Домашние накопители энергии — это устройства, которые хранят электрическую энергию и используют ее при необходимости, также известные как продукты для хранения электрической энергии или «системы хранения аккумуляторной энергии» (BESS), в дальнейшем называемые домашними накопителями энергии. Основным компонентом домашнего хранилища являются аккумуляторные батареи, обычно литий-ионные или свинцово-кислотные. Другими компонентами являются инверторы, которые могут интеллектуально управлять системой управления зарядкой и разрядкой.
Благодаря тому, что накопление энергии станет доступным в обычных домохозяйствах, мы сможем реализовать концепцию распределенного производства электроэнергии, снизить нагрузку на передачу электроэнергии в энергосистему, сократить использование ископаемого топлива, что является необходимой децентрализованной мерой для достижения углеродной нейтральности или нулевой нейтральности.
1. Как настроить бытовую систему хранения энергии
В бытовых системах хранения энергии основными компонентами являются компоненты, накопители энергии и батареи; Форма, показанная на рисунке, предназначена для установки хранилища энергии в гараже для использования нашими электромобилями.
Системы хранения энергии делятся на однофазные и трехфазные; На следующем изображении представлена простая схема системы хранения энергии, которая включает в себя не только три основных компонента, но также счетчик электроэнергии, бытовую нагрузку и т. д. Независимо от того, однофазная она или трехфазная, существуют соответствующие решения.
2. Знакомство с инверторами накопления энергии
Машины для хранения энергии ES/ET являются двунаправленным хранилищем энергии, поддерживают интеграцию с автономной сетью, функцию ИБП, управление мобильными приложениями, а также могут обеспечивать защиту от обратного потока и ограничение мощности. Однако между ES и ET также есть разница. ES — однофазный двунаправленный инвертор для хранения энергии, а ET предназначен для трехфазных электросетей; И он поддерживает несбалансированный трехфазный выход и однофазную нагрузку;
Кроме того, ES подключается к низковольтной батарее, а ЭТ имеет более высокий диапазон напряжения и подключается к высоковольтной батарее; Поэтому их зарядный и разрядный токи также различны. Это также отразится на интерфейсе инвертора.
В связи с тем, что ток зарядки и разрядки ES может достигать 100 А, соответствующий интерфейс батареи также больше и требует кабеля площадью 25 квадратных метров. Ток зарядки и разрядки ET составляет всего 25 А, достаточно квадратного кабеля 6-.
Итак, самой большой особенностью этих двух машин является то, что они интегрированы в сеть, а также имеют функцию ИБП. Если в сети внезапно отключится питание, инвертор автоматически переключится на питание от батареи, а время отключения от сети составит менее 10 мс. Время отклика уровня ИБП относится к источнику бесперебойного питания; И многие производители инверторов используют инверторы для хранения энергии EPS, которые являются источниками аварийного питания со временем переключения менее 5 секунд.
3. Знакомство с аккумуляторами энергии.
Всем рекомендуется использовать литиевые батареи, которые в настоящее время совместимы со многими марками аккумуляторов, такими как BYD, Wotai и Paineng; Кроме того, еще есть некоторые подходящие батареи. Прежде чем клиенты приобретут машину, они должны сначала подтвердить, используют ли они аккумуляторы совместимых марок.
Литиевые батареи — это батареи, изготовленные из металлического лития или литиевого сплава в качестве материалов отрицательного электрода и использующие неводные растворы электролитов. Они имеют множество преимуществ, таких как высокая энергия, длительный срок службы и легкий вес, и широко используются в энергосистемах хранения энергии, таких как гидравлические, тепловые, ветровые и солнечные электростанции.
Литий-железо-фосфат (LFP)
Трехэлементная литиевая батарея (NCM/NCA)
Литий-кобальт-оксидная батарея (LCO)
Другие литиевые батареи, такие как литий-оксид-марганец, литий-титанатные батареи и т. д.
4. Стоимость различных компонентов системы хранения энергии.
5. Режим работы первый
Приоритет потребления нагрузки:
Фотоэлектрическая батарея — батарея — сетка
Электричество, вырабатываемое фотоэлектрическими установками, имеет приоритет для использования нагрузками, а излишки электроэнергии хранятся в батареях и продаются в сеть; Когда фотоэлектрической энергии недостаточно, батарея разряжается для использования нагрузкой.
