แบตเตอรี่แรงดันต่ำกับแบตเตอรี่แรงดันสูงสำหรับบ้าน: คู่มือการเลือกในระดับระบบ

แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ไม่ใช่สิ่งแรกที่ฉันจะเลือก

สำหรับโครงการ ESS ที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่ ตัวเลือกที่ดีกว่าระหว่างแบตเตอรี่แรงดันต่ำและแรงดันสูงขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมแบตเตอรี่–อินเวอร์เตอร์ทั้งหมด พลังงานที่ต้องการ กระแสไฟฟ้าสายเคเบิล วิธีการขยาย สภาพแวดล้อมการติดตั้ง กลยุทธ์การบริการ และความเข้ากันได้ที่ได้รับการตรวจสอบ ระบบแรงดันต่ำ—ทั่วไปสร้างขึ้นรอบแพลตฟอร์มแบตเตอรี่ที่มีแรงดัน 48 V หรือ 51.2 V—สามารถใช้งานได้จริงสำหรับระบบที่เล็กกว่าและมุ่งเน้นการบริการ แบตเตอรี่แรงดันสูงเริ่มมีความน่าสนใจมากขึ้นเมื่อพลังงานในบ้านเพิ่มขึ้น เพราะ kW เดียวกันสามารถถูกถ่ายโอนได้ที่กระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่ามาก

นั่นไม่ได้หมายความว่า:

LV = เล็กและราคาถูก

หรือ:

HV = ใหญ่และพรีเมียม.

การเปรียบเทียบเหล่านี้สะดวกสบาย พวกมันยังเป็นวิธีที่ผู้จัดจำหน่ายเปรียบเทียบแบตเตอรี่ที่ไม่เคยถูกออกแบบมาให้ทำงานเดียวกัน

เมื่อฉันตรวจสอบแพ็คเกจ ESS ในบ้าน หมายเลขแรกที่ฉันมักจะต้องการไม่ใช่แรงดันแบตเตอรี่

บ้านต้องการพลังงาน AC ต่อเนื่องจริงๆ เท่าไหร่?

จากนั้นฉันทำงานย้อนกลับ

10 kW ดูแตกต่างมากที่ 51.2 V

ละเลยการสูญเสียการแปลงในขณะนี้และใช้ความสัมพันธ์พื้นฐาน:

พลังงาน = แรงดัน × กระแส

สำหรับความต้องการด้าน DC ขนาด 10 kW ที่ 51.2 V:

กระแส = 10,000 ÷ 51.2 ≈ 195 A

ตอนนี้พิจารณาแบตเตอรี่ HV สมมุติที่ทำงานที่ 400 V:

กระแส = 10,000 ÷ 400 = 25 A

10 kW เดียวกัน.

กระแสไฟที่แตกต่างกันมาก.

นี่คือการคำนวณ DC ที่เรียบง่ายก่อนที่จะพิจารณาประสิทธิภาพ ความแปรผันของแรงดัน ขีดจำกัดของอินเวอร์เตอร์ และเงื่อนไขระบบอื่นๆ

แต่พวกมันอธิบายว่าทำไมสถาปัตยกรรมแรงดันจึงสำคัญ

กระแสที่สูงขึ้นมีผลต่อขนาดของสายเคเบิล ตัวเชื่อมต่อ บัสบาร์ ฟิวส์ ขั้วต่อ การลดแรงดัน การสร้างความร้อน และคุณภาพการติดตั้ง.

