วิธีการคำนวณเวลาแบ็คอัพของแบตเตอรี่ในบ้านจากพลังงาน AC ที่ใช้งานได้

แบตเตอรี่ 10 kWh ไม่หมายถึง 10 ชั่วโมงของการแบ็คอัพ

แบตเตอรี่สำรองในบ้านควรคำนวณจากพลังงาน AC ที่ใช้งานได้หารด้วยกำลังเฉลี่ยของโหลดที่ถูกสำรอง กฎพื้นฐานคือ:Backup time (hours) = usable AC energy (kWh) ÷ average backup load (kW). ใช้พลังงานด้าน AC เมื่อเป็นไปได้เพราะความจุของแบตเตอรี่, SoC สำรอง, ขีดจำกัดการปล่อย, การสูญเสียของอินเวอร์เตอร์ และการใช้พลังงานของระบบสามารถลดพลังงานที่ถึงอุปกรณ์ในบ้านจริงๆ

นี่คือเหตุผลที่ฉันลังเลเมื่อมีคนถาม:

"แบตเตอรี่ 10 kWh จะทำให้บ้านของฉันทำงานได้นานแค่ไหน?"

คำตอบของฉันคือคำถามอีกคำถามหนึ่ง:

ส่วนไหนของบ้าน?

NREL ทำการแยกแยะเดียวกันในแบบจำลองการจัดเก็บในที่อยู่อาศัย: ความจุพลังงานของแบตเตอรี่และความจุพลังงานเป็นลักษณะที่แยกจากกัน แบตเตอรี่สามารถมี kWh เพียงพอสำหรับหลายชั่วโมงในขณะที่อินเวอร์เตอร์ยังไม่สามารถรองรับโหลดในบ้านที่สูงได้ทันทีNRELNREL

เริ่มต้นด้วยพลังงาน AC ที่ใช้งานได้ ไม่ใช่ตัวเลขบนแบตเตอรี่

ความจุที่ระบุ: 10 kWh

สมมุติว่าระบบอนุญาตให้ใช้ความจุ 90% นั้น:

10 × 0.90 = 9.0 kWh พลังงาน DC ที่ใช้งานได้

ตอนนี้สมมุติว่าอัตราการแปลงจากแบตเตอรี่เป็น AC อยู่ที่ 92% สำหรับตัวอย่างนี้:

9.0 × 0.92 = 8.28 kWh พลังงาน AC ที่ใช้งานได้

ดังนั้นแบตเตอรี่ 10 kWh จะส่งมอบประมาณ

8.28 kWh ให้กับโหลด AC ภายใต้สมมุติฐานเหล่านี้นั่นคือหมายเลขที่ฉันต้องการสำหรับการคำนวณเวลาในการสำรอง.

ผลลัพธ์ที่แน่นอนขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่จริง อินเวอร์เตอร์ จุดการทำงาน การตั้งค่าสำรอง และการสูญเสียของระบบ NREL ยังได้ใช้สมมุติฐานเกี่ยวกับความลึกของการปล่อยและประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์เมื่อทำแบบจำลองการสำรองในที่อยู่อาศัย ขณะเตือนว่าระยะเวลาการสำรองจริงขึ้นอยู่กับ SoC ของแบตเตอรี่และโหลดในบ้านในขณะเกิดการขัดข้อง

NRELNREL

ตอนนี้แบ่งโดยโหลดที่ยังคงทำงานอยู่จริง

ใช้พลังงาน AC ที่ใช้งานได้ 8.28 kWh:

เวลาในการสำรอง = 8.28 kWh ÷ 1.0 kW = 8.28 ชั่วโมง

เวลาสำรอง = 8.28 kWh ÷ 1.0 kW = 8.28 ชั่วโมง

ตอนนี้เปิดโหลดต่อเนื่องอีก 2 kW:

โหลดรวม = 3 kW

เวลาสำรอง = 8.28 ÷ 3 = 2.76 ชั่วโมง

แบตเตอรี่เดียวกัน.

เวลาสำรองลดลงเกือบสามเท่า.

นี่คือเหตุผลที่ผู้จัดจำหน่ายควรระมัดระวังกับคำกล่าวอ้างเช่น:

"10 kWh = 8 ชั่วโมงสำรอง."

มันมีความหมายเมื่อมีการระบุโหลดที่สมมติไว้ข้างๆ.

