Как рассчитать время резервного копирования домашней батареи на основе используемой энергии переменного тока

Батарея на 10 кВтч не означает 10 часов резервного копирования

Время резервного питания домашней батареи должно рассчитываться на основе доступной энергии переменного тока, деленной на среднюю мощность нагрузки, которую необходимо поддерживать. Основное правило:Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). Используйте энергию с переменной стороны, где это возможно, потому что номинальная мощность батареи, резервный уровень заряда, ограничения разряда, потери инвертора и потребление системы могут уменьшить количество энергии, которое фактически достигает бытовых приборов.

Вот почему я колеблюсь, когда кто-то спрашивает:

"Как долго 10 кВтч батарея будет питать мой дом?"

Мой ответ - это другой вопрос:

Какая часть дома?

NREL делает то же различие в моделировании жилого хранения: энергия батареиимощностьявляются отдельными характеристиками. Батарея может иметь достаточно кВтч на несколько часов, в то время как её инвертор все еще не может поддерживать большую мгновенную нагрузку в доме.NRELNREL

Начните с используемой энергии переменного тока, а не с числа на батарее

Номинальная мощность: 10 кВтч

Предположим, что система позволяет использовать 90% этой мощности:

10 × 0.90 = 9.0 кВтч доступной энергии постоянного тока

Теперь предположим 92% эффективности преобразования батареи в переменный ток для этого примера:

9.0 × 0.92 = 8.28 кВтч доступной энергии переменного тока

Таким образом, 10 кВтч батарея обеспечивает примерно

8.28 кВтч для нагрузок переменного тока при этих предположенияхЭто то число, которое мне нужно для расчета времени резервного питания..

Точный результат зависит от фактической батареи, инвертора, рабочего состояния, настроек резерва и потерь в системе. NREL также использовал предположения о глубине разряда и эффективности инвертора при моделировании резервного питания для жилых домов, при этом предупреждая, что реальная продолжительность резервного питания зависит от уровня заряда батареи и нагрузки в доме в момент отключения.

NRELNREL

Теперь разделите на нагрузки, которые действительно остаются включенными

Используя 8.28 кВтч доступной энергии переменного тока:

Время резервного питания = 8.28 кВтч ÷ 1.0 кВт = 8.28 часов

Время резервного копирования = 8.28 кВтч ÷ 1.0 кВт = 8.28 часов

Теперь подключите еще 2 кВт непрерывных нагрузок:

Общая нагрузка = 3 кВт

Время резервного питания = 8.28 ÷ 3 = 2.76 часов

Та же батарея.

Почти в три раза меньше времени резервного питания.

Вот почему дистрибьютор должен быть осторожен с такими заявлениями:

"10 кВтч = 8 часов резервного питания."

Это имеет значение только тогда, когда предполагаемая нагрузка указана рядом с ним.

Нагрузка редко постоянна

Есть еще одна проблема с простым расчетом.

Компрессор холодильника работает циклично.

Тепловой насос изменяет мощность.

Свет включается и выключается.

Чайник может потреблять 2–3 кВт в течение нескольких минут, а затем исчезнуть из профиля нагрузки.

Поэтому я разделяю два вопроса:

Вопрос энергии:Сколько кВтч защитные нагрузки потребят во время отключения?

Вопрос мощности:Какую максимальную одновременную мощность в кВт инвертор и батарея должны поддерживать?

Батарея на 10 кВтч теоретически может обеспечить восемь часов энергии для критически важных нагрузок, но все равно может отключиться, если большой двигатель или прибор превысит непрерывную или пиковую мощность инвертора.

Вот почему я никогда не буду определять размер резервного пакета Ruibit/Dawnice только по кВтч.

Резервный SoC может изменить ответ до начала отключения

Представьте, что владелец дома использует батарею каждый день для солнечного самопотребления.

В 18:00 сеть отключается.

Уровень заряда батареи составляет всего45%.

Если система была спроектирована с учетом 8.28 кВтч доступной энергии переменного тока при высоком начальном уровне заряда, то первоначальная оценка резервного питания больше не актуальна.

