Mennyi akkumulátor-kapacitásra van szüksége a napenergia-tároláshoz?

Bevezetés.

A kapacitás meghatározza, hogy egy rendszer mennyi napelemes energiát tud tárolni és felhasználni a termelés csökkenése után. A megfelelő kapacitás kiválasztása nem egyszerűen a legnagyobb elérhető akkumulátor szekrény kiválasztását jelenti. ehelyett egy átfogó megközelítést igényel, amely figyelembe veszi a napi energia- fogyasztást, a biztonsági áramellátási igényeket, a használható akkumulátor-kapacitást, az átalakítási veszteségeket, a csúcs teljesítményt, a napelemes újratöltési képességet, a környezeti feltételeket, valamint a hálózati kötöttséget. a projekt jövőbeli terhelési tervét.

A felszerelők, integrátorok, disztribútorok és beszerzési menedzserek számára a kapacitási hibák általában két formában jelentkeznek. az egyik az alulméretezés: a telepített akkumulátor már a kritikus terhelések ellátása előtt eléri a tartalékhatárt, vagy az inverter lekapcsolódik egy motor indításakor. az első az alulméretezés: a telepített akkumulátor már a kritikus terhelések ellátása előtt eléri a tartalékhatárt, vagy az inverter lekapcsolódik egy motor indításakor. az első az alulméretezés: a telepített akkumulátor már a kritikus terhelések ellátása előtt eléri a tartalékhatárt, vagy az inverter lekapcsolódik egy motor indításakor. az első az alulméretezés: a telepített akkumulátor már a kritikus terhelések ellátása előtt eléri a tartalékhatárt, vagy az inverter lekapcsolódik egy motor indításakor. A második a túlméretezés: a tőke olyan tárolóeszközbe kötődik, amelyet a napelemes rendszer nem tud feltölteni napos időszakok hiányában. Mindkét eset arra vezethető vissza, hogy az akkumulátor-kapacitást termékfeliratként kezelik, ahelyett, hogy rendszertervezési paraméterként kezelnék. ahelyett, hogy rendszertervezési paraméterként kezelnék. változó.

Ez a cikk a napenergiát tároló projektekben használt számítási és kiválasztási logikát magyarázza. A középpont nem a általános a LiFePO4 akkumulátorok gyártása és gyártása során a vásárlóknak meg kell határozniuk a szükséges műszaki kérdéseket. vásárlási megrendelés.

__________________________________________________________________________________________________

Mit jelent az akkumulátor kapacitása napszénben? - Tároló?

Az akkumulátor kapacitása az az energia, amelyet az akkumulátor tárolhat és elérhetővé tehet idővel. A napelem tárolóban általában a megjegyzés szerint a "számítástechnikai elemek" nem minősülnek "számítástechnikai elemeknek". Mindkét mérés hasznos, de különböző kérdésekre ad választ.

a kWh az energiát írja le. Megmutatja, mennyi munkát tud a telep idővel végezni. Egy 10 kWh-os telep elméletileg 1 kW teljesítményt szolgáltathat tíz órán keresztül, de a tényleges kimenet a terhelés felé alacsonyabb lesz a tartalékbeállítások, a használható kisütési mélység és az inverter veszteségei után. a hőmérséklet hatásai és az álló üzemi fogyasztás figyelembe vételére kerül.

Az Ah az elektromos töltést írja le. Az Ah nem elegendő az energiatárolási kapacitás összehasonlításához, hacsak a feszültség nem szerepel benne. A kapcsolat: Energia (Wh) = Feszültség (V) × Kapacitás (Ah).

Egy 51,2 V-os, 100 Ah-os modul 5,12 kWh energiát tárol. Egy 12 V-os, 100 Ah-os modul kb. 1,2 kWh energiát tárol. Ugyanaz az Ah-értékük van, de az energiatárolási kapacitásuk nagyon eltérő. Ezért a beszerzési összehasonlítások kizárólag az Ah alapján félrevezetők lehetnek.

