Thiết kế Nâng cấp Năng lượng Mặt trời 10kWh: Ví dụ Thực tế từ Hồ sơ Tải đến Phạm vi Thiết bị

Kích thước Pin Là Số Cuối Cùng Tôi Tin Tưởng

Một nâng cấp pin gia đình 10kWh nên được thiết kế từ hồ sơ tải hộ gia đình, sản xuất năng lượng mặt trời hiện có, nhu cầu năng lượng buổi tối, yêu cầu công suất inverter và mục tiêu dự phòng—không phải từ thực tế rằng “10kWh” là kích thước pin phổ biến. Trong ví dụ thực tế dưới đây, một pin loại 10kWh là một lựa chọn hợp lý vì hộ gia đình thường có đủ năng lượng mặt trời dư thừa vào ban ngày để sạc và đủ nhu cầu vào buổi tối để sử dụng hầu hết năng lượng đã lưu trữ.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

Sản phẩm HZEB-LCT-10 hiện tại của Dawnice cung cấp một tham chiếu sản phẩm thực tế hữu ích:10.54kWh năng lượng danh nghĩa và khoảng 9.49kWh năng lượng DC có thể sử dụng ở mức 90% DoD dưới các điều kiện thử nghiệm đã nêu.

Nhưng tôi sẽ không bắt đầu thiết kế từ đó.

Tôi sẽ bắt đầu với thứ Ba.

Thứ Ba Cho Chúng Ta Nhiều Hơn Hóa Đơn Điện Hàng Năm

Hãy xem xét một ngôi nhà minh họa với mộthệ thống PV trên mái 6.6kWp.

Một ngày làm việc điển hình trông đại khái như thế này:

Thời gianSử dụng hộ gia đìnhSản xuất điện mặt trời
00:00–06:002.0 kWh0
06:00–09:003.0 kWh1.0 kWh
09:00–15:003.0 kWh16,0 kWh
15:00–18:003.0 kWh5.0 kWh
18:00–24:008.0 kWh0
Tổng cộng19.0 kWh22.0 kWh

Hóa đơn hàng năm có thể đơn giản cho chúng ta biết rằng hộ gia đình nhập điện.

Hồ sơ này cho chúng ta biếtkhi.

Có một lượng lớn năng lượng mặt trời dư thừa vào ban ngày, trong khi khoảng 8kWh được tiêu thụ sau 18:00 khi sản xuất PV đã biến mất.

Đó là cơ hội cho pin.

Liệu 10kWh Có Thực Sự Được Sử Dụng?

Giả sử pin cung cấp khoảng9.5kWh năng lượng DC có thể sử dụng.

Không phải tất cả đều trở thành năng lượng AC có thể sử dụng tại các tải của hộ gia đình vì inverter và hệ thống có tổn thất chuyển đổi.

Vì vậy, tôi sẽ không bán điều này như:

Pin 10kWh = 10kWh điện buổi tối.

Thay vào đó, tôi so sánh năng lượng có thể sử dụng của pin với yêu cầu thực tế vào buổi tối của hộ gia đình.

Ở đây:

Nhu cầu buổi tối ≈ 8kWh

Năng lượng pin có thể sử dụng ≈ 9.5kWh DC trước khi có tổn thất chuyển đổi hệ thống

Đó là một mối quan hệ hợp lý.

Một pin 20kWh có thể lưu trữ nhiều điện hơn, nhưng hộ gia đình này có thể không thường xuyên có đủ nhu cầu vào ban đêm—hoặc đủ năng lượng mặt trời dư thừa vào mùa đông—để sử dụng nó một cách kinh tế.

Câu hỏi đúng không phải là:

Chủ nhà có thể chi bao nhiêu cho pin?

Nó là:

Ngôi nhà này có thể sử dụng bao nhiêu pin thường xuyên?

Bây giờ Kiểm Tra kW, Bởi Vì kWh Không Thể Vận Hành Một Thiết Bị

Vào lúc 19:00, chủ nhà có thể có:

Bơm nhiệt: 2.2kW

Tải nấu ăn: 1.8kW

Tủ lạnh/đèn/thiết bị điện tử: 0.6kW

Nhu cầu đồng thời:

4.6kW

Một pin chứa 10kWh năng lượng là vô dụng vào lúc này nếu sự kết hợp pin-biến tần chỉ có thể cung cấp 3kW.

