การติดตั้งระบบเก็บแบตเตอรี่กับโซลาร์บนหลังคาที่มีอยู่: กระบวนการออกแบบ

เริ่มต้นด้วยอินเวอร์เตอร์ ไม่ใช่แบตเตอรี่

เมื่อเพิ่มการจัดเก็บแบตเตอรี่ให้กับระบบพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาที่มีอยู่ ให้ตรวจสอบอินเวอร์เตอร์ PV ที่มีอยู่ แหล่งจ่ายไฟในบ้าน โปรไฟล์โหลด ความต้องการสำรอง และการจัดเรียงการวัดก่อน การตัดสินใจด้านการออกแบบหลักมักจะเป็นการตัดสินใจว่าจะเก็บอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่และเพิ่มการจัดเก็บแบบเชื่อมต่อ AC หรือเปลี่ยนเป็นอินเวอร์เตอร์ไฮบริดที่เข้ากันได้ หรือออกแบบใหม่บางส่วนของระบบ PV

คำถามเกี่ยวกับการติดตั้งมักจะมาในลักษณะนี้:

"ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ 6 kW แล้ว ลูกค้าต้องการแบตเตอรี่ 10 kWh"

ฉันจะไม่เสนอราคาแบตเตอรี่ในตอนนี้

ฉันจะขอภาพถ่ายของป้ายอินเวอร์เตอร์

หลังคาเดียว สามเส้นทางการปรับปรุงที่เป็นไปได้

พิจารณาบ้านสมมุติ:

PV ที่มีอยู่:6.4 kWp
อินเวอร์เตอร์ PV:5 kW เชื่อมต่อกับกริด
การใช้พลังงานประจำปี:8,200 kWh
การจัดเก็บที่ต้องการ:ประมาณ 10–15 kWh
ความต้องการใหม่:การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในตอนเย็นบวกกับการสำรองโหลดที่จำเป็น

อินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่เปลี่ยนการตัดสินใจ

NRELอธิบายระบบ PV-plus-storage แบบเชื่อมต่อ AC และ DC ว่าเป็นสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันด้วยเส้นทางการแปลงพลังงานที่แตกต่างกัน

สำหรับการติดตั้งใหม่ ฉันสามารถเลือกสถาปัตยกรรมได้ก่อน

สำหรับการติดตั้งใหม่ อาคารได้ทำการตัดสินใจบางอย่างไว้แล้วสำหรับฉัน

การเก็บรักษาอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่สามารถเป็นการตัดสินใจด้านวิศวกรรมที่ดีกว่า

สมมุติว่าอินเวอร์เตอร์ PV ขนาด 5 kW มีอายุเพียงสามปี ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ และตรงตามข้อกำหนดของกริดท้องถิ่น

การถอดมันออกเพียงเพราะอินเวอร์เตอร์ไฮบริดใหม่ทำให้แผนภาพดูสะอาดขึ้นอาจทำให้เสียอุปกรณ์ที่มีประโยชน์

ระบบแบตเตอรี่แบบเชื่อมต่อ AC สามารถทำให้อินเวอร์เตอร์ PV ที่มีอยู่ยังคงทำงานได้ในขณะที่อินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่แยกต่างหากจัดการการจัดเก็บ

แต่มีการแลกเปลี่ยน

พลังงานที่เคลื่อนที่จาก PV ไปยังแบตเตอรี่แบบเชื่อมต่อ AC อาจผ่านขั้นตอนการแปลงเพิ่มเติมเมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงแบบเชื่อมต่อ DC บางประเภท การรวมการควบคุมและพฤติกรรมการสำรองก็ต้องได้รับการตรวจสอบเช่นกัน

ตอนนี้เปลี่ยนข้อเท็จจริงหนึ่งข้อ

อินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่มีอายุ 11 ปี

การเปลี่ยนไปใช้อินเวอร์เตอร์ไฮบริดอย่างกะทันหันอาจง่ายกว่าที่จะอธิบาย

นี่คือเหตุผลที่ฉันไม่มี "กฎว่าการเชื่อมต่อ AC ดีกว่าสำหรับการปรับปรุง"

ฉันมี:

"อะไรที่ยังคงมีค่า?" กฎ

การสำรองเปลี่ยนแปลงโครงการมากกว่าความจุแบตเตอรี่

เจ้าของบ้านอาจพูดว่า:

"ฉันต้องการให้พลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ทำงานในช่วงไฟดับ"

ประโยคนี้สามารถเปลี่ยนขอบเขตของอุปกรณ์ได้อย่างมาก

ระบบ PV ที่เชื่อมต่อกับกริดแบบดั้งเดิมมักไม่สามารถทำงานต่อไปได้ในช่วงที่กริดขัดข้องโดยไม่มีสถาปัตยกรรมสำรอง/การแยกเกาะที่เหมาะสม

การปรับปรุงอาจต้องการ:

การสำรองหรือ EPS output

อุปกรณ์โอนย้าย/เกตเวย์

วงจรโหลดที่ได้รับการป้องกัน

การแยกจากกริด

การวัดที่เหมาะสม

และการควบคุมที่เข้ากันได้ของ PV และแบตเตอรี่ในขณะที่แยกเกาะ

คำถามที่มีประโยชน์แรกคือ:

อะไรที่ต้องมีพลังงาน?