โหลดมักไม่คงที่

มีปัญหาอีกอย่างกับการคำนวณที่ง่าย.

คอมเพรสเซอร์ของตู้เย็นทำงานเป็นรอบ.

ปั๊มความร้อนเปลี่ยนกำลัง.

ไฟเปิดและปิด.

กาต้มน้ำอาจใช้ไฟ 2–3 kW เป็นเวลาหลายนาทีแล้วหายไปจากโปรไฟล์โหลด.

ดังนั้นฉันจะแยกเป็นสองคำถาม:

คำถามด้านพลังงาน:โหลดที่ได้รับการปกป้องจะใช้ kWh เท่าไหร่ในระหว่างการขัดข้อง?

คำถามด้านกำลัง:กำลังสูงสุดที่พร้อมกันที่อินเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่ต้องรองรับคืออะไร?

แบตเตอรี่ 10 kWh อาจให้พลังงานที่จำเป็นได้แปดชั่วโมง แต่ยังคงปิดตัวลงหากมอเตอร์หรืออุปกรณ์ขนาดใหญ่เกินความสามารถในการทำงานต่อเนื่องหรือพีคของอินเวอร์เตอร์.

นี่คือเหตุผลที่ฉันจะไม่ขนาดชุดสำรองบ้าน Ruibit/Dawnice จาก kWh เพียงอย่างเดียว.

สถานะการชาร์จสำรองสามารถเปลี่ยนคำตอบก่อนที่ไฟจะดับ

ลองนึกภาพว่าผู้ใช้บ้านใช้แบตเตอรี่ทุกวันสำหรับการใช้พลังงานจากโซลาร์.

เวลา 18:00 ระบบไฟฟ้าล้มเหลว.

ระดับพลังงานของแบตเตอรี่คือเพียง45%.

หากระบบถูกออกแบบให้มีพลังงาน AC ที่ใช้ได้ 8.28 kWh ที่ระดับพลังงานเริ่มต้นสูง การประมาณการสำรองเดิมไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป.

สำหรับการประมาณการที่ง่ายขึ้น:

10 kWh × 45% ระดับพลังงานที่เหลือ × 92% ประสิทธิภาพการแปลง ≈ 4.14 kWh AC

ที่โหลดสำรองเฉลี่ย 1 kW:

4.14 ÷ 1 = 4.14 ชั่วโมง

นี่คือเหตุผลที่การตั้งค่าการสำรองสำคัญ.

เจ้าของบ้านที่ต้องการการสำรองที่รับประกันต้องยอมรับว่าความจุของแบตเตอรี่บางส่วนจะไม่สามารถใช้ได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ในแต่ละวันหรือการเก็งกำไรจากอัตราค่าไฟฟ้า

การสำรองและการประหยัดในแต่ละวันกำลังแข่งขันกันสำหรับ kWh เดียวกัน

พลังงานโซลาร์ในช่วงที่ไฟดับสามารถขยายเวลาแบ็คอัพ—แต่ไม่ควรสัญญา

หากบ้านมีพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้ากันได้ซึ่งสามารถทำงานในระหว่างการสำรองแบบแยกส่วน พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงกลางวันอาจสนับสนุนโหลดและชาร์จแบตเตอรี่

สิ่งนั้นสามารถขยายการสำรองได้อย่างมาก

แต่ฉันจะไม่กำหนดตัวเลขที่แน่นอนหากไม่มีการสร้างแบบจำลอง:

ขนาด PV

ฤดูกาล

สภาพอากาศ

สถาปัตยกรรมการสำรอง

โหลดของครัวเรือน

ขีดจำกัดการชาร์จแบตเตอรี่

NREL ระบุว่าระยะเวลาการสำรองที่แท้จริงในที่อยู่อาศัยขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงระดับการชาร์จแบตเตอรี่ เวลาในการไฟฟ้าดับ โปรไฟล์โหลดของบ้าน และการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่NREL

การไฟฟ้าดับในเดือนมิถุนายนที่มีแดดและการไฟฟ้าดับในคืนฤดูหนาวไม่ใช่เหตุการณ์เดียวกัน

การคำนวณที่ฉันจะใส่ในแผ่นงานของผู้ติดตั้ง

สำหรับการประมาณการครั้งแรก:

