Πρώτον, η επιλογή του τύπου μπαταρίας
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας των μπαταριών και την ταχεία μείωση του κόστους, οι μπαταρίες λιθίου έχουν γίνει η κύρια επιλογή στα έργα αποθήκευσης ενέργειας οικιακής χρήσης και το μερίδιο αγοράς των νέων χημικών μπαταριών έχει φτάσει πάνω από το 95 τοις εκατό.
Σε σύγκριση με τις μπαταρίες μολύβδου-οξέος, οι μπαταρίες λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, της μεγάλης διάρκειας ζωής, των ακριβών δεδομένων μπαταρίας και της υψηλής συνοχής.
2. Τέσσερις κοινές παρεξηγήσεις στο σχεδιασμό χωρητικότητας μπαταρίας
1. Επιλέξτε τη χωρητικότητα της μπαταρίας μόνο σύμφωνα με την ισχύ του φορτίου και την κατανάλωση ενέργειας
Στο σχεδιασμό της χωρητικότητας της μπαταρίας, η κατάσταση φορτίου είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας αναφοράς. Ωστόσο, η χωρητικότητα φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας, η μέγιστη ισχύς της μηχανής αποθήκευσης ενέργειας και η περίοδος κατανάλωσης ενέργειας του φορτίου δεν μπορούν να αγνοηθούν.
2. Θεωρητική χωρητικότητα και πραγματική χωρητικότητα της μπαταρίας
Συνήθως, το εγχειρίδιο της μπαταρίας υποδεικνύει τη θεωρητική χωρητικότητα της μπαταρίας, δηλαδή, υπό ιδανικές συνθήκες, τη μέγιστη ισχύ που μπορεί να απελευθερώσει η μπαταρία όταν η μπαταρία μεταβαίνει από SOC100 τοις εκατό σε SOC0 τοις εκατό .
Σε πρακτικές εφαρμογές, λαμβάνοντας υπόψη τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, δεν επιτρέπεται η αποφόρτιση στο SOC0 τοις εκατό και η ισχύς προστασίας θα ρυθμιστεί.
3. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, τόσο το καλύτερο
Σε πρακτικές εφαρμογές, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η χρήση της μπαταρίας. Εάν η χωρητικότητα του φωτοβολταϊκού συστήματος είναι μικρή ή η κατανάλωση ισχύος φορτίου είναι μεγάλη, η μπαταρία δεν μπορεί να φορτιστεί πλήρως, γεγονός που θα προκαλέσει σπατάλη.
4. Το σχέδιο χωρητικότητας της μπαταρίας ταιριάζει τέλεια
Λόγω της απώλειας διεργασίας, η χωρητικότητα εκφόρτισης της μπαταρίας είναι μικρότερη από τη χωρητικότητα αποθήκευσης της μπαταρίας και η κατανάλωση ενέργειας του φορτίου είναι μικρότερη από την χωρητικότητα εκφόρτισης της μπαταρίας. Η παραμέληση των απωλειών απόδοσης είναι πιθανό να οδηγήσει σε ανεπαρκή ισχύ μπαταρίας.
3. Σχεδιασμός χωρητικότητας μπαταρίας σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογής
Αυτό το άρθρο εισάγει κυρίως τις ιδέες σχεδιασμού χωρητικότητας μπαταρίας σε τρία κοινά σενάρια εφαρμογών: αυθόρμητη ιδιοκατανάλωση (υψηλό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας ή χωρίς επιδοτήσεις), τιμή αιχμής και χαμηλής τάσης ηλεκτρικής ενέργειας και εφεδρική παροχή ρεύματος (το δίκτυο είναι ασταθές ή έχει σημαντικά φορτία).
1. "Αυθόρμητη χρήση"
Λόγω της υψηλής τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας ή των χαμηλών επιδοτήσεων συνδεδεμένου στο δίκτυο φωτοβολταϊκών (χωρίς επιδοτήσεις), εγκαθίστανται φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για τη μείωση των λογαριασμών ηλεκτρικής ενέργειας.
Υποθέτοντας ότι το πλέγμα είναι σταθερό, η λειτουργία εκτός δικτύου δεν λαμβάνεται υπόψη
Τα φωτοβολταϊκά είναι μόνο για να μειώσουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου
Γενικά, υπάρχει αρκετό ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας
Η ιδανική κατάσταση είναι ότι το φωτοβολταϊκό συν σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να καλύψει πλήρως την οικιακή ηλεκτρική ενέργεια. Αλλά αυτή η κατάσταση είναι δύσκολο να επιτευχθεί. Επομένως, εξετάζουμε διεξοδικά το κόστος εισόδου και την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και μπορούμε να επιλέξουμε τη χωρητικότητα της μπαταρίας σύμφωνα με τη μέση ημερήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας (kWh) του νοικοκυριού (το προεπιλεγμένο φωτοβολταϊκό σύστημα έχει επαρκή ενέργεια).
Εάν οι κανόνες κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να συλλεχθούν με ακρίβεια, σε συνδυασμό με τις ρυθμίσεις διαχείρισης του μηχανήματος αποθήκευσης ενέργειας, ο ρυθμός χρήσης του συστήματος μπορεί να βελτιωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο.
2. Τιμή ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής και κοιλάδας
Η δομή της τιμής ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής και κοιλάδας είναι περίπου όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, 17:00-22:00 είναι η περίοδος αιχμής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας:
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η κατανάλωση ρεύματος είναι χαμηλή (το φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί βασικά να την καλύψει) και κατά την περίοδο αιχμής της κατανάλωσης ρεύματος, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι τουλάχιστον το ήμισυ της ενέργειας τροφοδοτείται από την μπαταρία για να μειωθεί ο λογαριασμός ρεύματος .
