Domáce zariadenia na ukladanie energie sú zariadenia, ktoré uchovávajú elektrickú energiu a v prípade potreby ju využívajú – známe aj ako produkty na ukladanie elektrickej energie alebo „systémy na ukladanie energie na batérie“ (BESS), ďalej označované ako domáce úložiská energie. Hlavnou súčasťou domáceho úložiska sú nabíjateľné batérie, zvyčajne lítium-iónové batérie alebo olovené batérie. Ďalšími komponentmi sú invertory, ktoré dokážu inteligentne riadiť riadiaci systém nabíjania a vybíjania.
Tým, že akumulácia energie vstupuje do bežných domácností, môžeme implementovať koncept distribuovanej výroby elektriny, zmierniť tlak prenosu elektrickej siete, znížiť používanie fosílnych palív, čo je nevyhnutné decentralizované opatrenie na dosiahnutie uhlíkovej neutrality alebo nulovej neutrality.
1. Ako nakonfigurovať systém skladovania energie v domácnosti
V systémoch skladovania energie v domácnostiach sú hlavnými komponentmi komponenty, stroje na skladovanie energie a batérie; Formulár zobrazený na obrázku slúži na nastavenie skladovania energie v garáži pre naše elektrické vozidlá.
Systémy skladovania energie sú rozdelené na jednofázové a trojfázové; Nasledujúci obrázok je jednoduchý diagram systému akumulácie energie, ktorý zahŕňa nielen tri hlavné komponenty, ale aj elektromer, záťaž domácnosti atď. Či už ide o jednofázový alebo trojfázový systém, existujú zodpovedajúce riešenia.
2. Úvod do meničov akumulácie energie
Zariadenia na ukladanie energie ES/ET sú obojsmerné skladovanie energie, podporujú integráciu mimo siete, funkciu UPS, ovládanie mobilnej aplikácie a môžu dosiahnuť obmedzenie spätného toku a výkonu. Existuje však aj rozdiel medzi ES a ET. ES je jednofázový obojsmerný akumulačný menič energie, zatiaľ čo ET je určený pre trojfázové rozvodné siete; A podporuje nevyvážený trojfázový výstup a jednofázové zaťaženie;
Okrem toho je ES pripojený k nízkonapäťovej batérii, zatiaľ čo ET má vyšší rozsah napätia a je pripojený k vysokonapäťovej batérii; Takže ich nabíjacie a vybíjacie prúdy sú tiež odlišné. To sa prejaví aj na rozhraní meniča.
Vzhľadom na to, že nabíjací a vybíjací prúd ES môže dosiahnuť 100A, zodpovedajúce rozhranie batérie je tiež väčšie a vyžaduje 25 štvorcový kábel. Nabíjací a vybíjací prúd ET je len 25A a stačí k tomu 6-štvorcový kábel.
Najväčšou vlastnosťou týchto dvoch strojov je teda to, že sú integrované so sieťou a majú aj funkciu UPS. Ak sieť náhle stratí energiu, menič sa automaticky prepne na napájanie z batérie a čas vypnutia siete je kratší ako 10 ms. Doba odozvy na úrovni UPS patrí k neprerušiteľnému zdroju napájania; A mnoho výrobcov meničov používa invertory na akumuláciu energie EPS, čo sú núdzové zdroje energie s dobou spínania kratšou ako 5 sekúnd.
3. Úvod k batériám na ukladanie energie
Odporúča sa, aby každý používal lítiové batérie, ktoré sú v súčasnosti kompatibilné s mnohými značkami batérií, ako sú BYD, Wotai a Paineng; Okrem toho sa stále párujú niektoré batérie. Pred zakúpením stroja si zákazníci musia najprv potvrdiť, či používajú kompatibilné značky batérií.
Lítiové batérie sú batérie vyrobené z lítiového kovu alebo zliatiny lítia ako negatívne elektródové materiály a používajú nevodné roztoky elektrolytov. Majú viacero výhod, ako je vysoká energia, dlhá životnosť a nízka hmotnosť, a sú široko používané v energetických systémoch na skladovanie energie, ako sú hydraulické, tepelné, veterné a solárne elektrárne.
Fosforečnan lítno-železitý (LFP)
Trojprvková lítiová batéria (NCM/NCA)
Batéria s oxidom lítnym kobaltom (LCO).