Đối với việc cải tạo Dawnice điện áp thấp, HZEB-LCT-10 được xếp hạng ở51.2V / 206Ah, trong khi Dawnice hiện đang cung cấp biến tần hybrid một pha 8kW và 10kW vớicửa sổ pin 45–58Vvà điện áp pin định mức 51.2V.

Điều đó làm choSản phẩmhệ thống điện trở nên thú vị cho cùng một loại hệ thống.

Nó không tự động chứng minh rằng cấu hình cải tạo chính xác được chấp thuận.

Tôi vẫn sẽ xác minh:

giao tiếp pin-biến tần

dòng điện tối đa của pin

firmware

điện áp/dòng điện chuỗi PV hiện có

các yêu cầu lưới điện địa phương

và cấu hình sao lưu thực tế.

Dawnice cũng công bố các hướng dẫn giao tiếp chuyên dụng cho các pin 10kWh của mình với nhiều cấu hình biến tần, điều này là bằng chứng hữu ích rằng khả năng tương thích giao tiếp là một nhiệm vụ tích hợp chứ không chỉ đơn thuần là khớp điện áp.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

Kiến Trúc Nâng Cấp Đến Trước Danh Sách Mua Sắm

Bây giờ hãy kiểm tra biến tần năng lượng mặt trời hiện có.

Nếu đó là một biến tần PV nối lưới thông thường, người lắp đặt có hai con đường rộng.

Cải tạo nối AC:giữ lại biến tần PV hiện có và thêm một biến tần pin tương thích.

Thiết kế lại hybrid/bên DC:thay thế hoặc cấu hình lại biến tần hiện có để PV và pin hoạt động thông qua một biến tần hybrid.

Cách tiếp cận thứ hai có thể tạo ra một kiến trúc tích hợp sạch hơn, nhưng việc thay thế một bộ biến tần PV hoạt động hoàn hảo sẽ tốn kém.

Cách đầu tiên có thể bảo tồn phần cứng hiện có, nhưng tạo ra một lớp chuyển đổi/kiểm soát khác.

Vì vậy, báo giá nên nêu rõ kiến trúc nào đang được cung cấp.

"Nâng cấp pin mặt trời 10kWh" không phải là phạm vi thiết bị.

Dự Phòng Thay Đổi Thiết Kế Một Lần Nữa

Chủ nhà hiện nói:

"Tôi cũng muốn pin cung cấp điện cho ngôi nhà trong trường hợp mất điện."

Tải nào của ngôi nhà?

Giả sử các mạch thiết yếu là:

Làm lạnh: 150W trung bình

Internet/bảo mật: 50W

Chiếu sáng: 150W

Bơm nhiệt trung bình: 1.8kW

Các tải thiết yếu khác: 350W

Tải thiết kế đồng thời/trung bình ước tính:

2.5kW

Nếu hệ thống cung cấp, minh họa, khoảng8.7kWh năng lượng AC có thể sử dụngsau các ranh giới vận hành và chuyển đổi giả định:

8.7 ÷ 2.5 ≈ 3.5 giờ

Đó là một ước tính đã được tính toán, không phải là thời gian hoạt động đảm bảo.

Việc vận hành bơm nhiệt, công suất khởi động, nhiệt độ ngoài trời, trạng thái sạc ban đầu, các thiết bị khác và việc PV có còn khả dụng trong thời gian mất điện hay không có thể thay đổi kết quả một cách đáng kể.

Sao lưu cũng yêu cầu người lắp đặt xác định các mạch nào thực sự được kết nối với đầu ra tải được bảo vệ.

Tôi Sẽ Đưa Gì Vào Phạm Vi Thiết Bị?

