วิธีกำหนดขนาดแบตเตอรี่บ้านจากข้อมูลโหลดช่วงเวลา

จำนวน kWh รายวันมักไม่ใช่ตัวเลขที่ฉันเริ่มต้นด้วย

ในการกำหนดขนาดแบตเตอรี่ในบ้านจากข้อมูลโหลดตามช่วงเวลา ให้ตัดสินใจก่อนว่าแบตเตอรี่จะทำอะไร จากนั้นคำนวณพลังงานและกำลังที่ต้องการในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้อง สำหรับการใช้พลังงานจากโซลาร์ ให้วัดโหลดในบ้านที่เกิดขึ้นหลังจากการผลิตพลังงานจากโซลาร์ลดลง สำหรับการสำรอง ให้แยกโหลดที่จำเป็นและระยะเวลาที่ไฟฟ้าขัดข้อง สำหรับการเปลี่ยนแปลงตามเวลา ให้คำนวณโหลดภายในช่วงเวลาที่มีอัตราค่าไฟฟ้าสูง แบตเตอรี่ kWh จะกำหนดระยะเวลาที่ระบบสามารถจ่ายโหลดเหล่านั้นได้; อินเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่ kW จะกำหนดว่ามันสามารถจ่ายโหลดเหล่านั้นได้หรือไม่

นี่คือเหตุผลที่ฉันลังเลเมื่อผู้ติดตั้งส่งให้ฉัน:

การใช้ไฟฟ้าประจำปี: 7,300 kWh

และถามว่าบ้านต้องการแบตเตอรี่ขนาด 10 kWh หรือ 15 kWh

จำนวนประจำปีนั้นบอกฉันว่าบ้านเฉลี่ย20 kWh/วัน.

มันไม่ได้บอกฉันว่าผู้เป็นเจ้าของบ้านทำอาหารด้วยไฟฟ้าที่ 18:30 ชาร์จรถ EV ตอนกลางคืน ใช้ปั๊มความร้อนในฤดูหนาว หรือใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในขณะที่ PV บนหลังคากำลังผลิต

ข้อมูลตามช่วงเวลาบอกได้

กระทรวงพลังงานสหรัฐอเมริกาอธิบายข้อมูลตามช่วงเวลาเป็นการอ่านที่มีช่วงเวลาเป็นชั่วโมงหรือน้อยกว่านั้นที่เปิดเผยโปรไฟล์โหลดรายวันและรายสัปดาห์ที่ซ่อนอยู่ในบิลรายเดือนDOE

สำหรับ ESS ในบ้าน ความแตกต่างนั้นคือปัญหาการกำหนดขนาด

ฉันจะเปิดดูวันอังคารก่อนเปิดแคตตาล็อกแบตเตอรี่

พิจารณาบ้านสมมุติที่มีข้อมูลจากมิเตอร์อัจฉริยะ 30 นาที

มันมี:

การใช้ไฟฟ้าประจำปี: 7,300 kWh

การใช้เฉลี่ยรายวัน: 20 kWh

PV บนหลังคาขนาด 6 kWp

ผู้เป็นเจ้าของบ้านต้องการเพิ่มการใช้พลังงานจากโซลาร์และรักษาความสามารถในการสำรองบางส่วน

วันธรรมดาในฤดูใบไม้ผลิทั่วไปดูเหมือนจะเป็นแบบนี้:

บ้านใช้ไฟฟ้า 20 kWh

แต่แบตเตอรี่ขนาด 20 kWh จะไม่มีความหมายมากนักหากวัตถุประสงค์ที่แท้จริงคือเพียงแค่ย้ายพลังงานจากโซลาร์ในช่วงกลางวันไปยังช่วงเย็น

หมายเลขแรกที่มีประโยชน์ใกล้เคียงกับ:

ความต้องการสุทธิในช่วงเย็น = 8.5 − 2.0 = 6.5 kWh

ตอนนี้ฉันมีสิ่งที่คุ้มค่าที่จะออกแบบ

6.5 kWh ที่โหลดไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่มีขนาด 6.5 kWh

แบตเตอรี่มีการสูญเสียและขีดจำกัดในการทำงาน

สำหรับตัวอย่างที่ทำงาน ให้สมมุติว่า:

พลังงาน AC ที่ต้องการ: 6.5 kWh

ประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่ต่อโหลด: 92%

ส่วนที่ใช้ได้ที่อนุญาต: 90%

จากนั้น:

