インターバル負荷データから家庭用バッテリーをサイズ決定する方法

日々のkWhの数値は、通常、私が最初に見る数値ではありません

インターバル負荷データから家庭用バッテリーのサイズを決定するには、まずバッテリーが何をするべきかを決め、その後、関連する時間枠内で必要なエネルギーと電力を計算します。太陽光の自己消費のためには、太陽光発電が減少した後の家庭の負荷を測定します。バックアップのためには、重要な負荷とその停電時間を特定します。時間帯別のシフトのためには、高い料金の時間帯内の負荷を計算します。バッテリーのkWhは、システムがそれらの負荷をどれだけ長く供給できるかを決定します。インバーターとバッテリーのkWは、それらを供給できるかどうかを決定します。

これが、インストーラーが私に送ってくるときにためらう理由です：

年間消費量：7,300 kWh

そして、家が10 kWhまたは15 kWhのバッテリーを必要とするかどうかを尋ねます。

その年間の数値は、家の平均を教えてくれます。20 kWh/日.

それは、住宅所有者が18:30に電気で料理をするのか、夜間にEVを充電するのか、冬にヒートポンプを運転するのか、または屋根のPVが発電している間にほとんどの電力を使用するのかを教えてくれません。

インターバルデータはそれを教えてくれます。

米国エネルギー省は、インターバルデータを、月次請求書の中に隠れた日々および週ごとの負荷プロファイルを明らかにする、1時間またはそれより短い間隔での読み取りとして説明しています。DOE

家庭用ESSの場合、その違いがサイズ決定の問題です。

バッテリーカタログを開く前に火曜日を開くでしょう

30分ごとのスマートメーターのデータを持つ仮想の家を考えてみましょう。

それは：

年間電力使用量：7,300 kWh

平均日々の消費量：20 kWh

6 kWpの屋根上PV

住宅所有者は、太陽光の自己消費を増やし、いくつかのバックアップ容量を保持したいと考えています。

典型的な春の平日は次のようになります：

家は20 kWhを消費します。

しかし、20 kWhのバッテリーは、実際の目的が昼間の太陽光を夕方に移動させるだけであるなら、あまり意味がありません。

有用な最初の数値は次のように近いです：

夕方の正味需要 = 8.5 − 2.0 = 6.5 kWh

これで、設計の価値があるものが得られました。

負荷が6.5 kWhであっても、6.5 kWhのバッテリーではありません

バッテリーには損失と運用限界があります。

例を挙げてみましょう：

必要なACエネルギー：6.5 kWh

バッテリーから負荷への効率: 92%

許可される使用可能な割合: 90%

次に：

必要な名目エネルギー = 6.5 ÷ (0.92 × 0.90) ≈ 7.85 kWh

名目10 kWhのバッテリーは、この特定の春の日の目標に対して合理的に見えます。

それは意味しません：

20 kWh/日家庭 = 10 kWhバッテリー

意味するのは:

この負荷プロファイル + この太陽光プロファイル + これらの仮定 ≈ 定義された夕方シフト業務のための最小名目要件8 kWh。

NRELは同様にバッテリーを分離します電力からエネルギーストレージのサイズを決定する際に: エネルギーは自立性を決定し、放電電力は依然として必要な負荷を満たさなければなりません。NREL

その区別は5分後に重要になります。

その後、オーブンとヒートポンプが同時にオンになります

18:10にインターバルデータは次のことを示しています:

ヒートポンプ: 2.4 kW

誘導調理: 3.0 kW

照明/冷蔵/一般負荷: 0.8 kW

合計:

6.2 kW

10 kWhのバッテリーには十分な蓄積エネルギーがあるかもしれません。

しかし、バッテリー–インバーターパッケージが5 kWを連続的に供給できる場合、家庭は依然としてグリッドから電力を輸入します。

これが、同じインターバルファイルから2つの異なる結果を抽出する理由です:

バッテリーkWhでのみ販売するディストリビューターは、システムの半分を解決しています。

バックアップは計算を変更します。なぜなら、一部のエネルギーが手の届かないものになるからです。

今、住宅所有者は別の要件を追加します:

"4時間のバックアップが欲しい。"

4時間の何？

基本負荷スケジュールは次の通りです：

冷蔵庫 + 冷凍庫：平均0.25 kW

インターネット/セキュリティ：0.10 kW

照明：0.15 kW

暖房制御/循環：0.30 kW

おおよその基本負荷：

0.80 kW

4時間の場合：

0.80 × 4 = 3.2 kWh AC

同じ92%の放電効率を使用すると：

3.2 ÷ 0.92 ≈ 3.48 kWhのバッテリー側エネルギー

所有者が常にその予備を利用可能にしたい場合、これらの3.48 kWhは日々の太陽光シフトのために同時に約束することはできません。

ここで、理にかなった10 kWhの提案が厳しくなることがあります。

NRELの住宅用ストレージモデリングは、バックアップの持続時間が停電が始まるときのバッテリーの充電レベル、家庭の負荷プロファイル、インバーターの効率、そして停電中にPVがバッテリーを充電できるかどうかに依存することを示しています。NREL