Đối với ngôi nhà này, phạm vi sơ bộ có thể là:

Hệ thống PV 6.6kWp hiện có — giữ lại nếu phù hợp về điện

Pin LiFePO4 10.54kWh Dawnice HZEB-LCT-10

Biến tần hybrid/pin tương thích được kích thước từ tải đồng thời và yêu cầu PV

Cáp/giao diện truyền thông giữa pin và biến tần

Bảo vệ và cách ly pin theo thiết kế hệ thống yêu cầu

Đồng hồ/CT để đo lường nhập-xuất

Sắp xếp sao lưu/tải thiết yếu nếu cần

Giám sát

Cáp, đầu nối và phần cứng lắp đặt

Chạy thử và cấu hình chế độ hoạt động

Dawnice liệt kê HZEB-LCT-10 với83,5kg, IP54, giao tiếp RS485/RS232 và khả năng mở rộng lên đến 15 đơn vị song song, vì vậy việc mở rộng trong tương lai có thể được xem xét trong quá trình lắp đặt ban đầu thay vì phát hiện sau.

Đối với một nhà phân phối Ruibit/Dawnice, đây cũng là cấu trúc báo giá tốt hơn so với:

1 × 10kWh pin
1 × biến tần

Người mua có thể thấy mỗi thành phần giải quyết vấn đề gì.

Thiết Kế Có Một Bài Kiểm Tra Cuối Cùng

Trước khi đặt hàng thiết bị, tôi sẽ lặp lại nhiều ngày đại diện—không chỉ thứ Ba nắng.

Một ngày mùa đông.

Một ngày nhiều mây.

Một cuối tuần tải cao.

Một ngày có nhu cầu buổi tối bất thường thấp.

Sau đó hỏi:

Pin có thường xuyên được sạc không?

Nó có thường xuyên xả đủ để biện minh cho dung lượng của nó không?

Biến tần có hỗ trợ được các tải đồng thời của hộ gia đình không?

Phạm vi dự phòng có phù hợp với mong đợi của chủ nhà không?

Hệ thống PV hiện có có thực sự có thể tích hợp mà không tạo ra vấn đề tương thích khác không?

Nếu những câu trả lời đó đúng trong các điều kiện đại diện, con số 10kWh đã kiếm được vị trí của nó trong báo giá.

Một cải tạo năng lượng mặt trời tốt không bắt đầu với một pin 10kWh và tìm lý do để lắp đặt nó. Nó bắt đầu với dòng năng lượng của ngôi nhà—và khám phá xem 10kWh có phải là câu trả lời đúng hay không.

A 10kWh Solar Retrofit Design - Worked Example from Load Profile to Equipment Scope

Câu hỏi thường gặp

1. Pin 10kWh có phù hợp với hệ thống năng lượng mặt trời trên mái hiện có không?

Nó có thể đúng nếu hộ gia đình có đủnăng lượng mặt trời dư thừa ban ngày để sạc pin và nhu cầu buổi tối hoặc ban đêm đủ để sử dụng năng lượng đã lưu trữ. Kích thước pin nên dựa trên tải thực tế của ngôi nhà và hồ sơ phát điện mặt trời.

2. Dung lượng pin 10kWh có đủ để xác định kích thước bộ biến tần đúng không?

Không.kWh xác định năng lượng lưu trữ, trong khi kW xác định lượng điện có thể cung cấp tại một thời điểm.Kích thước biến tần nên xem xét các tải đồng thời của hộ gia đình, giới hạn xả pin, yêu cầu PV và tải dự phòng.

3. Nâng cấp năng lượng mặt trời hiện có nên sử dụng ghép AC hay bộ biến tần hybrid?

Nó phụ thuộc vào thiết bị PV hiện có.Ghép ACCó thể cho phép bộ biến tần năng lượng mặt trời hiện có vẫn hoạt động, trong khi thiết kế hybrid/coupled DC có thể yêu cầu thay thế bộ biến tần hoặc cấu hình lại hệ thống. Tính tương thích và chi phí dự án nên được so sánh trước khi lựa chọn.

4. Một báo giá nâng cấp pin năng lượng mặt trời 10kWh nên bao gồm những gì?

Một phạm vi hoàn chỉnh nên xác địnhpin, bộ biến tần tương thích, giao diện truyền thông, đo lường/CT, bảo vệ và cách ly, sắp xếp dự phòng nếu cần, giám sát, cáp, phần cứng lắp đặt, đưa vào vận hành, và cấu hình chế độ hoạt động.