Для упрощенной оценки:

10 кВтч × 45% оставшегося уровня заряда × 92% коэффициент преобразования ≈ 4.14 кВтч AC

При средней резервной нагрузке 1 кВт:

4.14 ÷ 1 = 4.14 часов

Вот почему настройки резервного запаса имеют значение.

Владелец дома, который хочет гарантированный резерв, должен принять, что часть ёмкости батареи останется недоступной для ежедневного солнечного переключения или тарифного арбитража.

Резервное питание и ежедневная экономия конкурируют за одни и те же кВтч.

Солнечная энергия во время отключения может продлить резервное копирование — но не обещайте этого

Если в доме есть совместимая солнечная система, которая может работать во время резервного питания, дневная солнечная энергия может поддерживать нагрузки и подзаряжать батарею.

Это может значительно продлить время резервного питания.

Но я бы не стал устанавливать фиксированное число без моделирования:

Размер солнечной панели

сезон

погода

архитектура резервного питания

нагрузка в домохозяйстве

лимит зарядки батареи

NREL отмечает, что фактическая продолжительность резервного питания в жилых домах зависит от таких факторов, как уровень заряда батареи, время отключения, профиль нагрузки дома и доступная солнечная генерация.NREL

Солнечное отключение в июне и отключение зимой ночью — это не одно и то же событие.

Расчет, который я бы внес в рабочий лист установщика

Для первичной оценки:

Используемая DC энергия = Номинальная ёмкость × Допустимая используемая доля

Используемая AC энергия = Используемая DC энергия × Эффективность батареи к нагрузке

Время резервного питания = Используемая AC энергия ÷ Средняя резервная нагрузка

Например:

10 кВтч × 90% × 92% = 8.28 кВтч AC

Тогда:

Это значения из примера, а не заявления о производительности конкретной батареи.

Перед тем как цитировать реальную систему, я бы заменил каждое предположение фактическими данными продукта и графиком защищенной нагрузки клиента.

Это число, которое должен продавать B2B покупатель:

используемая AC энергия при указанных условиях.

Не просто самое большое число кВтч, напечатанное на батарее.

Время резервного питания принадлежит как батарее, так и дому. Измените нагрузки, начальный уровень заряда, настройки резерва, потери инвертора или доступность солнечной энергии, и часы изменятся вместе с ними.

Часто задаваемые вопросы
1. Как мне рассчитать время резервного питания домашней батареи?

Используйте:

Время резервного копирования (часы) = Используемая энергия переменного тока (кВтч) ÷ Средняя нагрузка резервного копирования (кВт)

Например, 8.28 кВтч используемой энергии переменного тока, обеспечивающей среднюю нагрузку в 1 кВт, обеспечивает примерно 8.3 часа резервного копирования.

2. Является ли батарея на 10 кВтч действительно 10 кВтч резервной энергии?

Не обязательно. Используемая энергия может быть ниже из-за ограничений DoD, резервного SoC, потерь инвертора, потребления системы и условий эксплуатации. Используйте фактическую используемую энергию переменного тока, а не номинальную мощность при оценке времени резервного копирования.

3. Почему время резервного копирования так сильно меняется между домами?

Длительность резервного копирования зависит от нагрузок, которые нужно питать. Батарея на 8.28 кВтч теоретически может поддерживать среднюю нагрузку в 1 кВт примерно 8.3 часа, но нагрузку в 3 кВт всего около 2.8 часов.

4. Могут ли солнечные панели увеличить время резервного копирования домашней батареи?

Да, если солнечная система спроектирована для работы во время отключения. Доступная солнечная энергия может обеспечивать нагрузки домохозяйства и потенциально подзаряжать батарею, но фактическое продление резервного копирования зависит от погоды, сезона, выхода солнечных панелей и архитектуры системы.

5. Влияет ли мощность инвертора на время резервного копирования батареи?

Да, но по-другому, чем емкость батареи. кВтч определяет доступную энергию и приблизительную продолжительность, в то время как кВт определяет, может ли система поддерживать мгновенные и пиковые нагрузки домохозяйства.