สมมุติว่ามีโหลดที่ได้รับการป้องกันคือ:

เป็นเวลาแปดชั่วโมง:

1.3 kW × 8 h = 10.4 kWh AC

แบตเตอรี่ขนาด 10 kWh ที่ตั้งชื่อไว้ถือว่ายังเล็กเกินไปภายใต้สมมติฐานที่ระมัดระวังนี้ก่อนที่จะพิจารณาการสูญเสียจากการแปลงและขีดจำกัดการสำรอง

แต่ถ้าโหลดเหล่านั้นไม่ทำงานอย่างต่อเนื่องตามค่าที่กำหนด ความต้องการพลังงานจริงอาจต่ำกว่า

นี่คือเหตุผลที่ฉันจะใช้ข้อมูลช่วงเวลาจริงและตารางโหลดที่จำเป็นแทนที่จะคูณแผ่นชื่อของอุปกรณ์

แบตเตอรี่ต้องเหมาะกับโหลดและอินเวอร์เตอร์

สมมุติว่าการศึกษาการโหลดชี้ไปที่การจัดเก็บที่ใช้งานได้ประมาณ 10 kWh

เรายังไม่ได้พิสูจน์ว่าแบตเตอรี่ไหนที่ควรซื้อ

สำหรับการปรับปรุงอินเวอร์เตอร์ไฮบริด ฉันจะตรวจสอบ:

ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่

กระแสชาร์จ/ปล่อยสูงสุด

ขีดจำกัดกระแสแบตเตอรี่ของอินเวอร์เตอร์

โปรโตคอล CAN หรือ RS485

ความเข้ากันได้ของ BMS

เวอร์ชันเฟิร์มแวร์

จำนวนโมดูลสูงสุด/ต่ำสุด

พลังงานสำรองต่อเนื่องและพลังงานสำรองชั่วคราว

"แบตเตอรี่ 48 V" บวกกับ "อินเวอร์เตอร์ 48 V" ไม่เพียงพอ

เช่นกัน:

"ทั้งสองสนับสนุน CAN"

สำหรับแพ็กเกจ Ruibit/Dawnice ฉันต้องการให้การจับคู่แบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ที่แน่นอนถูกกำหนดไว้ก่อนที่ผู้ติดตั้งจะมาถึง—ไม่ใช่ค้นพบระหว่างการตั้งค่า

ส่วนเกินโซลาร์บอกฉันมากกว่าค่า kWp โซลาร์

แผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาขนาด 6.4 kWp ไม่ได้หมายความว่าบ้านต้องการแบตเตอรี่ขนาด 6.4, 10 หรือ 15 kWh

ฉันต้องการทราบว่ามีการส่งออกพลังงานแสงอาทิตย์จริงๆ เท่าไหร่

สมมติว่าข้อมูลช่วงเวลาแสดงว่า:

ปริมาณพลังงานส่วนเกินที่มีประโยชน์เฉลี่ยในช่วงกลางวัน: 8 kWh

การบริโภคสุทธิในช่วงเย็น: 7 kWh

นั่นทำให้แบตเตอรี่ในระดับประมาณ 10 kWh คุ้มค่าที่จะตรวจสอบ

ตอนนี้มาดูในฤดูหนาว:

พลังงานส่วนเกินในช่วงกลางวัน: 2 kWh

การบริโภคในช่วงเย็น: 11 kWh

หลังคาเดียวกัน

การใช้แบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน

นี่คือเหตุผลที่การผลิต PV รายปีเพียงอย่างเดียวเป็นข้อมูลที่อ่อนแอในการกำหนดขนาดการจัดเก็บ ข้อมูลช่วงเวลาแสดงให้เห็นว่าพลังงานส่วนเกินจากโซลาร์และความต้องการของครัวเรือนในภายหลังมีการทับซ้อนกันในลักษณะที่การจัดเก็บสามารถใช้ประโยชน์ได้หรือไม่

โดยปกติฉันจะตรวจสอบอย่างน้อยหนึ่งตัวอย่างที่เป็นตัวแทนโปรไฟล์ฤดูร้อน, ฤดูหนาว, วันธรรมดา และวันหยุดสุดสัปดาห์, โดยใช้ข้อมูลช่วงเวลาทั้งปีหากมี