При отключении электроэнергии в сети нагрузка на выходе, подключенном к сети, не может работать; Но нагрузка на выходе вне сети может работать нормально, питаясь от фотоэлектрических батарей и батарей.
Электромобили используют электричество аккумулятора для зарядки в ночное время, а дефицит восполняется за счет электросети.
Электричество, вырабатываемое фотоэлектрическими установками, подается в розетки навесов для электромобилей, освещение, зарядные станции для электромобилей и аккумуляторные батареи.
Этот режим приложения в основном используется в проектах вилл, а также для хранения и зарядки легких устройств. В настоящее время дела этого режима в основном сосредоточены на виллах и демонстрациях.
6. Второй режим работы
Объяснение: Электросеть общего режима не заряжает аккумулятор. Установка экономичного режима позволяет настраивать периоды зарядки и разрядки аккумулятора.
Основная функция экономической модели — сглаживание пиков и заполнение впадин. Он может использовать электроэнергию из электросети для зарядки аккумулятора во время падения в ночное время и для питания нагрузки в часы пик в течение дня; Этот режим может уменьшить разницу пиковых значений, тем самым экономя затраты на электроэнергию.
Пояснение: Автономные нагрузки могут питаться от фотогальваники и батарей без перерывов во время перебоев в подаче электроэнергии; Выключенный конец сети переключается с электросети на аккумуляторное питание для источника питания ИБП.
Когда электросеть отключена, на включенном конце сети заканчивается питание, и устройство переключает режимы со скоростью 10 миллисекунд, чтобы обеспечить нормальное использование важных нагрузок на резервном конце. Следует отметить расположение этой нагрузки, поскольку важные пассивы должны быть подключены к отключенному от сети концу.
Например, базовые станции связи 5G обычно строятся в отдаленных местах, где качество электроэнергии в сети невысокое. Чтобы удовлетворить бесперебойный спрос на электроэнергию, нагрузка может быть подключена к резервному концу, а устройство хранения энергии может быть переведено в резервный режим резервного копирования. Обычно он дополняется фотоэлектрической сетью электропитания и переключается на питание от аккумуляторов в случае аварийного отключения электроэнергии.
7. Как превратить уже установленный проект в накопитель энергии
Далее давайте взглянем на другую форму. Проект реконструкции накопителя энергии требует использования машин для ремонта SBP и BT без изменения исходной компоновки фотоэлектрической системы. Накопитель энергии, установленный наверху фотоэлектрической системы, подключен к нашей стороне связи. В нормальных обстоятельствах приоритет потребления электроэнергии одинаков: от фотогальваники до батарей и сети. После отключения электроэнергии сеть может полагаться только на электричество батареи для подачи электроэнергии на нагрузки, находящиеся вне сети.
8. Как настроить емкость аккумулятора
При выборе батареи следует учитывать нагрузку, независимо от того, используется ли она ежедневно или в резервном режиме; Выбор слишком большой емкости аккумулятора может привести к перерасходу энергии, а если вся накопленная электроэнергия будет израсходована, аккумулятор может быть заряжен не полностью.
Производители оборудования для хранения энергии также предоставляют клиентам различные варианты емкости аккумуляторов в различных формах. Различные формы гибких решений по выбору энергии, такие как многоуровневая установка, модульные универсальные машины и согласование нескольких мощностей/энергий интегрированных продуктов.
Итак, как быстро и напрямую выбрать лучшее решение по емкости аккумулятора для домашнего хранения энергии?
В настоящее время большинство домохозяйств используют накопители энергии как способ регулирования электроснабжения и использования сети, которые мы обычно называем накопителями энергии, подключенными к сети. Основные цели хранения энергии, подключенного к сети, обычно можно разделить на три категории: фотоэлектрическое собственное использование (с высокими затратами на электроэнергию или без субсидий), пиковые и минимальные цены на электроэнергию и резервные источники питания (при нестабильных энергосетях или важных нагрузках).
1. Повышение уровня самостоятельного использования фотоэлектрических систем.
Основная цель этого сценария — установить фотоэлектрические системы хранения энергии для снижения затрат на электроэнергию, когда цены на электроэнергию высокие или субсидии на фотоэлектрические сети низкие (без субсидий), чтобы оставшуюся электроэнергию в фотоэлектрической системе можно было хранить и использовать в ночное время, за исключением для дневного использования.
