Số kWh hàng ngày thường không phải là số tôi bắt đầu với
Để xác định kích thước pin cho ngôi nhà từ dữ liệu tải theo khoảng thời gian, trước tiên hãy quyết định pin sẽ làm gì, sau đó tính toán năng lượng và công suất cần thiết trong khoảng thời gian liên quan. Đối với việc tự tiêu thụ năng lượng mặt trời, hãy đo tải hộ gia đình xảy ra sau khi sản xuất năng lượng mặt trời giảm. Đối với dự phòng, hãy tách biệt các tải thiết yếu và thời gian mất điện của chúng. Đối với việc chuyển đổi theo thời gian sử dụng, hãy tính toán tải bên trong khoảng thời gian giá cao. kWh của pin xác định thời gian hệ thống có thể cung cấp các tải đó; kW của bộ biến tần và pin xác định liệu nó có thể cung cấp chúng hay không.
Đó là lý do tại sao tôi do dự khi một nhà lắp đặt gửi cho tôi:
Tiêu thụ hàng năm: 7,300 kWh
và hỏi liệu ngôi nhà cần pin 10 kWh hay 15 kWh.
Số hàng năm đó cho tôi biết ngôi nhà trung bình20 kWh/ngày.
Nó không cho tôi biết liệu chủ nhà có nấu ăn bằng điện lúc 18:30, sạc xe điện qua đêm, vận hành máy bơm nhiệt trong suốt mùa đông, hay sử dụng hầu hết điện khi năng lượng mặt trời trên mái đang sản xuất.
Dữ liệu theo khoảng thời gian thì có.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ mô tả dữ liệu theo khoảng thời gian là các số đọc ở khoảng thời gian hàng giờ hoặc ngắn hơn, tiết lộ các hồ sơ tải hàng ngày và hàng tuần ẩn bên trong các hóa đơn hàng tháng.DOE
Đối với một hệ thống lưu trữ năng lượng tại nhà, sự khác biệt đó là vấn đề xác định kích thước.
Tôi sẽ mở vào thứ Ba trước khi mở danh mục pin
Hãy xem xét một ngôi nhà giả định với dữ liệu đồng hồ thông minh 30 phút.
Nó có:
Sử dụng điện hàng năm: 7,300 kWh
Tiêu thụ trung bình hàng ngày: 20 kWh
6 kWp năng lượng mặt trời trên mái
Chủ nhà muốn tăng cường tự tiêu thụ năng lượng mặt trời và giữ lại một số công suất dự phòng.
Một ngày trong tuần mùa xuân điển hình trông như thế này:
| Thời gian | Tải tại nhà | Đầu ra PV | Vị trí ròng |
|---|---|---|---|
| 06:00–09:00 | 4.0 kWh | 0.8 kWh | 3.2 kWh nhập |
| 09:00–16:00 | 5.0 kWh | 17.0 kWh | 12.0 kWh thặng dư |
| 16:00–22:00 | 8.5 kWh | 2.0 kWh | 6.5 kWh nhập |
| 22:00–06:00 | 2.5 kWh | 0 | 2.5 kWh nhập |
Ngôi nhà tiêu thụ 20 kWh.
Nhưng một pin 20 kWh sẽ không có nhiều ý nghĩa nếu mục tiêu thực sự chỉ là chuyển đổi năng lượng mặt trời ban ngày vào buổi tối.
Số hữu ích đầu tiên gần hơn với:
Nhu cầu ròng buổi tối = 8.5 − 2.0 = 6.5 kWh
Bây giờ tôi có điều gì đó đáng để thiết kế xung quanh.
6.5 kWh tại các tải không phải là một pin 6.5 kWh
Pin có tổn thất và giới hạn hoạt động.
Đối với một ví dụ đã làm, giả sử:
Năng lượng AC cần thiết: 6.5 kWh
Hiệu suất từ pin đến tải: 92%
Phần sử dụng cho phép: 90%
Sau đó:
Năng lượng tên gọi yêu cầu = 6.5 ÷ (0.92 × 0.90) ≈ 7.85 kWh
Một pin danh nghĩa10 kWhgiờ đây trông hợp lý cho mục tiêu ngày xuân cụ thể này.
Điều đó không có nghĩa là:
Hộ gia đình 20 kWh/ngày = pin 10 kWh
Nó có nghĩa là:
hồ sơ tải này + hồ sơ năng lượng mặt trời này + những giả định này ≈ yêu cầu tên gọi tối thiểu 8 kWh cho nhiệm vụ chuyển đổi buổi tối đã được xác định.
NREL cũng tách biệt pincông suấttừnăng lượngkhi xác định kích thước lưu trữ: năng lượng xác định tính tự chủ, trong khi công suất xả vẫn phải đáp ứng tải yêu cầu.NREL
Sự phân biệt đó trở nên quan trọng sau năm phút.
Sau đó, Lò nướng và Máy bơm nhiệt bật cùng nhau
Vào lúc 18:10, dữ liệu khoảng thời gian cho thấy:
Bơm nhiệt: 2.4 kW
Nấu ăn cảm ứng: 3.0 kW
Chiếu sáng/làm lạnh/tải chung: 0.8 kW
Tổng cộng:
6.2 kW
Pin 10 kWh có thể có nhiều năng lượng lưu trữ.
