単相と三相の家庭用ESS:バッテリーとインバーターを家庭の電力供給に合わせる方法

三相の家は自動的に三相バッテリーを必要としない

三相の家庭は自動的に三相バッテリーシステムを必要とするわけではありません。どの家庭ESSのサイズを決定する前に、建物の供給、インバーターのトポロジー、位相間の負荷の分布、停電時に三相電力を必要とする機器、および地元の電力網の規則を確認します。

バッテリーはDCを蓄え、インバーターはそれを家が実際に使用するACに変換します。

そのため、バッテリー容量を選択する前に電力供給とバックアップ負荷を確認します。

single-phase vs three-phase home energy storage system wiring

家A:230V単相供給

よりシンプルな設置から始めましょう。

家Aには次のものがあると仮定します:

230V単相グリッド供給

8kWpの屋上太陽光発電

10kWhのバッテリー

5kWの必須バックアップ負荷

電気の経路は概念的に簡単です:

グリッド → 単相インバーター → 家庭負荷

PVとバッテリーは選択されたハイブリッドまたはAC結合アーキテクチャに従って接続されています。

この家の場合、通常は適切な単相ハイブリッドインバーターを評価します:

AC電圧

連続出力電力

バッテリー電圧範囲

PV入力範囲

バックアップ/EPS機能

バッテリー通信

現在のDawniceの例は、そのDWH-8~10K-LP1EU-SC単相ハイブリッドインバーターで、発表されています。220/230/240V L+N+PE出力とともに、45–58V DCバッテリー範囲および8kW/10kWの定格出力オプション。(energydawnice.com)

単相の家庭では、供給アーキテクチャとインバーターアーキテクチャは比較的簡単に整合させることができます。

家Bはもう少し詳しく見る必要があります。

家B:400/230V三相供給

さて、家Bには次のものがあると仮定します:

400/230V 三相供給

12kWp PV

ヒートポンプ

11kW 三相EV充電器

20kWh 提案されたバッテリー

建物には3つのライン導体があります:

L1

L2

L3

単相負荷がそれらに分配されています。

最初の間違いは20kWhバッテリーを見て次のように尋ねることです:

これは三相バッテリーですか?

それは通常、システムの間違ったレイヤーです。

私は尋ねます:

インバーターはDCバッテリーをL1、L2、L3にどのように接続しますか?

例えば、Dawniceの公開されたHVスタッカブル住宅システムは、三相インバーターとバッテリーシステムとして提示されています、引用された製品ページでは約10.64kWhから37.27kWhの高電圧バッテリー構成があります。(energydawnice.com)

バッテリー、インバーター、および承認された通信構成は1つのシステムとして扱う必要があります。

単相バッテリーインバーターは三相の家で機能するか?

時には、システムアーキテクチャや適用されるネットワーク要件によって異なります。

例えば、BハウスがL1に単相バッテリーインバーターを設置したとします。

通常のグリッド接続運転中、サイトメーターはバッテリーが1つの相で動作している間、プロパティ全体のネット電力フローを測定するかもしれません。

しかし、電気的には、そのバッテリーインバーターはまだ1つの相に接続されています。.

バックアップ中、その区別はさらに重要です。

仮定しましょう:

L1 → 冷蔵庫、照明、ソケット

L2 → 一般家庭負荷

L3 → 一般家庭負荷

そして、ヒートポンプや他の機器は真の三相電力を必要とします。

単相バックアップ出力は、家が通常三相の電力を受け取るからといって、三相供給を再現することはできません。

したがって、有用な質問は次のとおりです:

停電時に電源を維持する必要がある負荷はどれですか?

三相機器がアーキテクチャを決定することがある

ここで負荷スケジュールを開きます。

負荷供給バックアップが必要ですか?
冷蔵庫単相はい
照明単相はい
ルーター/セキュリティ単相はい
ヒートポンプ実際のモデルを確認多分
EV充電器三相通常はいいえ
ワークショップモーター三相プロジェクト特有

バックアップが冷蔵、照明、通信および選択されたコンセントに限られる場合、設置者は複数の実行可能なアーキテクチャを持つことができます。

要件を変更してください:

停電中に三相ヒートポンプを運転させる。

これで選択肢が絞られます。

インバータシステムが必要な三相EPS/オフグリッド出力を提供できるか、十分な連続電力、適切な起動能力、および正しい位相関係を確認する必要があります。

Dawniceのインバータ文書は、実際の三相運転が何を含むかを示しています。そのマニュアルは、3P1、3P2、3P3を使用した三相並列構成を説明しています。120°の位相ずれで、230Vの位相対中性において、文書化されたライン対ライン電圧は約398Vです。(energydawnice.com)

したがって、三相バックアップはシステム機能です。これは、3本の独立した導体をバッテリーに接続するだけでは作成されません。

12kWのインバーターはフェーズについてすべてを教えてくれるわけではない

三相ホームESSが次のように定格されていると仮定します:

12kW

12kW未満の家庭用負荷のすべての組み合わせが自動的に受け入れ可能であるとは思いません。

データシートはまだ次の質問に答える必要があります:

総連続出力は何ですか?

位相ごとの制限はありますか?

どれだけの位相不均衡が許可されていますか?

どのくらいの過負荷またはサージが利用可能ですか?

中性はどのように処理されますか?