ที่พลังงานในบ้านที่พอเหมาะ ความท้าทายเหล่านี้สามารถจัดการได้

ที่ 15 หรือ 20 kW ฉันเริ่มให้ความสนใจมากขึ้น

51.2 V เป็นป้าย. อินเวอร์เตอร์ต้องการช่วงแรงดัน.

นี่คือหนึ่งในข้อผิดพลาดที่ฉันจะพยายามป้องกันก่อนการสั่งซื้อจำนวนมาก

แบตเตอรี่ที่โฆษณาว่า51.2 Vไม่คงที่ที่ 51.2 V ขณะชาร์จและคายประจุ

เช่นเดียวกัน แบตเตอรี่ HV ไม่ได้มีแรงดันไฟฟ้าทำงานที่ตายตัว

อินเวอร์เตอร์มี:

ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

ข้อกำหนดการเริ่มต้น

กระแสสูงสุดของแบตเตอรี่

ขีดจำกัดการชาร์จ/คายประจุ

ในขณะที่แบตเตอรี่มีขีดจำกัดการทำงานของตัวเอง

ดังนั้นฉันจึงไม่อนุมัติแพ็คเกจเพราะ:

แบตเตอรี่ = 51.2 V

ความจุพลังงาน

อินเวอร์เตอร์ = แบตเตอรี่ 48 V ที่เข้ากันได้

ปรากฏในโบรชัวร์สองเล่ม

ฉันต้องการให้ช่วงที่แท้จริงทับซ้อนกันอย่างถูกต้อง

จากนั้นฉันจะตรวจสอบการสื่อสาร

การจับคู่แรงดันไฟฟ้าโดยไม่มีความเข้ากันได้ระหว่าง BMS และอินเวอร์เตอร์ยังคงเป็นระบบที่ยังไม่เสร็จสมบูรณ์

การขยาย HV เปลี่ยนแรงดัน; การขยาย LV มักเปลี่ยนความจุกระแส

นี่คือจุดที่สถาปัตยกรรมทั้งสองเริ่มทำงานแตกต่างกัน

ระบบ LV แบบทั่วไปอาจขยายโดยการเพิ่มหน่วยแบตเตอรี่ที่เข้ากันได้ในขนาน แรงดันไฟฟ้าชื่อยังคงคล้ายกันในขณะที่ Ah และพลังงานที่มีอยู่เพิ่มขึ้น

ระบบ HV แบบโมดูลาร์มักจะเพิ่มโมดูลแบตเตอรี่ในอนุกรมภายในสถาปัตยกรรมสแต็กที่ได้รับการอนุมัติ เพิ่มแรงดันไฟฟ้าของสแต็กและพลังงานจนกว่าจะถึงจำนวนโมดูลที่ผู้ผลิตอนุญาต

ทั้งสองวิธีไม่ได้ง่ายโดยอัตโนมัติ

ด้วยการขยาย LV แบบขนาน ฉันต้องการทราบ:

จำนวนหน่วยขนานสูงสุด

การแบ่งกระแส

ความสมมาตรของสายเคเบิล

การป้องกันต่อแบตเตอรี่

การระบุการสื่อสาร

ด้วยการจัดเรียง HV ฉันถาม:

จำนวนโมดูลขั้นต่ำ

จำนวนโมดูลสูงสุด

ช่วงแรงดันไฟฟ้าของสแต็ก

ข้อกำหนด BMS หลัก

การเชื่อมต่อ

ความเข้ากันได้ในการสร้างโมดูล

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะสำหรับผู้ซื้อ B2B ผู้จัดจำหน่ายอาจขาย "การจัดเก็บที่ขยายได้" ให้กับเจ้าของบ้าน แต่การขยายจริงจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อโมดูลที่เข้ากันได้ยังคงมีอยู่เมื่อผู้ซื้อกลับมาในอีกสามปีต่อมา

คำถาม 20 kWh มักถูกถามในทางกลับกัน

สมมติว่าลูกค้าต้องการ20 kWh.

ตัวเลขนั้นเพียงอย่างเดียวไม่ได้ทำให้ฉันสนใจ LV หรือ HV

ตอนนี้เพิ่ม:

ความต้องการสำรอง 3 kW

ภาระในปัจจุบันอยู่ในระดับที่พอสมควร ดังนั้นระบบ LV ที่ออกแบบมาอย่างดีอาจเป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผล

เปลี่ยนบ้าน:

อินเวอร์เตอร์ไฮบริด 12 kW

ปั๊มความร้อน

การทำอาหารแบบเหนี่ยวนำ

การชาร์จ EV

ภาระสำรองที่สูงในเวลาเดียวกัน

ตอนนี้ฉันเริ่มสนใจในสถาปัตยกรรม HV มากขึ้น

ไม่ใช่เพราะบ้านมี 20 kWh

แต่เพราะมันต้องการเคลื่อนย้ายkW.

