Доработка накопления батарей для существующей солнечной энергии на крыше: рабочий процесс проектирования

Retrofitting Battery Storage to Existing Rooftop Solar - A Design Workflow

Начните с инвертора, а не с батареи

При добавлении накопления энергии к существующей солнечной системе на крыше сначала проверьте существующий солнечный инвертор, электроснабжение дома, профиль нагрузки, требования к резервному питанию и схему учета. Основное проектное решение обычно заключается в том, чтобы сохранить существующий солнечный инвертор и добавить накопление с AC-соединением, заменить его на совместимый гибридный инвертор или переработать часть солнечной системы.

Запрос на модернизацию часто выглядит так:

"Уже установлено солнечное оборудование мощностью 6 кВт. Клиент хочет батарею на 10 кВтч."

Я бы пока не стал называть цену на батарею.

Я бы попросил фотографию ярлыка инвертора.

Одна крыша, три возможных пути доработки

Рассмотрим гипотетический дом:

Существующий солнечный источник:6,4 кВтп
Солнечный инвертор:5 кВт, подключенный к сети
Годовое потребление:8,200 кВтч
Желаемое накопление:примерно 10–15 кВтч
Новое требование:использование солнечной энергии в вечернее время плюс резервное питание для критических нагрузок

Существующий инвертор меняет решение.

Путь модернизацииСуществующий солнечный инверторКогда это имеет смысл
Батарея с AC-соединениемСохраненаСуществующий инвертор относительно новый и стоит сохранить
Преобразование в гибридный инверторЗамененИнтеграция батареи и резервное питание оправдывают замену инвертора
Частичное переосмыслениеЗависитСуществующие строки, фазы или оборудование создают ограничения

NRELописывает системы с AC- и DC-соединением как разные архитектуры с различными путями преобразования энергии.

Для новой установки я могу сначала выбрать архитектуру.

Для модернизации здание уже приняло некоторые решения за меня.

Сохранение существующего инвертора может быть лучшим инженерным решением

Предположим, что солнечный инвертор мощностью 5 кВт всего три года, работает надежно и соответствует требованиям местной сети.

Удаление его только потому, что новый гибридный инвертор делает схему более чистой, может привести к потере полезного оборудования.

Система накопления с AC-соединением может позволить существующему солнечному инвертору оставаться в эксплуатации, в то время как отдельный инвертор для батареи управляет накоплением.

Но есть компромисс.

Энергия, перемещающаяся от солнечных панелей в накопитель с AC-соединением, может проходить через дополнительные стадии преобразования по сравнению с некоторыми системами с DC-соединением. Также необходимо проверить интеграцию управления и поведение резервного питания.

Теперь измените один факт.

Существующий инвертор уже 11 лет.

Внезапная замена его на гибридный инвертор может быть гораздо легче оправдана.

Вот почему у меня нет правила "AC-соединение лучше для модернизации".

У меня есть:

правило "Что все еще стоит сохранить?".

Retrofitting Battery Storage to Existing Rooftop Solar - A Design Workflow

Резервное питание изменяет проект больше, чем емкость батареи

Владелец дома может сказать:

"Я хочу, чтобы солнечные панели и батарея работали во время отключения электроэнергии."

Это предложение может существенно изменить объем оборудования.

Обычная сетевое подключенное солнечное PV-система обычно не может просто продолжать обеспечивать электроэнергией бытовые цепи во время отключения сети без соответствующей архитектуры резервирования/островного режима.

Поэтому модернизация может потребовать:

резервного или EPS-выхода

оборудования для передачи/шлюза

защищенных цепей нагрузки

изоляции от сети

соответствующего учета

и совместимого управления солнечными панелями и батареей в островном режиме.

Первый полезный вопрос становится:

Что должно оставаться под напряжением?

Предположим, защищенные нагрузки составляют:

Основная нагрузкаПриблизительная мощность
Холодильник/морозильник250 Вт
Интернет/безопасность100 Вт
Освещение250 Вт
Управление отоплением/насосы300 Вт
Выбранные розетки400 Вт
Приблизительная сумма1,3 кВт

В течение восьми часов:

1.3 кВт × 8 ч = 10.4 кВтч AC

Номинальная батарея на 10 кВтч уже слишком мала при этом преднамеренно консервативном предположении, прежде чем учитывать потери при преобразовании и ограничения резервов.

Но если эти нагрузки не работают непрерывно на своих номинальных значениях, реальная потребность в энергии может быть ниже.

Вот почему я бы использовал фактические интервальные данные и график основных нагрузок, а не просто умножал данные с табличек приборов.

Батарея должна соответствовать нагрузке и инвертору

Предположим, что исследование нагрузки указывает на примерно 10 кВтч полезного хранения.

Мы все еще не доказали, какую батарею купить.

Для модернизации на гибридный инвертор я бы проверил:

диапазон рабочего напряжения батареи

максимальный ток заряда/разряда

ограничение тока батареи инвертора

протокол CAN или RS485

совместимость с BMS

версии прошивки

максимальное/минимальное количество модулей

непрерывное и импульсное резервное питание

"48 В батарея" плюс "48 В инвертор" недостаточно.

Так же как и:

"Оба поддерживают CAN."