Υποθέστε τη μέση ημερήσια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά την περίοδο αιχμής: 20 kWh
Υπολογίστε τη μέγιστη τιμή ζήτησης της χωρητικότητας της μπαταρίας με βάση τη συνολική κατανάλωση ενέργειας κατά την περίοδο αιχμής. Στη συνέχεια, σύμφωνα με τη χωρητικότητα του φωτοβολταϊκού συστήματος και το όφελος της επένδυσης, βρίσκεται η βέλτιστη ισχύς της μπαταρίας σε αυτό το εύρος.
3. Περιοχές με ασταθές ηλεκτρικό δίκτυο - εφεδρική παροχή ρεύματος
Χρησιμοποιείται κυρίως σε ασταθείς περιοχές ηλεκτρικού δικτύου ή καταστάσεις με σημαντικά φορτία. Στις αρχές του 2017, η GoodWe σχεδίασε κάποτε ένα έργο στη Νοτιοανατολική Ασία. Οι λεπτομέρειες έχουν ως εξής:
Τόπος εφαρμογής: φάρμα κοτόπουλου, λαμβάνοντας υπόψη την πλακόστρωτη περιοχή των φωτοβολταϊκών, μπορεί να εγκαταστήσει 5-8στοιχεία KW
Σημαντικό φορτίο: Ανεμιστήρες εξαερισμού 4*, η ισχύς ενός μόνο ανεμιστήρα είναι 550W (εάν ο ανεμιστήρας εξαερισμού δεν λειτουργεί, η παροχή οξυγόνου στο υπόστεγο κοτόπουλου είναι ανεπαρκής)
Κατάσταση δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας: το ηλεκτρικό δίκτυο είναι ασταθές, οι διακοπές ρεύματος είναι ακανόνιστες και η μεγαλύτερη διακοπή ρεύματος διαρκεί 3 έως 4 ώρες
Απαιτήσεις εφαρμογής: Όταν το ηλεκτρικό δίκτυο είναι κανονικό, η μπαταρία φορτίζεται πρώτα. όταν το ηλεκτρικό δίκτυο είναι απενεργοποιημένο, η μπαταρία και το φωτοβολταϊκό διασφαλίζουν την κανονική λειτουργία του σημαντικού φορτίου (ανεμιστήρας)
Κατά την επιλογή της χωρητικότητας της μπαταρίας, αυτό που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι η ισχύς που απαιτείται από την μπαταρία για την τροφοδοσία της μπαταρίας μόνη της σε περίπτωση εκτός δικτύου (υποθέτοντας διακοπή ρεύματος τη νύχτα, χωρίς Φ/Β).
Μεταξύ αυτών, η συνολική κατανάλωση ενέργειας όταν είναι εκτός δικτύου και ο εκτιμώμενος χρόνος εκτός δικτύου είναι οι πιο κρίσιμες παράμετροι. Εάν υπάρχουν άλλα σημαντικά φορτία στο σύστημα, πρέπει να τα αναφέρετε όλα (όπως στο παρακάτω παράδειγμα) και, στη συνέχεια, να προσδιορίσετε την απαιτούμενη χωρητικότητα της μπαταρίας με βάση τη μέγιστη ισχύ φορτίου και την κατανάλωση ισχύος κατά τη μεγαλύτερη συνεχή διακοπή ρεύματος όλη την ημέρα .
Τέσσερις, δύο σημαντικοί παράγοντες στο σχεδιασμό της χωρητικότητας της μπαταρίας
1. Χωρητικότητα φωτοβολταϊκού συστήματος
Υποθέτω:
Η μπαταρία φορτίζεται πλήρως με φωτοβολταϊκά
Η μέγιστη ισχύς της μηχανής αποθήκευσης ενέργειας για τη φόρτιση της μπαταρίας είναι 5000W
Ο αριθμός των ωρών ηλιοφάνειας την ημέρα είναι 4 ώρες
Ετσι:
① Στη λειτουργία της μπαταρίας ως εφεδρικό τροφοδοτικό, η μπαταρία με πραγματική χωρητικότητα 800 Ah πρέπει να φορτίζεται πλήρως σε ιδανική κατάσταση κατά μέσο όρο:
800Ah/100A/4h=2 ημέρες
②Στη λειτουργία αυθόρμητης χρήσης, θεωρείται ότι το σύστημα φορτίζει την μπαταρία με μέσο όρο 3000 W μέσα σε 4 ώρες την ημέρα. Μια πλήρως φορτισμένη μπαταρία με πραγματική χωρητικότητα 800 Ah (χωρίς αποφόρτιση) απαιτεί:
800Ah*50V/3000=13 ημέρες
Αδυναμία κάλυψης της ημερήσιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας του φορτίου. Σε ένα συμβατικό σύστημα ιδιοκατανάλωσης, η μπαταρία δεν μπορεί να φορτιστεί πλήρως.
2. Σχεδιασμός εφεδρείας μπαταρίας
Όπως αναφέρθηκε στα τρία σενάρια εφαρμογών που αναφέρθηκαν παραπάνω, λόγω της αστάθειας παραγωγής φωτοβολταϊκού ρεύματος, απώλειας γραμμής, μη έγκυρης εκφόρτισης, γήρανσης της μπαταρίας κ.λπ., με αποτέλεσμα την απώλεια απόδοσης, είναι απαραίτητο να διατηρείται ένα ορισμένο περιθώριο κατά το σχεδιασμό της χωρητικότητας της μπαταρίας.
Ο σχεδιασμός της εναπομένουσας χωρητικότητας της μπαταρίας είναι σχετικά δωρεάν και ο σχεδιαστής μπορεί να κάνει μια ολοκληρωμένη κρίση σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση του σχεδιασμού του συστήματος του.