พลังงานที่ต้องการตามชื่อ = 6.5 ÷ (0.92 × 0.90) ≈ 7.85 kWh

แบตเตอรี่ nominal10 kWhตอนนี้ดูสมเหตุสมผลสำหรับวัตถุประสงค์ในวันฤดูใบไม้ผลินี้

นั่นไม่ได้หมายความว่า:

20 kWh/วัน สำหรับครัวเรือน = 10 kWh แบตเตอรี่

มันหมายความว่า:

โปรไฟล์โหลดนี้ + โปรไฟล์พลังงานแสงอาทิตย์นี้ + สมมติฐานเหล่านี้ ≈ 8 kWh เป็นข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับชื่อที่กำหนดในหน้าที่การเปลี่ยนคืน

NREL แยกแบตเตอรี่พลังงานออกจากพลังงานเมื่อกำหนดขนาดการเก็บ: พลังงานกำหนดความเป็นอิสระ ในขณะที่พลังงานที่ปล่อยออกต้องยังคงตอบสนองโหลดที่ต้องการNREL

ความแตกต่างนั้นกลายเป็นสิ่งสำคัญในอีกห้านาทีต่อมา

แล้วเตาอบกับปั๊มความร้อนก็เปิดพร้อมกัน

เวลา 18:10 ข้อมูลช่วงแสดงว่า:

ปั๊มความร้อน: 2.4 kW

การปรุงอาหารแบบเหนี่ยวนำ: 3.0 kW

แสงสว่าง/การทำความเย็น/โหลดทั่วไป: 0.8 kW

รวม:

6.2 kW

แบตเตอรี่ 10 kWh อาจมีพลังงานที่เก็บไว้มากมาย

แต่ถ้าชุดแบตเตอรี่–อินเวอร์เตอร์สามารถส่งมอบได้เพียง5 kW อย่างต่อเนื่อง, บ้านยังคงนำเข้าจากกริด

นี่คือเหตุผลที่ฉันดึงผลลัพธ์ที่แตกต่างกันสองอย่างจากไฟล์ช่วงเดียวกัน:

ผู้จัดจำหน่ายที่ขายเฉพาะตาม kWh แบตเตอรี่กำลังแก้ปัญหาครึ่งหนึ่งของระบบ

การสำรองไฟเปลี่ยนการคำนวณเพราะพลังงานบางส่วนกลายเป็นไม่สามารถแตะต้องได้

ตอนนี้เจ้าของบ้านเพิ่มข้อกำหนดอีกอย่าง:

"ฉันต้องการสำรองพลังงานสี่ชั่วโมง"

สี่ชั่วโมงของอะไร?

สมมติว่าแผนการโหลดที่จำเป็นคือ:

ตู้เย็น + ช่องแช่แข็ง: 0.25 กิโลวัตต์เฉลี่ย

อินเทอร์เน็ต/ระบบรักษาความปลอดภัย: 0.10 กิโลวัตต์

แสงสว่าง: 0.15 กิโลวัตต์

การควบคุมความร้อน/การหมุนเวียน: 0.30 กิโลวัตต์

โหลดที่จำเป็นโดยประมาณ:

0.80 กิโลวัตต์

สำหรับสี่ชั่วโมง:

0.80 × 4 = 3.2 กิโลวัตต์ชั่วโมง AC

โดยใช้ประสิทธิภาพการปล่อยพลังงาน 92% ที่แสดงให้เห็น:

3.2 ÷ 0.92 ≈ 3.48 กิโลวัตต์ชั่วโมงพลังงานด้านแบตเตอรี่

หากเจ้าของต้องการให้สำรองนี้พร้อมใช้งานตลอดเวลา 3.48 กิโลวัตต์ชั่วโมงนั้นไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะใช้ได้ในขณะเดียวกันสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ประจำวัน

นี่คือจุดที่ข้อเสนอ 10 กิโลวัตต์ชั่วโมงที่สมเหตุสมผลอาจจะตึงเครียด

การจำลองการเก็บพลังงานในที่อยู่อาศัยของ NREL ยังแสดงให้เห็นว่าระยะเวลาการสำรองขึ้นอยู่กับระดับการชาร์จแบตเตอรี่เมื่อเริ่มเกิดการขัดข้อง โปรไฟล์โหลดของครัวเรือน ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ และว่า PV สามารถชาร์จแบตเตอรี่ในระหว่างการขัดข้องได้หรือไม่NREL