"10 kWhがX時間を提供する"は、したがって真剣な普遍的な主張ではありません。

冬は私が次に求めるファイルです

春は10 kWhシステムを良く見せました。

次に1月を開きます。

ヒートポンプは長く稼働します。

夕方の消費が増えます。

太陽光発電の生産が減少します。

バッテリーはPVから完全に充電されないかもしれません。

これが私が好む理由です：利用可能な場合は少なくとも12か月の間隔データ1日だけの魅力的な太陽光からサイズを決定するのではなく。

私は次のことを探します：

冬の平日

夏の平日

週末

最高負荷の日

最低の太陽光/高負荷期間

EV充電日

異常だが繰り返される負荷

DOEは、インターバルプロファイルが時間帯、曜日、天候、占有状況に関連する変化を明らかにし、月次合計が隠すことができると指摘しています。DOE

住宅用インストーラーにとって、1つの「典型的な日」が役立ちます。

BOMを凍結するだけでは不十分です。

EV充電は、バッテリーを追加する代わりに負荷を取り除くことがよくあります

仮に家に7 kWのEV充電器を追加したとします。

明らかな反応は次のとおりです：

大きなインバーター + 大きなバッテリー。

必ずしもそうではありません。

車が低料金で夜間にグリッドから充電できるなら、なぜ家庭用バッテリーをそれに放電する必要があるのでしょうか？

EVが正午の太陽光余剰時に直接充電できるなら、なぜその電力をまず固定バッテリーに蓄える必要があるのでしょうか？

これは給湯、プールポンプ、その他の柔軟な負荷にも当てはまります。

バッテリー容量を増やす前に、負荷を移動できるかどうかを確認したいと思います。

これは、家庭用ESSのサイズ決定と単純なバックアップサイズ決定の最大の違いの1つです：

家にはスケジュールできる負荷が含まれています。

スマート制御戦略は、時には別の5 kWhモジュールよりも多くのコストを節約できることがあります。

私はRuibit/Dawniceに負荷ファイルを提供するでしょう、『10 kWhが必要です』とは言いません

反復可能な家庭用ESSパッケージを構築するインストーラーまたはディストリビューターにとって、インターバルデータを小さな設計出力のセットに減らします。

次に、実際のRuibit/Dawniceバッテリーとインバーターの組み合わせを確認します。使用可能な容量、連続出力、バッテリー電流、電圧範囲、BMSプロトコル、バックアップ出力、PV充電能力、地域の電気要件について。.

この表は製品を選択しません。

それは製品が証明しなければならないことを教えてくれます。

10 kWhのバッテリーは、同じ家の中で大きすぎたり小さすぎたりすることがあります

春の太陽光シフトには大きすぎる。

8時間の冬の停電には小さすぎる。

これは矛盾ではありません。

それは、住宅所有者が1つのバッテリーに2つの異なる仕事をさせるように求めたことを意味します。

これが、住宅用バッテリー提案を次のように終わらせない理由です：

推奨容量：10 kWh

私はそれを次のようなものに近いもので終わらせます：

10 kWhは、述べられた前提条件の下でモデル化された夕方のシフト要件を満たします。バックアップの持続時間は、予備のSoC、実際の保護負荷、季節的な需要、および停電中のPVの可用性に依存します。

あまり興奮しない。

もっと役に立つ。

家庭用ESSのサイズ決定において、最良のインターバルデータは、私が販売できるバッテリーの大きさを教えてくれません。

それは私に教えてくれますバッテリーが実際に移動を求められている時間、運ぶべき負荷、そして最初からバッテリーに載せるべきではない負荷を。

よくある質問
1. インターバル負荷データから家庭用バッテリーをどのようにサイズ決定しますか？

バッテリーがカバーしなければならない期間中に使用されるkWhを特定し、次に使用可能な容量とシステム損失を調整します。バッテリーとインバータが必要な電力を供給できることを確認するために、ピークkWを別途確認します。

2. 日々の電力消費は家庭用バッテリーのサイズ決定に十分ですか？

いいえ。日々または月ごとのkWhは、電力が消費されるタイミングを隠しています。インターバルデータは、夕方の需要、ピーク負荷、EV充電、ヒートポンプの運転、季節的なパターンを明らかにし、推奨されるバッテリーサイズを大きく変える可能性があります。

3. バックアップ用にどれだけのバッテリー容量を確保すべきですか？

希望する停電期間のために必要な基本負荷のエネルギーを計算します。例えば、4時間の間に0.8 kWの基本負荷が必要な場合、変換損失を考慮する前に3.2 kWhのACが必要です。

4. 家庭用バッテリーを選ぶ前に冬の負荷データを確認すべき理由は？

冬は暖房負荷が高く、太陽光発電が低くなる可能性があります。春の太陽光自家消費に適したバッテリーは、冬には十分なエネルギーや充電能力を提供できないかもしれません。

5. 家庭用バッテリーのサイズ決定にEV充電を含めるべきですか？

自動的には含めません。EV充電は柔軟性があり、低料金の時間帯や直接の太陽光発電中にスケジュールされることがよくあります。負荷管理は、バッテリー容量を追加するよりも経済的な場合があります。