Pin Thấp Áp so với Pin Cao Áp cho Nhà: Hướng Dẫn Lựa Chọn Cấp Hệ Thống

Điện áp pin không phải là điều đầu tiên tôi sẽ chọn

Đối với hầu hết các dự án ESS dân cư, lựa chọn tốt hơn giữa pin điện áp thấp và pin điện áp cao phụ thuộc vào kiến trúc pin-inverter hoàn chỉnh, công suất yêu cầu, dòng điện cáp, phương pháp mở rộng, môi trường lắp đặt, chiến lược dịch vụ và tính tương thích đã được xác minh. Các hệ thống điện áp thấp—thường được xây dựng xung quanh nền tảng pin định mức 48 V hoặc 51,2 V—có thể thực tế cho các hệ thống nhỏ hơn và hướng tới dịch vụ. Pin điện áp cao trở nên hấp dẫn hơn khi nhu cầu điện gia đình tăng lên vì cùng một kW có thể được truyền tải với dòng điện thấp hơn nhiều.

Điều đó không có nghĩa là:

LV = nhỏ và rẻ

hoặc:

HV = lớn và cao cấp.

Những cách rút gọn đó rất tiện lợi. Chúng cũng là cách mà các nhà phân phối so sánh pin mà không bao giờ được thiết kế để làm cùng một công việc.

Khi tôi xem xét một gói ESS gia đình, số đầu tiên tôi thường muốn không phải là điện áp pin.

Nhà thực sự cần bao nhiêu công suất AC liên tục?

Sau đó, tôi làm ngược lại.

10 kW trông rất khác ở 51.2 V

Bỏ qua tổn thất chuyển đổi trong một khoảnh khắc và sử dụng mối quan hệ cơ bản:

Công suất = Điện áp × Dòng điện

Đối với yêu cầu 10 kW ở phía DC tại 51,2 V:

Dòng điện = 10,000 ÷ 51,2 ≈ 195 A

Bây giờ hãy xem xét một pin HV giả định hoạt động ở 400 V:

Dòng điện = 10,000 ÷ 400 = 25 A

Cùng 10 kW.

Dòng điện rất khác nhau.

Đây là các phép tính DC đơn giản hóa trước khi xem xét hiệu suất, biến động điện áp, giới hạn inverter và các điều kiện hệ thống khác.

Nhưng chúng giải thích tại sao kiến trúc điện áp lại quan trọng.

Dòng điện cao hơn ảnh hưởng đếnmặt cắt cáp, đầu nối, thanh cái, cầu chì, đầu cuối, sụt áp, sinh nhiệt và tay nghề lắp đặt.

Tại công suất gia đình vừa phải, những thách thức đó có thể quản lý được.

Tại 15 hoặc 20 kW, tôi bắt đầu chú ý nhiều hơn.

51.2 V chỉ là một nhãn. Inverter cần một dải điện áp.

Đây là một trong những sai lầm tôi sẽ cố gắng ngăn chặn trước khi đặt hàng số lượng lớn.

Một pin được quảng cáo là51,2 Vkhông giữ ở mức chính xác 51,2 V trong quá trình sạc và xả.

Tương tự, một cụm pin HV không có một điện áp hoạt động cố định.

Bộ biến tần có:

dải điện áp hoạt động của pin

các yêu cầu khởi động

dòng điện tối đa của pin

giới hạn sạc/xả

trong khi pin có các giới hạn hoạt động riêng.

Vì vậy, tôi không bao giờ phê duyệt một gói vì:

Pin = 51,2 V

và

Bộ biến tần = tương thích với pin 48 V

xuất hiện trên hai tài liệu quảng cáo.

Tôi muốn các dải thực tế chồng lên nhau một cách chính xác.

Sau đó, tôi kiểm tra giao tiếp.

Một sự khớp điện áp mà không có sự tương thích giữa BMS và bộ biến tần vẫn là một hệ thống chưa hoàn thiện.

Mở rộng HV thay đổi điện áp; mở rộng LV thường thay đổi dung lượng dòng điện

Đây là nơi hai kiến trúc bắt đầu hoạt động khác nhau.

Một hệ thống LV điển hình có thể mở rộng bằng cách thêm các đơn vị pin tương thích song song. Điện áp danh nghĩa vẫn tương tự trong khi Ah và năng lượng có sẵn tăng lên.

Một hệ thống HV mô-đun thường thêm các mô-đun pin nối tiếp trong một kiến trúc cụm đã được phê duyệt, tăng điện áp cụm và năng lượng cho đến khi đạt số lượng mô-đun được phép của nhà sản xuất.

Không phương pháp nào tự động dễ hơn.

