EV Şarjı ve Isı Pompaları için Üç Aşamalı Bir Ev ESS Tasarlamak: Uygulamalı Bir Örnek

Evde 22 kW'lık bir EV Şarj Cihazı Var. Bataryanın 22 kW Olması Gerekmiyor.

Üç fazlı bir Ev ESS, her cihazın isim plakası değerini ekleyerek değil, gerçekten örtüşen yüklerden boyutlandırılmalıdır. Bir EV şarj cihazı ve ısı pompasına sahip bir ev için tasarım, şebeke ithalat sınırını, faz yapılandırmasını, kontrol edilebilir EV şarj gücünü, ısı pompası talebini, batarya/inverter gücünü, kullanılabilir batarya enerjisini, güneş katkısını ve yedek kapsamını belirlemelidir. EV şarjı genellikle en esnek büyük yük olur; ısıtma ve temel yükler genellikle daha yüksek öncelik alır.

Bu çalışılmış örnek, belirli bir Ruibit/Dawnice müşteri projesini temsil etmek yerine açıklayıcı sayılar kullanmaktadır.

Amaç, tasarım kararlarının nasıl etkileşimde bulunduğunu görmektir.

Ev

Bir Avrupa tarzı üç fazlı ev varsayalım:

Şebeke beslemesi:3 × 25 A
Çatı üstü PV:12 kWp
EV şarj cihazı:11 kW, üç fazlı
Isı pompası:3.5 kW tipik elektrik girişi
Diğer evsel yükler:1.5 kW tipik akşam yükü
Önerilen batarya:20 kWh sınıfı
Ev ESS inverteri:üç fazlı

Teorik üç fazlı şebeke kapasitesi 400 V'de yaklaşık olarak:

√3 × 400 × 25 ≈ 17.3 kW

Bu sayı hemen önemlidir.

Eğer EV şarj cihazı 11 kW tüketiyorsa ve ısı pompası ile ev aynı anda başka 5 kW gerektiriyorsa, ev başka bir büyük cihaz başlamadan önce bağlantı sınırına zaten yakın.

Batarya yardımcı olabilir.

Ama yük kontrolü, her olası tesadüfü çözmek için bataryayı tasarlamaktan daha ucuz olabilir.

18:10 — Araç Bağlanıyor

Ev sahibi eve gelir.

O anda:

EV şarj talebi: 11.0 kW

Isı pompası: 3.5 kW

Ev yükleri: 1.5 kW

Toplam:

16.0 kW

Bataryanın 16 kW sağlamasına gerek yok.

Şebeke hala mevcut.

Enerji yönetim stratejisinin şebeke ithalatını sınırladığını varsayalım:

12 kW

Gerekli batarya katkısı:

16 − 12 = 4 kW

Uygun bir Ev ESS, seçilen sınırın yakınında tutmak için yaklaşık 4 kW boşaltabilir.

Ama başka bir seçenek var.

EV şarjını 11 kW'dan 7 kW'a düşür.

Şimdi:

7 + 3.5 + 1.5 = 12 kW

Gerekli batarya boşaltması:

0 kW

Bu yüzden, sadece daha büyük bir batarya inverteri satın almadan önce EV yük yönetimini entegre etmek isterim.

EV sekiz saat bağlı kalabilir.

Genellikle her dakika maksimum şarj gücüne ihtiyaç duymaz.

19:30 — Pişirme Denklemi Değiştiriyor

Şimdi ekleyelim:

Indüksiyon pişirme: 3 kW

Eğer EV hala 7 kW ile şarj oluyorsa:

EV: 7.0 kW
Isı pompası: 3.5 kW
Pişirme: 3.0 kW
Diğer yükler: 1.5 kW

Toplam:

15 kW

EMS'nin seçenekleri var.

Bataryayı 3 kW boşaltabilir.

Ya da EV şarjını başka 3 kW azaltabilir.

Ya da her ikisini birleştirin.

Bu ev için yük önceliğini yaklaşık olarak şöyle verebilirim:

Temel ev yükleri

→ Isı pompası

→ Pişirme

→ EV şarjı

Elektrikli araç ayarlanabilir yük haline gelir.

Bu, ev enerji depolama sisteminin pahalı batarya döngülerini israf etmesini önler, çünkü araba tam şarj gücünde yirmi dakika bekleyemezdi.

Şimdi Batarya İnverterini Boyutlandırın

Bataryanın yine de anlamlı bir güç kapasitesine ihtiyacı var.

Diyelim ki tasarım hedefleri şunlardır:

normal şebeke ithalatını sınırlamak

güneş enerjisi kendi tüketimini artırmak

akşam enerjisini kaydırmak

seçilen yedekleme sağlamak

Yük profilini modelledikten sonra, şunu belirlediğimizi varsayalım:8–10 kW üç fazlı batarya-invertör gücüher bağlı cihazı bağımsız olarak beslemeye çalışmadan, faydalı batarya görevlerini yerine getirir.

Bu, herhangi bir 10 kW invertörün uygun olduğu anlamına gelmez.

Şunları doğrulardım:

üç fazlı çıkış mimarisi

faz başına sınırlamalar

batarya voltaj aralığı

batarya şarj/deşarj akımı

PV giriş sınırları

şebeke gereksinimleri

yedekleme/EPS davranışı

BMS iletişimi

ve EMS'nin EV şarj cihazını nasıl koordine ettiğini.

Bir Ruibit/Dawnice Ev ESS teklifi için, batarya, invertör, sayaç/CT ve kontrol edilebilir yükler bu nedenle tek bir işletim sistemi olarak ele alınmalıdır.

Ne Kadar Batarya Enerjisi?

Şimdi kW'dan kWh'ye geçelim.

