性があります。

全住宅バックアップ

バッテリーシステムは、より広範な転送アーキテクチャの背後にあり、家のほとんどまたはすべてに電力を供給する可能性があります。

"全家庭バックアップ"は、すべての機器が同時に制限なしで動作できることを意味するわけではありません。

負荷管理は依然として次のものを削減する必要があるかもしれません:

EV充電器

電気乾燥機

給湯器

範囲

またはバッテリー電力が制約されているときの他の大きな負荷。

輸入業者や設置業者にとって、この区別は見積もりに表示されるべきです。

販売しないでください:

20kWh 全住宅用バッテリー

電力の境界を定義せずに。

バッテリーkWhはバックアップ負荷の後に来ます。

今、基本負荷スケジュールの平均を仮定します:

3kW

住宅所有者が望むもの:

6時間のバックアップ

基本エネルギー要件:

3 × 6 = 18kWh

選択されたシステムが、例として、90%の使用可能なバッテリーエネルギーと94%の放電経路効率を提供する場合:

必要な名目エネルギー = 18 ÷ (0.90 × 0.94)

≈ 21.3kWh

これは作業されたサイズの例であり、普遍的な推奨ではありません。

実際のサイズは、予備のSoC、温度、バッテリーの劣化、停電時のPVの可用性、家庭の負荷の変動も考慮する必要があります。

これが、同一の200Aサービスパネルを持つ2つの住宅が非常に異なるバッテリー容量を必要とする正当な理由です。

北米の製品パッケージには適切なインバーターが必要です。

Dawniceは現在、米国版の住宅システムを発表しています。120/240Vの分相インバーター出力を使用しており、5〜10kWのインバーターオプションと51.2VのLFPバッテリー構成があります。発表された仕様には、CAN/RS485バッテリー通信と120/240V分相でのEPS出力が含まれています。

Dawniceはまた、UL 1741SA、IEEE 1547、IEEE 2030.5などの北米の要件を含む高電圧の米国インバーター構成もリストしています。

ただし、Ruibit/Dawniceの北米パッケージについては、正確なインバーターモデル、バッテリーのペアリング、現在の認証/リスト状況、電力会社の要件、および適用される地域のコードを見積もり前に確認します。

"米国版"の製品は、その確認の始まりであり、終わりではありません。

サービスパネルは依然として重要です。

パネルの定格はバッテリーのサイズを決定しませんが、既存の電気アーキテクチャはシステムの設置方法に影響を与えます。

見積もり前に、次のことを尋ねます:

主サービス定格 — 100A、150A、200Aなど。

120/240V分相の確認

メインパネルのモデル/レイアウト

PVはすでに設置されていますか?

既存の転送装置はありますか?

大きな240V負荷

重要負荷回路

利用可能なブレーカーポジション

必要に応じたサービス/負荷計算

計画中のEV充電器、ヒートポンプ、またはその他の将来の負荷

その後、インストーラーはプロジェクトが専用のバックアップパネル、広範な全住宅転送アレンジメント、負荷管理機器、または他の承認されたアーキテクチャを使用するかどうかを判断できます。

全国電気コードは、706条の下でエネルギー貯蔵システムに関連する要件を含んでおり、実際の設置は地元で採用されたコード、機器リスト、およびAHJの要件に従う必要があります。NFPA NECの概要

私の北米の見積もりには4つの数字が必要です。

ホームESSパッケージを選択する前に、私は次のことを望みます:

1. 最大連続バックアップ負荷(kW)

2. 最大同時/起動要件

3. 必要な使用可能バックアップエネルギー(kWh)

4. 既存のサービスパネルとバックアップアーキテクチャ

その後、私は確認します:

120/240Vスプリットフェーズ出力

L1/L2の能力

バッテリー放電電力

インバータの連続およびサージ定格

バッテリーの使用可能エネルギー

転送/負荷管理要件

バッテリー–インバータの互換性

および適用される市場の承認。

北米の住宅は200Aのサービスを持つ場合があります。

それは電気サービスがどのように設計されているかを教えてくれます。

それは停電中にバッテリーが供給しなければならないものを教えてくれません。バックアップ負荷がそれを示します。

How to Size a Home Battery Backup System for North America - 120/240V Split-Phase Loads and Service-Panel Limits

よくある質問

1. 120/240Vの家のために家庭用バッテリーバックアップシステムをどのようにサイズしますか?

まず、最大同時バックアップ負荷、起動またはサージ要件、必要なバックアップ持続時間。インバータのkWは供給できる電力の量を決定し、使用可能なバッテリーのkWhは選択された負荷がどれだけの時間動作できるかを決定します。

2. 200Aのサービスパネルは200Aのバッテリーバックアップシステムを必要としますか?

いいえ。200Aのサービス定格は、電気サービスの容量を示すものであり、住宅の実際のバックアップ需要ではありません。バッテリーとインバーターのサイズは、停電中に運転する必要がある負荷に基づいて決定されるべきです。.

3. なぜ分相能力が北米の家庭用バッテリーにとって重要なのですか?

北米の住宅では一般的に120/240Vの分相電力を使用しています。バックアップインバーターは、L1およびL2の120V負荷と240Vの機器を正しくサポートし、合計および適用される各相の電力制限を尊重する必要があります。

4. 必須負荷パネルは全住宅バッテリーバックアップよりも優れていますか?

それは住宅所有者の要件によります。必須負荷パネルは高出力機器を除外し、小さなシステムで稼働時間を延ばすことができます。全住宅バックアップはより広範なカバレッジを提供しますが、より高いインバーター出力、より多くのバッテリー容量、転送機器、および負荷管理が必要になる場合があります。

5. 北米の家庭用ESSを見積もる前に、設置者は何を確認すべきですか?

確認してくださいサービスパネルの定格、120/240Vのアーキテクチャ、必須および240Vの負荷、起動要件、必要な稼働時間、インバーターの分相能力、バッテリー放電制限、転送配置、バッテリー–インバーターの互換性、および適用される承認.