Nhưng nếu gói pin-bộ biến tần chỉ có thể cung cấp5 kW liên tục, ngôi nhà vẫn phải nhập từ lưới điện.
Đây là lý do tại sao tôi rút ra hai kết quả khác nhau từ cùng một tệp khoảng thời gian:
| Câu hỏi kích thước | Dữ liệu tôi cần |
|---|---|
| Năng lượng pin | kWh trong khoảng thời gian mục tiêu |
| Công suất pin/inverter | kW cao nhất đồng thời |
| Yêu cầu tăng đột biến | Hành vi khởi động thiết bị |
| Yêu cầu sạc | Cửa sổ năng lượng mặt trời/thấp điểm có sẵn |
| Dự trữ dự phòng | Tải được bảo vệ × số giờ yêu cầu |
Một nhà phân phối chỉ bán theo kWh pin đang giải quyết một nửa hệ thống.
Dự phòng thay đổi phép tính vì một số năng lượng trở nên không thể chạm tới
Bây giờ, chủ nhà thêm một yêu cầu khác:
"Tôi muốn bốn giờ dự phòng."
Bốn giờ của cái gì?
Giả sử lịch trình tải thiết yếu là:
Tủ lạnh + ngăn đông: 0.25 kW trung bình
Internet/bảo mật: 0.10 kW
Chiếu sáng: 0.15 kW
Điều khiển sưởi ấm/tuần hoàn: 0.30 kW
Tải thiết yếu ước tính:
0.80 kW
Trong bốn giờ:
0.80 × 4 = 3.2 kWh AC
Sử dụng hiệu suất đường xả 92% như minh họa:
3.2 ÷ 0.92 ≈ 3.48 kWh năng lượng phía pin
Nếu chủ sở hữu muốn dự trữ đó luôn sẵn có, thì 3.48 kWh đó không thể đồng thời được hứa hẹn cho việc chuyển đổi năng lượng mặt trời hàng ngày.
Đây là lúc một đề xuất 10 kWh hợp lý có thể trở nên chật chội.
Mô hình lưu trữ dân cư của NREL cũng cho thấy thời gian dự phòng phụ thuộc vào mức độ sạc pin khi mất điện bắt đầu, hồ sơ tải hộ gia đình, hiệu suất inverter, và liệu PV có thể sạc lại pin trong thời gian mất điện hay không.NREL
"10 kWh cho X giờ" do đó không phải là một tuyên bố phổ quát nghiêm túc.
Mùa đông là tệp tôi yêu cầu tiếp theo
Mùa xuân làm cho hệ thống 10 kWh trông hấp dẫn.
Sau đó tôi mở tháng Giêng.
Bơm nhiệt chạy lâu hơn.
Tiêu thụ buổi tối tăng lên.
Sản xuất năng lượng mặt trời giảm.
Pin có thể không sạc đầy từ PV.
Đây là lý do tại sao tôi thíchít nhất 12 tháng dữ liệu khoảng thời giannếu có sẵn hơn là xác định kích thước từ một ngày năng lượng mặt trời hấp dẫn.
Tôi tìm kiếm:
ngày trong tuần mùa đông
ngày trong tuần mùa hè
cuối tuần
ngày tải cao nhất
thời gian tải cao/năng lượng mặt trời thấp nhất
ngày sạc xe điện
tải không bình thường nhưng lặp lại
DOE lưu ý rằng các hồ sơ khoảng thời gian có thể tiết lộ những thay đổi liên quan đến thời gian trong ngày, ngày trong tuần, thời tiết và mức độ sử dụng mà tổng số hàng tháng không thể hiện.DOE
Đối với một nhà lắp đặt dân dụng, điều đó có nghĩa là một "ngày điển hình" là hữu ích.
Không đủ để đóng băng BOM.
Sạc xe điện là nơi tôi thường loại bỏ tải thay vì thêm pin
Giả sử ngôi nhà thêm một bộ sạc xe điện 7 kW.
Phản ứng rõ ràng là:
biến tần lớn hơn + pin lớn hơn.
Không nhất thiết.
Nếu xe có thể sạc từ lưới điện vào ban đêm với giá thấp, tại sao lại xả pin của ngôi nhà vào đó?
Nếu xe điện có thể sạc trực tiếp trong thời gian dư thừa năng lượng mặt trời vào giữa trưa, tại sao lại lưu trữ điện đó trong pin tĩnh trước?
Điều tương tự cũng áp dụng cho việc làm nóng nước, bơm hồ bơi và các tải linh hoạt khác.
Trước khi tăng dung lượng pin, tôi sẽ hỏi liệu tải có thể được di chuyển hay không.
Đó là một trong những sự khác biệt lớn nhất giữa việc xác định kích thước ESS gia đình và kích thước dự phòng đơn giản:
ngôi nhà chứa các tải mà chúng ta có thể lên lịch.