A használható energia az a beszerzési szám, amely valóban számít. Egy akkumulátor címkéjén például 10 kWh állhat névlegesen, de a terhelés számára elérhető energia függ a beállított kisütési mélységtől, a töltöttségi állapot tartalékától, a hőmérséklettől, a BMS korlátozásaitól és a rendszer hatékonyságot.

Ez a különbség megakadályozza egy gyakori hibát: olyan akkumulátor kiválasztását, amely elméletileg elegendő energiát tárol, de nem képes leadni az inverter és a fogyasztók által igényelt áramot.

Miért fontos a helyes akkumulátor-kapacitás a napelemes rendszerekhez rendszerekhez

Az akkumulátor-kapacitás befolyásolja a megbízhatóságot, az üzemelési hatékonyságot, a beruházási költséget és az akkumulátor élettartamát. Ezen felül befolyásolja a napelemes tömb, az inverter, a generátor és a terhelésvezérlési stratégia tervezését is.

Energia-megbízhatóságtól. Egy akkumulátorbanknak a napenergia-termelés hiányában is fedeznie kell a tervezett terhelést az előre látható időszakban. Egy háztartásban ez éjszakai alapvető áramköröket jelenthet. Egy távhelyi (off-grid) telepítésnél ez egy vagy több nap autonomiát jelenthet. Egy kereskedelmi projektben ez azt jelentheti, hogy egy meghatározott terhelési osztályt támogat az akkumulátor addig, amíg a generátor beindul, vagy amíg egy hálózati esemény véget ér.

A rendszer hatékonysága. Túl kicsi tárolóbank esetén az akkumulátorokat ismételten mélyen lemeríthetik. Egy túl nagy kapacitású bank esetén, ha a napelemes rendszer nem tudja újratölteni, az akkumulátorok hosszabb ideig részlegesen töltöttek maradhatnak. Egyik eset sem felel meg a kívánt üzemeltetési profilnak. Az akkumulátor-kapacitást a napelemes (PV) termeléssel és az évszakonkénti sugárzással kell kiegyensúlyozni.

Beruházási költség. Az akkumulátor költsége nem korlátozódik csupán a modul árára. Ide tartozik a rögzítőszerkezet, a burkolat térfogata, a szállítás, a üzembe helyezés, a kábelezés, a védőberendezések, az inverter kapacitása, valamint esetleg a légtechnikai rendszer vagy fűtés. A túlméretezés a teljes rendszer költségét növelheti, nemcsak az akkumulátorok tételét.

Akkumulátor élettartam. A kisülési mélység, az áram, a hőmérséklet, a töltöttségi állapot és a töltési viselkedés befolyásolják az akkumulátorok öregedését. Egy megfelelően méretezett akkumulátortömb mérsékelt működési tartományban üzemelhet, míg egy túl kicsi tömböt minden éjjel a legalsó határára kényszerítenek. A cél nem a ciklusok elkerülése, hanem a ciklusprofil tervezése az akkumulátor engedélyezett üzemeltetési feltételein belül.

__________________________________________________________________________________________________

Hogyan kiszámítás az akkumulátor kapacitása szükséges a napelemes tároláshoz a napelemes tároláshoz szükséges akkumulátor-kapacitás kiszámítása

Egy hasznos kiindulási képlet:

Akkumulátor-kapacitás (kWh) = Napi energiafogyasztás × Tartalék napok száma ÷ Rendszerhatékonyság

Névleges akkumulátortömb becsléséhez adjuk hozzá a használható kisülési mélységet:

Névleges akkumulátor-kapacitás (kWh) = Napi akkumulátor által támogatott energia × Tartaléknapok száma ÷ (Hasznos kisütési mélység × Becsült rendszerhatékonyság)

A képlet egyszerű. Az eredmény minősége a bemeneti adatoktól függ.

Napi energiafelhasználás. Készítsünk terhelési ütemtervet mért fogyasztásból, szolgáltatói adatokból, okosmérő-feljegyzésekből vagy készülékszintű becslésekből. Vegyük figyelembe azokat az üzemidőket, amikor a napelemes termelés nem áll rendelkezésre. Egy hűtőrendszer, távközlési berendezések, vízszivattyú és világítás egyenként kis méretűek lehetnek, de együtt éjszakánként jelentősek.