"10 กิโลวัตต์ชั่วโมงให้ X ชั่วโมง" จึงไม่ใช่ข้อเรียกร้องที่จริงจังและเป็นสากล

ฤดูหนาวคือไฟล์ที่ฉันขอถัดไป

ฤดูใบไม้ผลิทำให้ระบบ 10 กิโลวัตต์ชั่วโมงดูดี

จากนั้นฉันเปิดเดือนมกราคม

ปั๊มความร้อนทำงานนานขึ้น

การใช้พลังงานในตอนเย็นเพิ่มขึ้น

การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลง

แบตเตอรี่อาจไม่ชาร์จเต็มจาก PV

นี่คือเหตุผลที่ฉันชอบข้อมูลระยะเวลาอย่างน้อย 12 เดือนเมื่อมีให้แทนที่จะขนาดจากวันพลังงานแสงอาทิตย์ที่น่าสนใจวันเดียว

ฉันมองหา:

วันธรรมดาในฤดูหนาว

วันธรรมดาในฤดูร้อน

วันหยุดสุดสัปดาห์

วันที่มีโหลดสูงสุด

ช่วงเวลาที่มีแสงอาทิตย์ต่ำ/โหลดสูง

วันชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

โหลดที่ไม่ปกติแต่เกิดขึ้นซ้ำ

DOE ระบุว่าโปรไฟล์ช่วงเวลาอาจเปิดเผยการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องกับเวลาในวัน วันในสัปดาห์ สภาพอากาศ และการเข้าพัก ซึ่งยอดรวมรายเดือนปกปิดไว้DOE

สำหรับผู้ติดตั้งในบ้าน หมายความว่าวัน "ปกติ" วันหนึ่งมีความสำคัญ

ไม่เพียงพอที่จะหยุด BOM

การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าคือจุดที่ฉันมักจะลดโหลดแทนการเพิ่มแบตเตอรี่

สมมติว่าบ้านเพิ่มเครื่องชาร์จ EV ขนาด 7 kW

คำตอบที่ชัดเจนคือ:

อินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่ + แบตเตอรี่ขนาดใหญ่

ไม่จำเป็น

ถ้ารถสามารถชาร์จจากกริดในตอนกลางคืนที่อัตราต่ำ ทำไมต้องปล่อยแบตเตอรี่ในบ้านเข้าไป?

ถ้า EV สามารถชาร์จโดยตรงในช่วงเวลาที่มีแสงอาทิตย์มาก ทำไมต้องเก็บไฟฟ้านั้นในแบตเตอรี่ประจำก่อน?

สิ่งเดียวกันนี้ใช้กับการทำความร้อนน้ำ ปั๊มสระน้ำ และโหลดที่ยืดหยุ่นอื่นๆ

ก่อนที่จะเพิ่มความจุแบตเตอรี่ ฉันจะถามว่ามีการย้ายโหลดได้หรือไม่

นี่คือความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดระหว่างการกำหนดขนาด ESS ในบ้านและการกำหนดขนาดสำรองที่ง่าย:

บ้านมีโหลดที่เราสามารถกำหนดเวลาได้

กลยุทธ์การควบคุมอัจฉริยะบางครั้งสามารถประหยัดเงินได้มากกว่าการเพิ่มโมดูล 5 kWh อีกตัว

ฉันจะให้ Ruibit/Dawnice ไฟล์โหลด ไม่ใช่ "เราต้องการ 10 kWh"

สำหรับผู้ติดตั้งหรือผู้จัดจำหน่ายที่สร้างแพ็คเกจ ESS ในบ้านที่สามารถทำซ้ำได้ ฉันจะลดข้อมูลช่วงเวลาให้เหลือชุดผลลัพธ์การออกแบบขนาดเล็ก:

จากนั้นฉันจะตรวจสอบการรวมกันของแบตเตอรี่ Ruibit/Dawnice และอินเวอร์เตอร์ที่แท้จริงสำหรับความจุที่ใช้ได้, กำลังต่อเนื่อง, กระแสแบตเตอรี่, ช่วงแรงดัน, โปรโตคอล BMS, กำลังสำรอง, ความสามารถในการชาร์จ PV, และข้อกำหนดทางไฟฟ้าของภูมิภาค.