Iné lítiové batérie, ako je oxid lítium-mangánový, lítium-titanátové batérie atď
4. Náklady na rôzne komponenty v systéme skladovania energie
5. Pracovný režim jedna
Priorita spotreby zaťaženia:
PV - Batéria - Mriežka
Elektrina vyrobená fotovoltaikou sa uprednostňuje na použitie v záťažiach, pričom prebytočná elektrina sa skladuje v batériách a predáva sa do siete; Keď je PV nedostatočná, batéria sa vybije na použitie záťažou
Keď dôjde k výpadku prúdu v sieti, záťaž na výstupnom konci zapojenom do siete nemôže fungovať; Ale záťaž na výstupe mimo siete môže fungovať normálne, napájaná PV a batériami
Elektrické vozidlá využívajú elektrickú energiu batérie na nabíjanie v noci a výpadok dopĺňa elektrická sieť
Elektrina generovaná fotovoltaikou sa dodáva do elektrických zásuviek, osvetlenia, nabíjacích staníc pre elektrické vozidlá a akumulátorov energie.
Tento aplikačný režim sa okrem aplikácií na ukladanie svetla a nabíjanie používa hlavne vo vilových projektoch. V súčasnosti sú prípady tohto režimu zamerané najmä na vily a demonštrácie.
6. Pracovný režim dva
Vysvetlenie: Napájacia sieť všeobecného režimu nenabíja batériu. Nastavenie do ekonomického režimu umožňuje nastavenie doby nabíjania a vybíjania batérie.
Hlavnou funkciou ekonomického modelu je oholenie špičiek a vyplnenie údolia. Môže využívať elektrickú energiu z elektrickej siete na nabíjanie batérie počas údolia v noci a na napájanie záťaže počas špičky počas dňa; Tento režim môže znížiť rozdiel medzi vrcholom a tým šetriť náklady na elektrickú energiu.
Vysvetlenie: Záťaže mimo siete môžu byť napájané fotovoltaikou a batériami bez prerušenia počas výpadkov prúdu; Koniec mimo siete sa prepne z elektrickej siete na batériové napájanie pre napájanie UPS.
Keď je sieť odpojená, na strane siete sa vybije energia a zariadenie prepína režimy rýchlosťou 10 milisekúnd, aby sa zabezpečilo normálne používanie dôležitých záťaží na záložnej strane. Malo by sa zaznamenať umiestnenie tohto zaťaženia, pretože dôležité záväzky musia byť pripojené na koniec siete.
Napríklad komunikačné základňové stanice 5G sú vo všeobecnosti postavené na vzdialených miestach, kde kvalita elektrickej energie v sieti nie je vysoká. Aby sa pokryla nepretržitá spotreba elektrickej energie, záťaž môže byť pripojená k záložnému koncu a stroj na ukladanie energie môže byť nastavený do režimu zálohovania. Býva doplnená o fotovoltaickú napájaciu sieť a prepínaná na batériové napájanie v prípade núdzového výpadku prúdu.
7. Ako premeniť už nainštalovaný projekt na zásobník energie
Ďalej sa pozrime na inú formu. Projekt obnovy zásobníka energie si vyžaduje použitie renovačných strojov SBP a BT, bez zmeny pôvodného usporiadania fotovoltaického systému. Na našu komunikačnú stranu je napojený zásobník energie inštalovaný na vrchu fotovoltaického systému. Za normálnych okolností je priorita spotreby elektriny od fotovoltaiky po batérie do siete rovnaká. Po výpadku prúdu sa sieť môže spoliehať len na elektrinu z batérie, ktorá dodáva energiu mimo siete.
8. Ako nakonfigurovať kapacitu batérie
Výber batérie by mal brať do úvahy záťaž, či už sa používa denne alebo je zálohovaná; Výber príliš veľkej kapacity batérie môže viesť k plytvaniu a ak sa spotrebuje všetka uložená elektrina, batéria nemusí byť úplne nabitá.
Výrobcovia zariadení na skladovanie energie tiež poskytujú zákazníkom rôzne možnosti kapacity batérií prostredníctvom rôznych foriem. Rôzne formy flexibilných riešení pre výber energie, ako napríklad stohovaná inštalácia, modulárne stroje typu všetko v jednom a prispôsobenie viacerých výkonov/energií integrovaných produktov.
Ako teda rýchlo a priamo vybrať najlepšie riešenie kapacity batérie v scenári domáceho skladovania energie?
V súčasnosti väčšina domácností využíva skladovanie energie ako spôsob regulácie dodávky energie a využívania siete, čo bežne nazývame skladovanie energie pripojené k sieti. V prípade skladovania energie pripojeného k sieti možno hlavné účely vo všeobecnosti rozdeliť do troch kategórií: fotovoltaické vlastné použitie (s vysokými nákladmi na elektrinu alebo bez dotácií), špičkové a dolné ceny elektriny a záložné zdroje energie (s nestabilnými rozvodnými sieťami alebo dôležitými záťažami).
1. Zlepšiť mieru vlastného využitia fotovoltaiky
Hlavným účelom tohto scenára je inštalácia fotovoltaických systémov skladovania energie na zníženie nákladov na elektrickú energiu, keď sú ceny elektriny vysoké alebo dotácie fotovoltaickej siete sú nízke (bez dotácií), aby sa zostávajúca elektrina vo fotovoltaickom systéme mohla skladovať a používať v noci okrem na denné použitie.