Tartalék napok száma. Határozza meg az autonómiát a működési modell szerint. Egy hálózatra csatlakoztatott háztartásnak csak néhány órányi alapvető terhelés biztosítása szükséges. Egy távoli kunyhó éjszakai üzemelést igényelhet. Egy klinika, távközlési helyszín, gazdaság vagy off-grid háztartás több napnyi tartalékot vagy egyértelmű generátoros biztonsági stratégiát igényelhet.

Kisütés mélysége. A DoD meghatározza, hogy a működtető mennyi névleges akkumulátor-energiát engedélyez a rendszer számára. LiFePO4 rendszerek általában magas hasznosítási DoD-t támogatnak, de a tartalékbeállításoknak meg kell egyezniük a projekt kockázatával. Egy távoli helyszín, ahol nem érhető el gyors szervizellátás, több tartalékot igényelhet, mint egy olyan helyszín, ahol megbízható generátor áll rendelkezésre.

Rendszer-veszteségek. Az energia vesztesége az akkumulátorban, a vezérlőben, az inverterben, a kábelvezetékekben és az üzemszüneti berendezésekben keletkezik. Használjon konzervatív, rendszerszintű becslést, ne kezelje minden tárolt Wh-t elérhető Wh-ként a terhelésnél.

Szemléltető számítás

Egy projekt napi 8 kWh-os, akkumulátoros terhelést igényel, és egy nap autonomiát kíván. A tervezés 90%-os hasznos mélységű lemerítést (DoD) alkalmaz, és 90%-os rendszerhatékonyságot feltételez.

Névleges kapacitás = 8 × 1 ÷ (0,90 × 0,90) = 9,88 kWh

Ez a számítás azt jelzi, hogy a névleges akkumulátorbank kb. 10 kWh lesz, mielőtt a további projektmargókat figyelembe vennénk. A végső kiválasztásnak továbbra is igazolnia kell az inverter túlterhelési igényét, a napelemes újratöltési ablakot, a hőmérsékletet, az akkumulátor öregedési tartalékát, a rezerv SOC-ot és a kompatibilis modulméreteket.

Egy második példa mutatja meg, miért igényelnek a szigetüzemű rendszerek több kontextust. Ha egy távoli kunyhó napi 5 kWh-t fogyaszt, és ugyanazon DoD- és hatékonysági feltételek mellett két nap autonomiát igényel:

Névleges kapacitás = 5 × 2 ÷ (0,90 × 0,90) = 12,35 kWh

A számítás nem jelenti automatikusan, hogy a 12,35 kWh-os akkumulátorbank a végső specifikáció. Inkább további kérdéseket vet fel: Képes-e a napelemes tömb újratölteni ezt a bankot két borult nap után? Képes-e az inverter kezelni a szivattyú túlterhelését? Generátor része-e az üzemeltetésnek terv? Mi történik télen? A méret megbízhatóvá válik csak akkor, ha ezekre a kérdésekre választ kapunk.

A mélyebb akkumulátortechnológia-kiválasztási keretrendszerhez lásd [ A legjobb lítium-akku napenergia-tárolásra ].

__________________________________________________________________________________________________

Napelemes akkumulátor-teljesítmény-példák különböző Alkalmazások

Az alkalmazások inkább a terhelési profil és az üzemeltetési kockázat szerint különböznek, mint a vásárlói címke szerint. Az alábbi példák tervezési referenciaként szolgálnak, nem pedig szabványosított rendszertervek.

Egy kis lakórendszernek lehetnek mérsékelt energiaszükségletei, de elegendő inverter-kiugrásra van szüksége egy hűtőszekrény vagy szivattyú indításához. Egy lakókocsinak korlátozott fizikai helye és korlátozott napelem-területe lehet, ezért a töltés-helyreállítás fontosabb, mint a névleges kapacitás. Egy kereskedelmi távoli telephelynek redundanciára, szervizelési hozzáférésre és generátor-indítási tervre is szüksége van a telepített akkumulátor-kWh mellett.