CT มีขนาดเล็ก ความผิดพลาดไม่มี

หลังการติดตั้ง ESS ต้องทราบว่าบ้านกำลังนำเข้าหรือส่งออกไฟฟ้า

ซึ่งมักขึ้นอยู่กับมิเตอร์หรือ CT ที่จุดเชื่อมต่อกับกริด

หาก CT ถูกกลับด้าน, ถูกแมพไปยังเฟสที่ผิด, หรือถูกติดตั้งในที่ที่ไม่สามารถมองเห็นการไหลของไฟฟ้าภายในบ้าน/PV ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดได้ ระบบควบคุมอาจทำการตัดสินใจที่สมเหตุสมผลจากข้อมูลที่ไม่ถูกต้อง

ผลลัพธ์อาจดูเหมือนข้อผิดพลาดของแบตเตอรี่:

การนำเข้าจากกริดที่ไม่คาดคิด

ความล้มเหลวในการชาร์จจากพลังงานส่วนเกินของ PV

การจำกัดการส่งออกที่ไม่ถูกต้อง

ค่าที่แปลกในแอป

สำหรับการปรับปรุง ฉันจึงใส่ตำแหน่งมิเตอร์/CT ลงในแบบการออกแบบ.

มันเป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุม.

ไม่ใช่ความคิดที่เกิดขึ้นหลังการเริ่มต้น.

จุดหยุดการปรับปรุงของฉัน

ก่อนที่จะเลือกแพ็คเกจแบตเตอรี่ Ruibit/Dawnice สุดท้าย ฉันต้องการให้คำถามเหล่านี้ถูกปิด:

เพียงแค่นั้นฉันจึงต้องการโมเดลแบตเตอรี่สุดท้าย.

ลำดับสำคัญ.

การปรับปรุงไม่ใช่ระบบโซลาร์พลัสเก็บพลังงานใหม่ที่สร้างจากแบบว่าง มันสืบทอดอุปกรณ์ การเดินสาย การอนุมัติ ข้อจำกัดทางกายภาพ และบางครั้งการตัดสินใจการออกแบบเก่า.

บางอย่างนั้นมีค่าที่ควรเก็บรักษา.

อย่างอื่นคือสิ่งที่โครงการแบตเตอรี่ควรแก้ไข.

ก่อนที่จะถามว่าแบตเตอรี่ใดเหมาะกับระบบโซลาร์ที่มีอยู่ ให้ตัดสินใจว่าส่วนใดของระบบโซลาร์ที่มีอยู่ยังคงมีค่าที่จะออกแบบ.

คำถามที่พบบ่อย

1. ฉันสามารถเพิ่มแบตเตอรี่บ้านให้กับระบบโซลาร์บนหลังคาที่มีอยู่ได้หรือไม่?

ใช่ ขึ้นอยู่กับอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่และความต้องการของโครงการ คุณอาจเก็บอินเวอร์เตอร์ PV ไว้กับการเก็บพลังงานแบบ AC-coupled, เปลี่ยนเป็นอินเวอร์เตอร์ไฮบริด หรือออกแบบระบบใหม่บางส่วน.

2. ฉันควรเปลี่ยนอินเวอร์เตอร์โซลาร์ที่มีอยู่เมื่อเพิ่มแบตเตอรี่หรือไม่?

ไม่จำเป็น อินเวอร์เตอร์ที่ค่อนข้างใหม่ ปฏิบัติตาม และเชื่อถือได้อาจมีค่าที่จะเก็บรักษา การเปลี่ยนจะน่าสนใจมากขึ้นเมื่ออินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่เริ่มเก่า ไม่เข้ากัน หรือไม่สามารถสนับสนุนสถาปัตยกรรมสำรองที่ต้องการ.

3. ฉันจะเลือกความจุแบตเตอรี่สำหรับระบบโซลาร์ที่มีอยู่ได้อย่างไร?

อย่าขนาดแบตเตอรี่จาก kWp โซลาร์เพียงอย่างเดียว เปรียบเทียบส่วนเกิน PV ระยะเวลา การบริโภคในบ้าน ความต้องการในตอนเย็น ความต้องการสำรอง ความจุแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ และความแปรผันตามฤดูกาล.

4. การเพิ่มแบตเตอรี่จะให้การสำรองไฟอัตโนมัติในกรณีไฟดับหรือไม่?

ไม่ การสำรองอาจต้องการอินเวอร์เตอร์ที่เข้ากันได้ EPS หรือเอาต์พุตสำรอง การแยกจากกริด อุปกรณ์โอนย้าย วงจรโหลดที่ได้รับการป้องกัน และการควบคุมพลังงานโซลาร์และแบตเตอรี่ที่เหมาะสมในระหว่างการหยุดทำงาน.

5. ทำไมความเข้ากันได้ระหว่างแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์จึงสำคัญในระบบโซลาร์ปรับปรุง?

แบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ต้องตรงกันในช่วงแรงดันไฟฟ้า ขีดจำกัดกระแส โปรโตคอล BMS เฟิร์มแวร์ การกำหนดโมดูล และฟังก์ชันสำรอง. การจับคู่แรงดันไฟฟ้าหรืออินเทอร์เฟซ CAN/RS485 เพียงอย่างเดียวไม่สามารถพิสูจน์ความเข้ากันได้.