Spotrebu elektriny v domácnostiach delíme na dennú spotrebu elektriny (obdobie výroby vysokovýkonnej fotovoltaiky) a nočnú spotrebu elektriny (obdobie nízkoenergetickej alebo bezvýkonovej fotovoltaiky). Podľa vyššie uvedeného účelu by mal byť najideálnejší stav, že elektrina vyrobená fotovoltaikou dokáže pokryť dennú potrebu elektriny a po uskladnení už len nočnú potrebu elektriny.
To znamená, že efektívna kapacita batérie by sa mala približne rovnať výrobe fotovoltaickej energie mínus denná spotreba elektriny. Ale toto je len ideálny stav. Aby sme sa vyhli redundancii kapacity batérie (aby sa v noci úplne nespotrebovala), musíme tiež zabezpečiť, aby efektívny výkon batérie neprekračoval nočnú spotrebu elektriny.
2. Špičkové oholenie a vyplnenie úžľabia na zníženie nákladov na elektrinu
Hlavným účelom tohto scenára je nabíjanie batérie počas nízkych cien elektriny počas dňa a vybíjanie batérie počas vysokých cien elektriny v noci, aby sa znížili celkové náklady na elektrinu.
Spotrebu elektriny v domácnostiach delíme na dennú spotrebu elektriny (obdobie nízkej ceny elektriny) a nočnú spotrebu elektriny (obdobie vysokej ceny elektriny). V tomto scenári je najideálnejším stavom použiť fotovoltaickú energiu na dodávanie prebytočnej elektriny do záťaže počas dňa a nabíjanie batérie sieťou a výkon batérie stačí na pokrytie dopytu v noci (počas špičkových cien elektriny). .
To znamená, že efektívna kapacita batérie sa približne rovná nočnej spotrebe elektriny v domácnosti. Výpočet kapacity batérie na základe nočnej spotreby elektriny je však len maximálnou hodnotou dopytu.
Pri zvažovaní nákladov na batérie je vo všeobecnosti potrebné komplexne zvážiť tri aspekty: kapacitu fotovoltaického systému, investíciu do batérie a úsporu ceny elektriny a určiť optimálny pomer. Zároveň je potrebné zabezpečiť, aby doba vybitia batérie nebola dlhšia ako doba nočnej spotreby elektriny.
3. Ako záložný zdroj energie v oblastiach s nestabilnou elektrickou sieťou
Čisto svetelné systémy na trhu dokážu generovať elektrinu len počas dňa, ale nedokážu poskytnúť záložnú energiu. V prípade náhleho výpadku prúdu môže integrovaný svetelný úložný systém naďalej podporovať prevádzku domácich spotrebičov, ako sú akváriá, postrekovače, chladničky, monitorovanie, osvetlenie a iné dôležité napájacie zdroje, čím zaisťuje bezpečnosť majetku domácnosti.
Pri navrhovaní kapacity batérie so záložným napájaním ako hlavným účelom je hlavným hľadiskom množstvo elektrickej energie, ktorú batéria vyžaduje na samostatné napájanie dôležitých záťaží počas najdlhšieho času mimo siete (predpokladaný najdlhší čas výpadku napájania), vrátane potreby zvážiť situáciu bez PV v noci.
V tomto scenári je pomerne ľahké vypočítať kapacitu batérie. Jednoducho vypíšte všetky dôležité záťaže a vypočítajte celkovú spotrebu energie všetkých záťaží počas najdlhšieho času výpadku prúdu, aby ste predbežne určili kapacitu batérie.
Vyššie uvedené tri situácie sú najbežnejšími požiadavkami na inštaláciu systémov na ukladanie energie pripojených k sieti a existujú aj pravidlá, ktoré treba dodržiavať pri výbere kapacity batérie. V praktických aplikáciách však môže nastať situácia, keď sa dve alebo viaceré požiadavky prekrývajú, čo si vyžaduje ich špecifickú analýzu na základe požiadaviek a v konečnom dôsledku objasnenie optimálnej kapacity výberu batérie.
Okrem toho sme vo vyššie uvedenej analýze spomenuli efektívny výkon batérie a pri skutočnom výbere batérie rôzne faktory, ako je nárazové zaťaženie záťaže, hĺbka vybitia (DOD) batérie, strata účinnosti systému, energia je potrebné zvážiť výkonnosť skladovacieho zariadenia a očakávanú návratnosť investícií.
Pri výbere kapacity batérie je teda potrebné zvážiť elektrickú energiu celej domácnosti alebo scenár využitia ako celého systému a obzvlášť dôležité je vybrať si najlepšieho dodávateľa zariadení a systémovej integrácie.