นั่นคือความแตกต่างในระดับระบบที่ฉันต้องการให้ผู้จัดจำหน่าย Ruibit/Dawnice รักษาไว้เมื่อสร้างแพ็คเกจผลิตภัณฑ์:

ความจุพลังงานบอกเราว่าจะใช้นานแค่ไหน พลังงานบอกเราว่าการเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่กับอินเวอร์เตอร์ต้องทำงานหนักแค่ไหน

HV ไม่ได้หมายความว่าเป็นประสิทธิภาพที่มากขึ้นโดยอัตโนมัติ

ข้อเรียกร้องนี้ต้องมีการควบคุม

แรงดันไฟฟ้า DC ที่สูงขึ้นสามารถลดกระแสไฟฟ้าสำหรับพลังงานเดียวกัน ซึ่งสามารถลดการสูญเสียจากความต้านทานได้เพราะการสูญเสียของตัวนำจะตามประมาณ:

P loss = I²R

หากกระแสไฟฟ้าลดลงจาก 200 A เป็น 50 A ผ่านความต้านทานเดียวกัน การสูญเสียจากความต้านทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับตัวนำจะลดลงอย่างมาก

แต่ระบบ ESS ที่บ้านเต็มรูปแบบมีมากกว่าการสูญเสียจากสายเคเบิล

ประสิทธิภาพของระบบจริงขึ้นอยู่กับ:

ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

สถาปัตยกรรมการแปลง DC

โทโพโลยีของอินเวอร์เตอร์

พลังงานที่ใช้งาน

การใช้พลังงานในโหมดสแตนด์บาย

อุณหภูมิ

และไม่ว่าจะเป็นตัวเลขที่เผยแพร่บรรยายถึงประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์, ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่, หรือประสิทธิภาพของระบบรอบทิศทาง.

ดังนั้นถ้าซัพพลายเออร์ A กล่าวว่า:

HV มีประสิทธิภาพมากกว่า

ฉันถามว่า:

"วัดที่ไหน?"

ประสิทธิภาพสูงสุดในแผ่นข้อมูลไม่เพียงพอที่จะตัดสินระบบที่อยู่อาศัยในระยะสิบปี.

ผู้ติดตั้งอาจชอบสถาปัตยกรรมด้วยเหตุผลที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

วิศวกรพูดถึงกระแส.

ผู้ติดตั้งยังคำนึงถึงน้ำหนัก, บันได, การจัดเส้นทางสายเคเบิล, การตั้งค่า, และการเปลี่ยน.

ระบบ HV ที่ซ้อนกันได้ซึ่งทำจากโมดูลที่จัดการได้หลายตัวอาจเคลื่อนย้ายเข้าชั้นใต้ดินได้ง่ายกว่าก้อนแบตเตอรี่ผนังที่หนักมาก.

แต่ HV นำเสนอความจริงอีกอย่าง: โมดูลที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมสามารถสร้างแรงดันไฟฟ้า DC ที่สำคัญ.

นั่นเปลี่ยนแปลงการป้องกันการสัมผัส, การแยก, การเชื่อมต่อ, ขั้นตอนการตั้งค่า, และขอบเขตการบริการ.

สำหรับการติดตั้งแบตเตอรี่ในที่อยู่อาศัย, ความปลอดภัยทางไฟฟ้าจึงไม่ใช่สิ่งที่ฉันจะลดลงเป็น "HV อันตราย, LV ปลอดภัย." ทั้งสองต้องการผลิตภัณฑ์ที่ถูกต้อง, การป้องกัน, การติดตั้ง และข้อกำหนดของตลาดที่เกี่ยวข้อง.