พลังงาน DC ที่ใช้ได้ = ความจุตามชื่อ × สัดส่วนที่ใช้ได้ที่อนุญาต

พลังงาน AC ที่ใช้ได้ = พลังงาน DC ที่ใช้ได้ × ประสิทธิภาพจากแบตเตอรี่สู่โหลด

เวลาสำรอง = พลังงาน AC ที่ใช้ได้ ÷ โหลดสำรองเฉลี่ย

ตัวอย่างเช่น:

10 kWh × 90% × 92% = 8.28 kWh AC

จากนั้น:

นี่คือค่าตัวอย่างที่ทำงาน ไม่ใช่การอ้างสิทธิ์ด้านประสิทธิภาพสำหรับแบตเตอรี่เฉพาะ

ก่อนที่จะอ้างถึงระบบจริง ฉันจะเปลี่ยนสมมติฐานแต่ละข้อด้วยข้อมูลผลิตภัณฑ์จริงและตารางโหลดที่ได้รับการป้องกันของลูกค้า

นั่นคือหมายเลขที่ผู้ซื้อ B2B ควรขาย:

พลังงาน AC ที่ใช้ได้ภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ

ไม่ใช่แค่ตัวเลข kWh ที่ใหญ่ที่สุดที่พิมพ์บนแบตเตอรี่

เวลาสำรองเป็นของแบตเตอรี่และบ้านร่วมกัน เปลี่ยนโหลด เริ่มต้น SoC การตั้งค่าการสำรอง การสูญเสียของอินเวอร์เตอร์ หรือความพร้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ และชั่วโมงจะเปลี่ยนไปพร้อมกับพวกเขา

คำถามที่พบบ่อย
1. ฉันจะคำนวณเวลาสำรองแบตเตอรี่ในบ้านได้อย่างไร?

ใช้:

เวลาแบ็คอัพ (ชั่วโมง) = พลังงาน AC ที่ใช้งานได้ (kWh) ÷ โหลดแบ็คอัพเฉลี่ย (kW)

ตัวอย่างเช่น พลังงาน AC ที่ใช้งานได้ 8.28 kWh ที่จ่ายให้กับโหลดเฉลี่ย 1 kW จะให้เวลาแบ็คอัพประมาณ 8.3 ชั่วโมง

2. แบตเตอรี่ 10 kWh หมายถึงพลังงานแบ็คอัพ 10 kWh จริงหรือไม่?

ไม่จำเป็น พลังงานที่ใช้งานได้อาจต่ำกว่าจากข้อจำกัด DoD, สถานะการชาร์จสำรอง, การสูญเสียจากอินเวอร์เตอร์, การใช้พลังงานของระบบ และสภาพการทำงาน ใช้พลังงาน AC ที่ใช้งานได้จริงแทนความจุที่ระบุเมื่อประมาณเวลาแบ็คอัพ

3. ทำไมเวลาแบ็คอัพจึงเปลี่ยนแปลงมากระหว่างบ้าน?

ระยะเวลาแบ็คอัพขึ้นอยู่กับโหลดที่ถูกจ่าย พลังงานแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ 8.28 kWh อาจสนับสนุนโหลดเฉลี่ย 1 kW ประมาณ 8.3 ชั่วโมง แต่โหลด 3 kW เพียงประมาณ 2.8 ชั่วโมง

4. แผงโซลาร์เซลล์สามารถขยายเวลาแบ็คอัพของแบตเตอรี่ในบ้านได้หรือไม่?

ใช่ หากระบบโซลาร์ถูกออกแบบให้ทำงานในช่วงที่ไฟดับ พลังงาน PV ที่มีอยู่สามารถจ่ายให้กับโหลดในบ้านและอาจชาร์จแบตเตอรี่ แต่การขยายเวลาแบ็คอัพจริงขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ, ฤดูกาล, ผลผลิต PV และสถาปัตยกรรมของระบบ

5. พลังงานจากอินเวอร์เตอร์มีผลต่อเวลาแบ็คอัพของแบตเตอรี่หรือไม่?

ใช่ แต่แตกต่างจากความจุของแบตเตอรี่ kWh กำหนดพลังงานที่มีอยู่และระยะเวลาประมาณ ขณะที่ kW กำหนดว่าระบบสามารถสนับสนุนโหลดทันทีและโหลดพีคของบ้านได้หรือไม่