Для пакета Ruibit/Dawnice я хотел бы, чтобы точная пара батареи и инвертора была зафиксирована до прибытия установщика, а не определялась во время пусконаладки.

Retrofitting Battery Storage to Existing Rooftop Solar - A Design Workflow

Избыток солнечной энергии говорит мне больше, чем солнечные кВтп

Массив на крыше мощностью 6,4 кВт не означает, что дому нужна батарея на 6,4, 10 или 15 кВтч.

Я хочу знать, сколько солнечной энергии фактически экспортируется.

Предположим, данные за интервал показывают:

Средний полезный избыток в полдень: 8 кВтч

Вечернее чистое потребление: 7 кВтч

Это делает батарею класса около 10 кВтч стоящей исследования.

Теперь посмотрим на зиму:

Избыток в полдень: 2 кВтч

Вечернее потребление: 11 кВтч

Та же крыша.

Разное использование батареи.

Вот почему годовая генерация солнечной энергии сама по себе является слабым входом для определения размера хранилища. Данные за интервал показывают, перекрываются ли избыток солнечной энергии и последующий спрос домохозяйства таким образом, чтобы хранилище могло это использовать.

Я обычно проверяю как минимум представительныйлетний, зимний, будний и выходной профиль, желательно используя полный год данных за интервал, если это возможно.

Размер CT мал. Ошибка — нет.

После установки ESS необходимо знать, импортирует ли дом или экспортирует электричество.

Это часто зависит от счетчика или трансформатора тока на точке подключения к сети.

Если трансформатор тока перевернут, подключен к неправильной фазе или установлен так, что не может видеть все соответствующие потоки домохозяйства/Солнечной энергии, система управления может принимать вполне логичные решения на основе неверных данных.

Результат может выглядеть как неисправность батареи:

неожиданный импорт из сети

неудача в зарядке от избытка солнечной энергии

неправильное ограничение экспорта

странные значения в приложении

Поэтому для доработки я указываюместоположение счетчика/CT на проектном чертеже.

Это часть системы управления.

Не просто после мысли о вводе в эксплуатацию.

Моя точка удержания для модернизации

Перед тем как выбрать окончательный пакет батарей Ruibit/Dawnice, я хочу закрыть эти вопросы:

Входные данные для проектированияЧто должно быть проверено
Существующие солнечные панелиРазмер массива и расположение строк
Существующий инверторТочная модель, возраст и характеристики
Поставка для домохозяйстваНапряжение, фаза и мощность обслуживания
Цель храненияСолнечное самопотребление, изменение тарифов, резервное копирование
Данные о нагрузкеПотребление по интервалам, где доступно
Резервное копированиеОсновные нагрузки, мощность и продолжительность
АрхитектураСетевое соединение переменного тока, гибридное преобразование или редизайн
СовместимостьТочное соответствие батареи и инвертора
ИзмерениеТип и расположение счетчика/трансформатора тока
УстановкаПространство, вес, зазор и окружающая среда
Будущие нагрузкиЭлектромобили, тепловые насосы, электрическая плита

Только тогда я хочу окончательную модель батареи.

Этот порядок имеет значение.

Доработка не является новой системой солнечной энергии с накоплением, построенной на пустом чертеже. Она наследует оборудование, проводку, одобрения, физические ограничения и иногда старые проектные решения.

Некоторые из них стоит сохранить.

Другие как раз то, что проект батареи должен исправить.

Перед тем как спрашивать, какая батарея подходит к существующей солнечной системе, решите, какие части существующей солнечной системы все еще стоит проектировать.

Retrofitting Battery Storage to Existing Rooftop Solar - A Design Workflow

Часто задаваемые вопросы

1. Могу ли я добавить домашнюю батарею к существующей солнечной системе на крыше?

Да. В зависимости от существующего инвертора и требований проекта, вы можете сохранить солнечный инвертор саккумуляторным хранилищем, подключенным по переменному току,, заменить его на гибридный инвертор или частично переработать систему.

2. Должен ли я заменить свой существующий солнечный инвертор при добавлении батареи?

Не обязательно. Относительно новый, соответствующий требованиям, надежный инвертор может стоить того, чтобы его сохранить. Замена становится более привлекательной, когда существующий инвертор устаревает, несовместим или не может поддерживать необходимую архитектуру резервного питания.

3. Как выбрать емкость батареи для существующей солнечной системы?

Не рассчитывайте батарею только по солнечным кВтп. Сравнитеизбыток солнечной энергии за интервал, потребление домохозяйства, вечерний спрос, требования к резервному питанию, полезную емкость батареи и сезонные колебания..

4. Обеспечивает ли добавление батареи автоматический резервный источник питания во время отключения электроэнергии?

Нет. Резервное питание может требовать совместимого инвертора, EPS или резервного выхода, изоляции от сети, оборудования для переключения, защищенных цепей нагрузки и соответствующего управления солнечной и батарейной энергией во время отключения.

5. Почему совместимость батареи и инвертора важна при модернизации солнечной системы?

Батарея и инвертор должны соответствоватьдиапазону напряжения, пределам тока, протоколу BMS, прошивке, конфигурации модулей и функциям резервного питания. Соответствие напряжению или интерфейсам CAN/RS485 само по себе не доказывает совместимость.