バックアップモードでも同じ定格が適用されますか?

家庭は合計で8kWしか引き出せない場合がありますが、1つの位相が不均衡な割合を持つことがあります。

インバータ設計によっては、その位相が完全なシステムが12kWに達する前に制限に達することがあります。

したがって、三相の見積もりには、負荷分布が必要です。単に家庭全体の需要ではありません。

バッテリーの互換性は別のチェックが必要

ACアーキテクチャが明確になったら、DC側に移ります。

モジュラー高電圧バッテリーの場合、モジュールの数を変更することでバッテリーのストリング電圧を大幅に変更できます。

DawniceのDW-HVSシリーズがこれを示しています。その公開された構成は次のように広がっています2モジュールで204.8V、7モジュールで716.8Vの公称電圧、対応する動作電圧ウィンドウ。(energydawnice.com)

ペアリングを承認する前に、以下を確認します:

バッテリーの最小動作電圧

バッテリーの最大電圧

インバーターのバッテリー電圧ウィンドウ

最大充電/放電電流

BMS通信プロトコル

ファームウェア

承認されたモジュール数

承認されたインバーターペアリング

インバーターは建物の三相供給に適していても、選択したバッテリーには適していない場合があります。

AC側の互換性とDC側の互換性は、別々のチェックです。

既存の太陽光発電が最適なアーキテクチャを変えることがある

レトロフィットは別の決定を追加します。

仮にB邸に既存の三相PVインバーターがあるとします。

既存の機器、プロジェクトの目的、地域の要件に応じて、設置者は以下を検討するかもしれません:

既存のPVインバーターを維持し、AC結合ストレージを追加する

または

互換性のあるハイブリッドアーキテクチャに移行する

または他のメーカー承認の構成。

その選択は以下に影響を与える可能性があります:

バックアップ運用

停電中にPVが利用可能かどうか

メーターおよびCTレイアウト

輸出制御

設置コスト

将来のバッテリーまたはPVの拡張

これが、バッテリーkWhだけで三相ホームESSを見積もらない理由です。

システムの見積もり前に私が望むこと

Ruibit/Dawniceの住宅プロジェクトの場合、設置者に以下を尋ねます:

1. グリッド供給 — 単相、分相、または三相

2. 電圧と周波数

3. 既存のPVインバーターモデル

4. 関連する場合のL1/L2/L3負荷分配

5. 大型単相および三相機器

6. 実際にバックアップを必要とする負荷

7. 最大同時バックアップ電力

8. 必要なバックアップ時間

9. 適用される電力網および輸出要件

その後、選択の順序は次のようになります:

供給アーキテクチャ → 負荷分配 → バックアップ境界 → インバーター → バッテリー電圧と電力 → バッテリーkWh

ダウンナイスは現在、単相住宅用インバーターと製品高電圧三相住宅用バッテリー/インバーターソリューションの両方を公開しており、技術サポートライブラリには複数の構成のためのバッテリー–インバーター通信手順が含まれています。(energydawnice.com)

これにより、インストーラーはすべての家を同じ構成に強制するのではなく、異なる製品アーキテクチャを評価できます。

バックアップ負荷—単に電力会社のフェーズだけではなく—がESSアーキテクチャを決定すべき

単相の家の場合、電気アーキテクチャは通常、適切なサイズの単相ホームESSを指し示します。

三相の家の場合、まず負荷スケジュールを確認してください。

どの相が重要な負荷を担っていますか?

重要な機器は本当に三相ですか?

それらの機器は停電中に動作する必要がありますか?

インバーターの総合および相ごとの制限は何ですか?

バッテリー電圧とBMS構成はそのインバーターに合っていますか?

適用される電力網の要件は何を許可していますか?

これらの質問に答えた後で初めて、バッテリー容量を確定します。

電力網接続は、家がどのように電力を受け取るかを示します。負荷スケジュールは、その電力がどこで必要とされるかを示します。インバーターは、電力網がダウンしたときにバッテリーが実際にサポートできる負荷を決定します。

single-phase vs three-phase home energy storage system wiring

よくある質問

1. 三相の家は常に三相の家庭用ESSを必要とするか?

いいえ。正しいアーキテクチャは、負荷分配、インバーターのトポロジー、バックアップ要件、三相機器、および地域の電力網ルールに依存します。.

2. 単相バッテリーインバーターは三相の家で機能するか?

時には。単相インバーターは、システム設計と電力網ルールが許可する場合に1つの相で動作できます。ただし、三相電力を必要とする機器に対して本物の三相バックアップを提供することはできません。

3. フェーズごとのインバーター制限が重要な理由は?

三相インバーターは、相ごとの電力制限に達する可能性があります。家庭全体の需要がその全体のkW定格を下回っていても、インストーラーはL1/L2/L3の負荷分配を確認する必要があります。

4. 三相インバーターにバッテリーを合わせる前に何をチェックすべきか?

確認してくださいバッテリー電圧範囲、インバーター電圧ウィンドウ、充電/放電電流、BMSプロトコル、ファームウェア、モジュール数、および承認されたバッテリー–インバーターのペアリング.

5. 何が家庭用ESSのアーキテクチャを決定すべきか?

まず、建物の供給、負荷スケジュール、バックアップ回路、大型機器、インバーターの能力、および電力網の要件。これらの条件が理解された後にバッテリー容量を確定するべきです。