Мы разделяем бытовое потребление электроэнергии на дневное потребление электроэнергии (период фотоэлектрической генерации высокой мощности) и ночное потребление электроэнергии (период фотоэлектрической генерации низкой мощности или отсутствия мощности). В соответствии с вышеуказанной целью наиболее идеальным состоянием должно быть то, что электроэнергия, вырабатываемая фотоэлектрическими батареями, может удовлетворять дневную потребность в электроэнергии, а после хранения она может удовлетворять только ночную потребность в электроэнергии.
То есть эффективная емкость аккумулятора должна быть примерно равна выработке фотоэлектрической энергии за вычетом дневного потребления электроэнергии. Но это всего лишь идеальное состояние. Чтобы избежать избыточности емкости батареи (чтобы она не расходовалась полностью в ночное время), нам также необходимо следить за тем, чтобы эффективная мощность батареи не превышала потребление электроэнергии в ночное время.
2. Сглаживание пиков и заполнение впадин для снижения расходов на электроэнергию.
Основная цель этого сценария — заряжать батарею при низких ценах на электроэнергию в течение дня и разряжать ее при высоких ценах на электроэнергию ночью, чтобы снизить общие расходы на электроэнергию.
Мы разделяем потребление электроэнергии домохозяйствами на дневное потребление электроэнергии (период низких цен на электроэнергию) и ночное потребление электроэнергии (период высоких цен на электроэнергию). В этом сценарии наиболее идеальным состоянием является использование фотоэлектрической энергии для подачи избыточной электроэнергии в нагрузку в течение дня и зарядки аккумулятора от сети, а мощности аккумулятора достаточно для удовлетворения спроса в ночное время (во время пиковых цен на электроэнергию). .
То есть эффективная емкость аккумулятора примерно равна потреблению электроэнергии домохозяйством в ночное время. Однако расчет емкости аккумулятора на основе потребления электроэнергии в ночное время является лишь максимальным значением спроса.
При рассмотрении затрат на аккумуляторы обычно необходимо всесторонне учитывать три аспекта: емкость фотоэлектрической системы, инвестиции в аккумуляторы и экономию цен на электроэнергию, а также определять оптимальное соотношение. При этом необходимо следить за тем, чтобы время разряда аккумулятора не превышало время потребления электроэнергии в ночное время.
3. В качестве резервного источника электропитания в районах с нестабильными электросетями.
Представленные на рынке системы чистого освещения могут генерировать электроэнергию только в течение дня, но не могут обеспечить резервное питание. В случае внезапного отключения электроэнергии встроенная система хранения света может продолжать поддерживать работу бытовой техники, такой как аквариумы, разбрызгиватели, холодильники, системы мониторинга, освещения и других важных источников питания, обеспечивая безопасность домашнего имущества.
При проектировании емкости аккумулятора с резервным питанием в качестве основной цели основным фактором является количество электроэнергии, необходимое аккумулятору для отдельного питания важных нагрузок в течение самого длительного времени отключения от сети (ожидаемое самое продолжительное время отключения электроэнергии), включая необходимость учитывать ситуацию. отсутствия фотоэлектрических систем в ночное время.
В этом случае емкость аккумулятора относительно легко вычислить. Просто перечислите все важные нагрузки и рассчитайте общую потребляемую мощность всех нагрузок в течение самого длительного времени отключения электроэнергии, чтобы предварительно определить емкость аккумулятора.
Вышеупомянутые три ситуации являются наиболее распространенными требованиями для установки систем хранения энергии, подключенных к сети, а также существуют правила, которым следует следовать при выборе емкости аккумулятора. Однако в практических приложениях может возникнуть ситуация, когда два и более требований перекрываются, что требует их анализа конкретно на основе требований и в конечном итоге уточнения оптимального выбора емкости аккумулятора.
Кроме того, в приведенном выше анализе мы упомянули эффективную мощность батареи, а при фактическом выборе батареи - различные факторы, такие как ударная нагрузка нагрузки, глубина разряда (DOD) батареи, потеря эффективности системы, энергия Необходимо учитывать производительность складского оборудования и ожидаемую доходность инвестиций.
Поэтому при выборе емкости аккумулятора необходимо учитывать электроэнергию всего дома или сценарий использования как всей системы, и особенно важно выбрать лучшего поставщика оборудования и системной интеграции.