IEC 63056กล่าวถึงข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสำหรับเซลล์ลิเธียมรองและแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบเก็บพลังงานไฟฟ้า, ในขณะที่IEC 62619ครอบคลุมเซลล์ลิเธียมรองและแบตเตอรี่ในอุตสาหกรรม, รวมถึงการใช้งานแบบอยู่กับที่.

เส้นทางการปฏิบัติตามที่แน่นอนยังคงขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์และตลาดปลายทาง.

โครงการปรับปรุงสามารถเปลี่ยนความชอบของฉัน

ลองนึกภาพเจ้าของบ้านที่มีอินเวอร์เตอร์ไฮบริด 48 V ที่เข้ากันได้แล้ว.

ลูกค้าต้องการพื้นที่เก็บข้อมูลอีก 10 kWh.

การเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์เพียงเพื่อย้ายไปยังสถาปัตยกรรม HV อาจไม่มีความหมายทางการค้า.

ตอนนี้ลองพิจารณาบ้านใหม่ที่มี:

การจ่ายไฟสามเฟส

ปั๊มความร้อนขนาดใหญ่

PV บนหลังคาขนาดใหญ่

ความคาดหวังในการสำรองพลังงานสูง

และไม่มีอุปกรณ์เก่า.

นี่คือการสนทนาเกี่ยวกับการออกแบบที่แตกต่างออกไป

นี่คือเหตุผลที่ฉันไม่ชอบคำพูดเช่น:

"HV คืออนาคต"

อาจจะสำหรับพอร์ตโฟลิโอผลิตภัณฑ์หนึ่ง

ไม่ใช่อัตโนมัติสำหรับบ้านของลูกค้าหนึ่งคน

อินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่สามารถมีค่ามากกว่าการตัดสินใจมากกว่าสถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ใหม่ที่ดูดี

สำหรับผู้ซื้อขายส่ง, ความเข้ากันได้มาก่อนเคมี

ก่อนที่จะอนุมัติแพ็คเกจแบตเตอรี่ LV หรือ HV สำหรับบ้าน ฉันจะหยุดความสัมพันธ์เหล่านี้:

นี่คือจุดที่ Home ESS V3.0 แตกต่างจากคู่มือการซื้อของผู้บริโภค

ฉันไม่ได้พยายามบอกเจ้าของบ้านว่าแบตเตอรี่ไหนดูดีกว่า

ฉันพยายามป้องกันไม่ให้นำเข้าหรือผู้ติดตั้งสร้างแพ็คเกจผลิตภัณฑ์ที่สร้างการเรียกความเข้ากันได้หกเดือนหลังจากที่ตู้คอนเทนเนอร์มาถึง

สำหรับ Ruibit/Dawnice ฉันจึงจะถือว่าการจับคู่แบตเตอรี่–อินเวอร์เตอร์ที่โฆษณาทุกตัวเป็นการรวมกันที่ควบคุมได้: ครอบครัวแบตเตอรี่ที่แน่นอน, รุ่นอินเวอร์เตอร์, จำนวนโมดูลที่อนุญาต, เฟิร์มแวร์/โปรโตคอล, ขีดจำกัดทางไฟฟ้า, และตัวแปรในภูมิภาค

"CAN compatible" ไม่เพียงพอ

"48 V compatible" ไม่เพียงพอ

ฉันจะเลือกอินเวอร์เตอร์และแบตเตอรี่ร่วมกัน

หากโครงการมีขนาดเล็ก, กำลังที่ต้องการอยู่ในระดับปานกลาง, ความเรียบง่ายในการบริการมีความสำคัญ, และมีระบบอินเวอร์เตอร์ LV ที่มีอยู่แล้ว ฉันไม่มีปัญหาในการเลือกสถาปัตยกรรมแบตเตอรี่แรงดันต่ำ