Một chiến lược điều khiển thông minh đôi khi có thể tiết kiệm nhiều tiền hơn so với một mô-đun 5 kWh khác.
Tôi sẽ cung cấp cho Ruibit/Dawnice một tệp tải, không phải "Chúng tôi cần 10 kWh"
Đối với một nhà lắp đặt hoặc nhà phân phối xây dựng gói ESS gia đình có thể lặp lại, tôi sẽ giảm dữ liệu khoảng thời gian xuống một tập hợp nhỏ các đầu ra thiết kế:
| Đầu ra thiết kế | Ví dụ đã làm |
|---|---|
| Tiêu thụ trung bình hàng ngày | 20 kWh |
| Tải tối thiểu buổi tối để chuyển | 6.5 kWh |
| Tên bảng pin tối thiểu đã tính toán | ~7.85 kWh |
| Đỉnh đồng thời buổi tối | 6.2 kW |
| Tải dự phòng thiết yếu bốn giờ | 3.2 kWh AC |
| Dư thừa PV ban ngày | 12 kWh |
| Gói ứng cử | ~10 kWh lớp, tùy thuộc vào kiểm tra cuối cùng |
Sau đó, tôi sẽ xác minh sự kết hợp pin và biến tần Ruibit/Dawnice thực tế chodung lượng sử dụng, công suất liên tục, dòng điện pin, phạm vi điện áp, giao thức BMS, đầu ra dự phòng, khả năng sạc PV và yêu cầu điện khu vực.
Bảng không chọn sản phẩm.
Nó cho chúng ta biết sản phẩm cần phải chứng minh điều gì.
Một pin 10 kWh có thể quá lớn và quá nhỏ trong cùng một ngôi nhà
Quá lớn cho việc chuyển đổi năng lượng mặt trời vào mùa xuân.
Quá nhỏ cho một sự cố mùa đông kéo dài tám giờ.
Đó không phải là một mâu thuẫn.
Điều đó có nghĩa là chủ nhà đã yêu cầu một pin thực hiện hai công việc khác nhau.
Đây là lý do tại sao tôi sẽ không kết thúc một đề xuất pin dân dụng với:
Dung lượng đề xuất: 10 kWh
Tôi sẽ kết thúc nó với điều gì đó gần gũi hơn:
10 kWh đáp ứng yêu cầu chuyển đổi vào buổi tối theo các giả định đã nêu. Thời gian dự phòng phụ thuộc vào mức năng lượng dự trữ, tải thực tế được bảo vệ, nhu cầu theo mùa và khả năng phát điện từ năng lượng mặt trời trong thời gian mất điện.
Ít thú vị hơn.
Hữu ích hơn nhiều.
Đối với việc xác định kích thước pin cho gia đình, dữ liệu khoảng thời gian tốt nhất không cho tôi biết kích thước pin mà tôi có thể bán.
Nó cho tôi biếtnhững giờ nào pin thực sự được yêu cầu di chuyển, những tải nào nó phải mang, và những tải nào có lẽ không nên được đưa vào pin ngay từ đầu.
Câu hỏi thường gặp
1. Làm thế nào để tôi xác định kích thước pin gia đình từ dữ liệu tải theo khoảng thời gian?
Xác định kWh sử dụng trong khoảng thời gian mà pin phải đáp ứng, sau đó điều chỉnh cho công suất sử dụng được và tổn thất hệ thống. Kiểm tra riêng kW tối đa để đảm bảo pin và bộ biến tần có thể cung cấp công suất cần thiết.
2. Tiêu thụ điện hàng ngày có đủ để xác định kích thước pin gia đình không?
Không. KWh hàng ngày hoặc hàng tháng ẩn giấu thời điểm điện được tiêu thụ. Dữ liệu khoảng thời gian tiết lộ nhu cầu vào buổi tối, tải tối đa, sạc xe điện, hoạt động của máy bơm nhiệt, và các mẫu theo mùa, điều này có thể thay đổi đáng kể kích thước pin được khuyến nghị.
3. Nên giữ lại bao nhiêu dung lượng pin cho dự phòng?
Tính toán năng lượng cần thiết cho các tải thiết yếu trong thời gian mất điện mong muốn. Ví dụ, 0.8 kW tải thiết yếu trong bốn giờ yêu cầu 3.2 kWh AC, chưa tính đến tổn thất chuyển đổi.
4. Tại sao nên kiểm tra dữ liệu tải mùa đông trước khi chọn pin gia đình?
Mùa đông có thể mang lại tải sưởi ấm cao hơn và sản xuất điện mặt trời thấp hơn. Một pin hoạt động tốt cho việc tự tiêu thụ điện mặt trời vào mùa xuân có thể không cung cấp đủ năng lượng hoặc khả năng sạc trong mùa đông.
5. Có nên bao gồm sạc xe điện khi xác định kích thước pin gia đình không?
Không tự động. Sạc xe điện thường linh hoạt và có thể được lên lịch trong các khoảng thời gian giá thấp hoặc sản xuất điện mặt trời trực tiếp. Quản lý tải đôi khi có thể tiết kiệm hơn là thêm dung lượng pin.