Với việc mở rộng song song LV, tôi muốn biết:

số lượng đơn vị song song tối đa

chia sẻ dòng điện

đối xứng cáp

bảo vệ theo từng pin

địa chỉ giao tiếp

Với việc xếp chồng HV, tôi hỏi:

số lượng mô-đun tối thiểu

số lượng mô-đun tối đa

dải điện áp cụm

các yêu cầu BMS chính

khóa liên kết

tính tương thích của mô-đun phát điện

Sự phân biệt này đặc biệt quan trọng đối với người mua B2B. Một nhà phân phối có thể bán cho chủ nhà "lưu trữ mở rộng", nhưng việc mở rộng chỉ thực sự có nếu các mô-đun tương thích vẫn tồn tại khi khách hàng quay lại sau ba năm.

Câu hỏi 20 kWh thường được hỏi theo cách ngược lại

Giả sử một khách hàng muốn20 kWh.

Con số đó không đủ để khiến tôi nghiêng về LV hay HV.

Bây giờ thêm vào:

yêu cầu dự phòng 3 kW

Gánh nặng hiện tại đủ nhẹ để một hệ thống LV được thiết kế tốt có thể hoàn toàn hợp lý.

Thay đổi ngôi nhà:

biến tần hybrid 12 kW

bơm nhiệt

nấu ăn cảm ứng

sạc EV

tải dự phòng đồng thời cao

Bây giờ tôi trở nên quan tâm hơn đến kiến trúc HV.

Không phải vì ngôi nhà có 20 kWh.

Mà vì nó muốn di chuyển nhiềukW.

Đó là sự phân biệt cấp hệ thống mà tôi muốn một nhà phân phối Ruibit/Dawnice giữ gìn khi xây dựng các gói sản phẩm:

Dung lượng năng lượng cho chúng ta biết thời gian. Công suất cho chúng ta biết mức độ mà giao diện pin-biến tần phải làm việc.

HV không tự động có nghĩa là hiệu quả hơn

Lời khẳng định này cần có sự kiềm chế.

Điện áp DC cao hơn có thể giảm dòng điện cho cùng một công suất, điều này có thể giảm tổn thất điện trở vì tổn thất dẫn điện theo khoảng:

P mất = I²R

Nếu dòng điện giảm từ 200 A xuống 50 A qua cùng một điện trở, tổn thất điện trở lý thuyết liên quan đến dây dẫn đó giảm mạnh.

Nhưng một ESS hoàn chỉnh cho ngôi nhà có nhiều hơn là chỉ tổn thất dây dẫn.

Hiệu suất hệ thống thực tế phụ thuộc vào:

điện trở trong của pin

kiến trúc chuyển đổi DC

tốp lô biến tần

công suất hoạt động

tiêu thụ ở chế độ chờ

nhiệt độ

và liệu con số được công bố có mô tả hiệu suất của bộ biến tần, hiệu suất của pin, hay hiệu suất hệ thống vòng đi vòng lại.

Vì vậy, nếu Nhà cung cấp A nói:

HV hiệu quả hơn

Tôi hỏi:

"Đo ở đâu?"

Hiệu suất đỉnh trên bảng dữ liệu không đủ để quyết định một hệ thống dân cư mười năm.

Người lắp đặt có thể thích kiến trúc vì lý do hoàn toàn khác

Kỹ sư nói về dòng điện.

Người lắp đặt cũng nghĩ vềtrọng lượng, cầu thang, định tuyến cáp, đưa vào sử dụng, và thay thế.

Một hệ thống HV có thể xếp chồng được làm từ nhiều mô-đun dễ quản lý có thể dễ dàng di chuyển vào tầng hầm hơn một pin tường rất nặng.

Nhưng HV giới thiệu một thực tế khác: các mô-đun kết nối theo chuỗi có thể tạo ra điện áp DC đáng kể.

Điều đó thay đổi bảo vệ tiếp xúc, cách ly, đầu nối, quy trình đưa vào sử dụng, và ranh giới dịch vụ.

Đối với các lắp đặt pin dân cư, an toàn điện do đó không phải là điều tôi sẽ giảm xuống thành "HV nguy hiểm, LV an toàn." Cả hai đều yêu cầu sản phẩm đúng, bảo vệ, lắp đặt và yêu cầu thị trường áp dụng.

IEC 63056đề cập cụ thể đến các yêu cầu an toàn cho các tế bào lithium thứ cấp và pin được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng điện, trong khiIEC 62619bao gồm các tế bào lithium thứ cấp và pin công nghiệp, bao gồm các ứng dụng tĩnh.

Con đường tuân thủ chính xác vẫn phụ thuộc vào cấu hình sản phẩm và thị trường đích.

Các dự án cải tạo có thể đảo ngược sở thích của tôi

Hãy tưởng tượng một chủ nhà đã có một bộ biến tần hybrid 48 V tương thích.

Khách hàng muốn thêm 10 kWh lưu trữ.

Thay thế bộ biến tần chỉ để chuyển sang kiến trúc HV có thể không hợp lý về mặt thương mại.