หากบ้านต้องการกำลังไฟต่อเนื่องที่สูงขึ้น, ความจุที่ขยายได้ขนาดใหญ่, กระแสไฟฟ้า DC ที่ต่ำกว่า, และแพลตฟอร์มแบตเตอรี่–อินเวอร์เตอร์ที่ทันสมัยที่ตรงกัน HV จะมีความน่าสนใจมากขึ้น

แต่ฉันจะไม่ทำการตัดสินใจใด ๆ จากแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว

ฉันจะวางตัวเลขหกตัวบนโต๊ะ:

กำลังไฟต่อเนื่องที่ต้องการ

กำลังไฟกระชากที่ต้องการ

พลังงานที่ใช้งานได้

ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

กระแสไฟฟ้าสูงสุดของแบตเตอรี่

การขยายในอนาคตที่คาดหวัง

จากนั้นฉันจะเพิ่มสองรายการที่ไม่ใช่ตัวเลขจริง:

ความเข้ากันได้ของอินเวอร์เตอร์ที่ตรวจสอบแล้ว

ความจุพลังงาน

ความสามารถในการบริการในท้องถิ่น

เพียงแค่นั้นฉันจะเลือก LV หรือ HV

บ้านไม่ได้ใช้แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ แต่ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า, พลังงานแสงอาทิตย์, พลังงานสำรอง และไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ถูกต้องคือสถาปัตยกรรมที่ส่งมอบฟังก์ชันเหล่านั้นโดยไม่สร้างกระแสไฟฟ้า, ความเข้ากันได้, การติดตั้ง, หรือปัญหาการบริการที่ไม่จำเป็น

คำถามที่พบบ่อย

1. แบตเตอรี่บ้านแรงดันสูงดีกว่าแบตเตอรี่แรงดันต่ำหรือไม่?

ไม่ใช่อัตโนมัติ ระบบ HV ลดกระแสไฟฟ้า DC ที่กำลังไฟเดียวกันและสามารถเหมาะสมกับบ้านที่มีกำลังไฟสูง ในขณะที่ระบบ LV สามารถใช้งานได้จริงสำหรับโหลดระดับปานกลาง, การปรับปรุง, และระบบอินเวอร์เตอร์ 48 V/51.2 V ที่มีอยู่แล้ว

2. ทำไมแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จึงสำคัญสำหรับพลังงาน ESS ในบ้าน?

สำหรับกำลังไฟเดียวกัน แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าจะต้องการกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่า โหลดที่เรียบง่าย 10 kW ต้องการประมาณ195 A ที่ 51.2 V, เมื่อเปรียบเทียบกับเพียง25 A ที่ 400 V. กระแสที่สูงขึ้นมีผลต่อสายไฟ, การเชื่อมต่อ, แท่งบัส, การป้องกัน, การลดแรงดัน, และความร้อน.

3. แบตเตอรี่ 48 V ใด ๆ สามารถทำงานกับอินเวอร์เตอร์ไฮบริด 48 V ได้หรือไม่?

ไม่. แรงดันไฟฟ้าชื่อไม่ได้พิสูจน์ความเข้ากันได้. ผู้ซื้อควรตรวจสอบช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่, หน้าต่างแรงดันของอินเวอร์เตอร์, กระแสการชาร์จ/การปล่อย, โปรโตคอล CAN หรือ RS485, เฟิร์มแวร์, การสื่อสาร BMS, และการจับคู่รุ่นที่ได้รับการอนุมัติ.

4. เมื่อใดที่ผู้ซื้อ B2B ควรพิจารณาระบบแบตเตอรี่บ้าน HV?

HV จะน่าสนใจมากขึ้นเมื่อบ้านต้องการพลังงานต่อเนื่องที่สูงขึ้น, ความจุที่ขยายได้มากขึ้น, กระแส DC ที่ต่ำกว่า, หรือแพลตฟอร์มอินเวอร์เตอร์ที่มีพลังสูงที่ตรงกัน. อุปกรณ์ที่มีอยู่, สภาพการติดตั้ง, แผนการขยาย, และการสนับสนุนบริการในพื้นที่ควรตรวจสอบก่อน