ตารางไม่ได้เลือกผลิตภัณฑ์

มันบอกเราว่าผลิตภัณฑ์ต้องพิสูจน์อะไร

แบตเตอรี่ 10 kWh อาจใหญ่เกินไปและเล็กเกินไปในบ้านหลังเดียวกัน

ใหญ่เกินไปสำหรับการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ในฤดูใบไม้ผลิ

เล็กเกินไปสำหรับการขัดข้องในฤดูหนาวที่ใช้เวลาแปดชั่วโมง

นั่นไม่ใช่ความขัดแย้ง

มันหมายความว่าผู้เป็นเจ้าของบ้านได้ขอให้แบตเตอรี่หนึ่งตัวทำงานสองอย่างที่แตกต่างกัน

นี่คือเหตุผลที่ฉันจะไม่จบข้อเสนอแบตเตอรี่ในบ้านด้วย:

ความจุที่แนะนำ: 10 kWh

ฉันจะจบมันด้วยสิ่งที่ใกล้เคียงกว่า:

10 kWh ครอบคลุมความต้องการการเลื่อนเวลาช่วงเย็นตามแบบจำลองภายใต้สมมติฐานที่ระบุไว้ ระยะเวลาสำรองขึ้นอยู่กับระดับพลังงานสำรองในแบตเตอรี่ โหลดที่ได้รับการปกป้องจริง ความต้องการตามฤดูกาล และความพร้อมใช้งานของพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงไฟดับ

น้อยกว่าที่น่าตื่นเต้น

มีประโยชน์มากกว่า

สำหรับการกำหนดขนาดระบบกักเก็บพลังงานในบ้าน ข้อมูลช่วงเวลาที่ดีที่สุดไม่ได้บอกฉันว่าฉันสามารถขายแบตเตอรี่ขนาดใหญ่แค่ไหน

มันบอกฉันว่าชั่วโมงที่แบตเตอรี่ถูกขอให้เคลื่อนย้ายพลังงานจริง ๆ โหลดที่แบตเตอรี่ต้องรับผิดชอบ และโหลดที่ควรจะไม่ใส่ลงในแบตเตอรี่ตั้งแต่แรก

คำถามที่พบบ่อย
1. ฉันจะกำหนดขนาดแบตเตอรี่บ้านจากข้อมูลโหลดช่วงเวลาอย่างไร?

ระบุจำนวน kWh ที่ใช้ในช่วงเวลาที่แบตเตอรี่ต้องครอบคลุม จากนั้นปรับตามความจุที่ใช้ได้และการสูญเสียของระบบ ตรวจสอบพลังงานสูงสุด (kW) แยกต่างหากเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์สามารถจ่ายพลังงานที่ต้องการได้

2. การบริโภคไฟฟ้ารายวันเพียงพอสำหรับการกำหนดขนาดแบตเตอรี่บ้านหรือไม่?

ไม่ใช่ จำนวน kWh รายวันหรือรายเดือนซ่อนเวลาที่ใช้ไฟฟ้า ข้อมูลช่วงเวลาจะเผยความต้องการในช่วงเย็น โหลดสูงสุด การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า การทำงานของปั๊มความร้อน และรูปแบบตามฤดูกาล ซึ่งสามารถเปลี่ยนขนาดแบตเตอรี่ที่แนะนำได้อย่างมาก

3. ควรสงวนความจุแบตเตอรี่เท่าไหร่สำหรับการสำรองไฟ?

คำนวณพลังงานที่โหลดสำคัญต้องการสำหรับระยะเวลาที่ต้องการสำรองไฟ เช่น โหลดสำคัญ 0.8 kW เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ต้องการพลังงาน 3.2 kWh AC ก่อนคำนึงถึงการสูญเสียจากการแปลงพลังงาน

4. ทำไมต้องตรวจสอบข้อมูลโหลดช่วงฤดูหนาวก่อนเลือกแบตเตอรี่บ้าน?

ฤดูหนาวอาจมีโหลดความร้อนสูงขึ้นและการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำลง แบตเตอรี่ที่เหมาะกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในฤดูใบไม้ผลิอาจให้พลังงานหรือความสามารถในการชาร์จซ้ำไม่เพียงพอในฤดูหนาว

5. ควรรวมการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อกำหนดขนาดแบตเตอรี่บ้านหรือไม่?

ไม่ใช่อัตโนมัติ การชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ามักยืดหยุ่นและสามารถกำหนดเวลาในช่วงที่ค่าไฟต่ำหรือช่วงที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรง การจัดการโหลดบางครั้งอาจประหยัดกว่าการเพิ่มความจุแบตเตอรี่