Bataryanın ana günlük işinin, güneş üretimi düştükten sonra akşam ev ve ısıtma talebini karşılamak olduğunu varsayalım.

17:00 ile 23:00 arasında, evin tükettiğini varsayalım:

Isı pompası: 9 kWh

Diğer ev yükleri: 6 kWh

EV'ye bataryadan sağlanan enerji: 2 kWh

Toplam batarya destekli talep:

17 kWh

A20 kWh sınıfı bataryaşimdi makul görünüyor.

Ama tüm 20 kWh'nin AC yüklerine ulaşacağını varsaymam.

Kullanılabilir SoC aralığı, invertör kayıpları, batarya sınırları ve yedek rezerv, günlük dağıtım için mevcut enerjiyi azaltır.

Ev sahibi kesintiler için %20 ayırırsa, EMS bu aynı enerjiyi akşam tarifesi pahalı olduğu için EV şarjına harcamamalıdır.

Öğle Güneşi Yarınki EV Enerjisini Değiştiriyor

Ertesi gün, 12 kWp PV dizisi güçlü bir öğle fazlası üretir.

Her şeyi ihraç etmek yerine, batarya şarj olur.

EV evde park edilmişse, başka bir seçenek ortaya çıkar:

PV → EV doğrudan

Bu, şunlardan daha verimli olabilir:

PV → batarya → daha sonra EV

aracın programı izin verdiğinde.

Bu nedenle kontrol hiyerarşisi şunları dikkate almalıdır:

Ev yükleri önce

Isı pompası talebi

Batarya şarjı / rezerv hedefi

Esnek EV şarjı

Şebeke ihracı

Kesin öncelik tarifelere ve ev sahibinin hedeflerine bağlıdır.

Evrensel bir sıra yoktur.

Şebeke Kesintisi Sırasında Ne Olur?

Burada kuralları kasıtlı olarak değiştirmek isterim.

Ev sahibi şunları isteyebilir:

soğutma

aydınlatma

internet

ısı pompası

seçili prizler

ama değil:

11 kW EV şarjı

elektrikli fırın

diğer isteğe bağlı yüksek güçlü yükler

Bu, yedek yükün yalnızca şunlar olabileceği anlamına gelir:

4–6 kW

normal çalışmada evin zaman zaman talep edebileceği 15–20 kW yerine.

Bu ayrım, faydalı dayanıklılık için gereken inverter ve batarya kapasitesini önemli ölçüde azaltabilir.

Eğer kesintiler sırasında EV şarjı gerçekten gerekiyorsa, bu açıkça belirtilmeli ve sistem buna göre boyutlandırılmalıdır.

"tüm ev yedeği"nin yanlışlıkla "her yük sonsuza dek normal çalışır" haline gelmesine izin vermeyin.

Son Tasarım Bir Kontrol Stratejisidir

Bu nedenle, öncelikli sistemimiz şöyle görünebilir:

Bunlar çalışılmış varsayımlar, evrensel bir ürün önerisi değildir.

Farklı bir hane 15 kWh ihtiyaç duyabilir.

Diğer bir hane 30 kWh ihtiyaç duyabilir.

Daha büyük bir ısı pompası, 22 kW şarj cihazı, üç EV, elektrikli dirençli ısıtma, farklı şebeke bağlantısı veya farklı tarife tasarımı tamamen değiştirebilir.

Önemli ders, boyutlandırma sırasıdır:

Şebeke kısıtlaması → yük örtüşmesi → esnek yükler → inverter kW → batarya kWh → yedek sınırı → kontrol stratejisi

değil:

11 kW EV şarj cihazı + 8 kW ısı pompası = 19 kW batarya inverteri satın al.

Üç fazlı bir evde, en iyi batarya tasarımı genellikle hangi yüklerinaynı anda tam güçte çalışması gerekmediğini belirlemekten gelir..

Bu, özellikle EV şarjı için doğrudur.

Zaman içinde hareket etmesi gereken enerji için Ev ESS kullanın. Bekleyebilecek güç için yük yönetimi kullanın.

SSS

1. 11kW'lık bir EV şarj cihazı, 11kW'lık bir ev batarya inverteri gerektirir mi?

Zorunlu değil. EV şarjı genellikle esnek bir yük olarak kabul edilir. Dinamik yük yönetimi, ısı pompası, pişirme ekipmanları veya diğer ev yükleri çalışırken şarj gücünü azaltabilir ve gereken batarya gücünü düşürebilir.

2. Üç aşamalı bir Ev ESS, bir EV şarj cihazı ve ısı pompası için nasıl boyutlandırılmalıdır?

Şununla başlayın:şebeke bağlantı limiti ve eşzamanlı hane yükleri, ardından hangi yüklerin kontrol edilebileceğini belirleyin. Faydalı pik batarya katkısı için inverter kW ve gereken enerji kaydırma ve yedek süre için batarya kWh boyutlandırın.

3. Bir EV şarj cihazı, şebeke kesintisi sırasında ev bataryasından çalışmalı mı?

Genellikle öncelik vermek daha pratiktirtemel hane yükleri ve ısıtmaesnasında EV şarjını devre dışı bırakmak veya sınırlamak. Kesintiler sırasında EV şarjı gerekiyorsa, batarya ve inverter o ek yük için özel olarak boyutlandırılmalıdır.

4. Dinamik EV şarjı, bir Ev ESS ile neden faydalıdır?

Dinamik şarj, hane talebi arttığında EV gücünü azaltabilir ve kapasite mevcut olduğunda artırabilir. Bu, şebeke sınır ihlallerini önleyebilir ve gereksiz batarya deşarjını veya inverter aşırı boyutlandırmasını engelleyebilir.