Bây giờ hãy xem xét một ngôi nhà mới xây với:

nguồn cung ba pha

máy bơm nhiệt lớn

PV trên mái đáng kể

mong đợi nguồn điện dự phòng cao

và không có thiết bị cũ.

Đó là một cuộc trò chuyện thiết kế khác.

Đó là lý do tại sao tôi không thích những phát biểu như:

"HV là tương lai."

Có thể cho một danh mục sản phẩm.

Không tự động cho một ngôi nhà của khách hàng.

Bộ biến tần hiện có có thể có giá trị hơn cho quyết định so với một kiến trúc pin mới thanh lịch.

Đối với người mua bán buôn, tính tương thích quan trọng hơn hóa học

Trước khi phê duyệt một gói pin gia đình LV hoặc HV, tôi sẽ đóng băng những mối quan hệ này:

Đây là nơi Home ESS V3.0 khác với một hướng dẫn mua sắm của người tiêu dùng.

Tôi không cố gắng nói với một chủ nhà pin nào trông đẹp hơn.

Tôi đang cố gắng ngăn chặn một nhà nhập khẩu hoặc nhà lắp đặt xây dựng một gói sản phẩm tạo ra các cuộc gọi tương thích sáu tháng sau khi container đến.

Đối với Ruibit/Dawnice, tôi sẽ coi mỗi cặp pin-biến tần được quảng cáo là một sự kết hợp có kiểm soát: gia đình pin chính xác, mẫu biến tần, số lượng mô-đun cho phép, firmware/giao thức, giới hạn điện và biến thể khu vực.

"Tương thích CAN" là không đủ.

"Tương thích 48 V" là không đủ.

Tôi sẽ chọn inverter và pin cùng nhau

Nếu dự án nhỏ, công suất yêu cầu vừa phải, sự đơn giản trong dịch vụ quan trọng, và một hệ sinh thái biến tần LV đã được thiết lập, tôi không gặp vấn đề gì khi chọn một kiến trúc pin điện áp thấp.

Nếu ngôi nhà yêu cầu công suất liên tục cao hơn, dung lượng có thể mở rộng lớn, dòng điện DC thấp hơn và một nền tảng pin-biến tần hiện đại phù hợp, HV trở nên ngày càng hấp dẫn.

Nhưng tôi sẽ không đưa ra quyết định nào chỉ dựa vào điện áp.

Tôi sẽ đặt sáu con số lên bàn:

Công suất liên tục yêu cầu

Công suất đột biến yêu cầu

Năng lượng sử dụng được

Dải điện áp hoạt động của pin

Dòng điện tối đa của pin

Dự kiến mở rộng trong tương lai

Sau đó, tôi sẽ thêm hai mục không thực sự là số:

tính tương thích của biến tần đã xác minh

và

khả năng phục vụ địa phương

Chỉ sau đó tôi mới chọn LV hoặc HV.

Một ngôi nhà không sử dụng điện áp pin. Nó sử dụng thiết bị, năng lượng mặt trời, nguồn dự phòng và điện. Điện áp pin đúng là kiến trúc cung cấp những chức năng đó mà không tạo ra dòng điện, vấn đề tương thích, lắp đặt hoặc dịch vụ không cần thiết.

Câu hỏi thường gặp

1. Pin cao áp cho nhà có tốt hơn pin thấp áp không?

Không tự động. Hệ thống HV giảm dòng điện DC ở cùng một công suất và có thể phù hợp với những ngôi nhà có công suất cao hơn, trong khi hệ thống LV có thể thực tiễn cho các tải vừa phải, cải tạo và các hệ sinh thái biến tần 48 V/51.2 V đã được thiết lập.

2. Tại sao điện áp pin lại quan trọng đối với năng lượng ESS cho nhà?

Đối với cùng một công suất, điện áp thấp hơn yêu cầu dòng điện cao hơn. Một tải đơn giản 10 kW cần khoảng195 A tại 51.2 V, so với chỉ25 A tại 400 V. Dòng điện cao hơn ảnh hưởng đến cáp, đầu nối, thanh cái, bảo vệ, sụt áp và nhiệt.

3. Có pin 48 V nào có thể hoạt động với inverter hybrid 48 V không?

Không. Điện áp danh nghĩa một mình không chứng minh tính tương thích. Người mua nên xác minhdải điện áp hoạt động của pin, cửa sổ điện áp của inverter, dòng sạc/xả, giao thức CAN hoặc RS485, firmware, giao tiếp BMS và cặp mô hình đã được phê duyệt.

4. Khi nào người mua B2B nên xem xét hệ thống pin cao áp cho nhà?

HV trở nên hấp dẫn hơn khi một ngôi nhà yêu cầucông suất liên tục cao hơn, dung lượng mở rộng lớn hơn, dòng điện DC thấp hơn, hoặc một nền tảng inverter công suất cao phù hợp. Thiết bị hiện có, điều kiện lắp đặt, kế hoạch mở rộng và hỗ trợ dịch vụ địa phương vẫn nên được kiểm tra trước