A kapacitási táblázatokat soha nem szabad árajánlat-készítési gyorsítóként használni. Hasznosak egy felfedező beszélgetés alakításához, majd a projektnek át kell térnie a terhelési ütemtervre, a helyszín felülvizsgálatára és a berendezések kompatibilitásának ellenőrzésére.

__________________________________________________________________________________________________

Tényezők, amelyek A napelemes akkumulátor kapacitás kiválasztásának befolyásolása

A kapacitás kiválasztása megváltozik, ha a terhelésprofil, az energia forrás, a környezet vagy az üzemeltetési szabályzat megváltozik.

Az energiafogyasztás mintázata. Ugyanaz a napi kWh érték különböző akkumulátortervekhez vezethet. különböző akkumulátortervekhez vezethet. Egy állandó egyenáramú terheléssel rendelkező helyszín más konfigurációt igényelhet, mint egy rövid, de nagy teljesítményű motoros terheléssel rendelkező helyszín. A felhasználás időpontja ugyanolyan fontos, mint az összfogyasztás. a felhasználás időpontja ugyanolyan fontos, mint az összfogyasztás.

Napelemek termelése. Egy akkumulátorbank csak akkor hasznos, ha a napelemes tömb feltöltheti töltöttségi szintjét. A csúcsnapfény-órák, a panelek tájolása, árnyék, szennyeződés, évszakokhoz kapcsolódó időjárás, a tömb hőmérséklete és a vezérlő korlátai mind befolyásolják az újratöltési képességet. sok projektnél hatékonyabb a napelemes kapacitás növelése vagy a terhelések kezelése, mint a tárolókapacitás növelése. egyedül.

Időjárási körülmények. Kikapcsolva- a hálózatfüggetlen rendszerek méretezése során a napfényhiányos időszakokra kell figyelni, nem az éves átlagokra. Egy rendszer, amely jól működik a nyár lehet arc a különböző energia egyensúly a tél .A projekt lehet szükség tovább kapacitás ,tovább PV ,a generátor ,vagy a alsó terhelési cél elérése szempontjából ezekben az időszakokban.

Szükséges tartaléküzemidő. Aa hálózatra csatlakoztatott rendszer gyakran optimalizálható kritikus terhelések és rövid kiesések esetére. Egy off-grid rendszer szükség van meghatározott autonómiastratégia alkalmazására. A hosszabb tartaléküzem növeli a kapacitást, de egyúttal növeli az ésszerű újratöltési terv szükségességét. tervezésének szükségességét.

Akkumulátor-kémia. A kémia befolyásolja a használható DoD-t, a hatásfokot, a ciklusviselkedést, a súlyt, a karbantartást és a hőmérsékletet. jellemzőket. A LiFePO4-t gyakran választják napenergiás rendszerekhez, mivel nagy hasznos kapacitást és alacsony karbantartási igényt biztosít, de a kiválasztott modellnek illeszkednie kell az inverterhez, a vezérlőhöz, az éghajlati viszonyokhoz és a szervizmodellhez. illeszkednie kell az inverterhez, a vezérlőhöz, az éghajlati viszonyokhoz és a szervizmodellhez.

Jövőbeli bővítési tervek. További terheléseket okozhatnak a légkondicionálók, a hűtés, a vízkezelés, a vízfeldolgozás, a műhely felszerelés, új lakók, elektromos járművek töltése vagy kereskedelmi növekedés. Expa bővítés kompatibilis akkumulátormodulokat, BMS-t igényel kommunikációt, inverter kapacitást, fizikai helyet, villamos védelmet és elegendő napelempanelt a nagyobb akkumulátorbank újratöltéséhez nagyobb akkumulátorbank.

Azokhoz a projektekhez, amelyeknél az autonómia és a távoli működtetés határozza meg a tervezést, lásd: [LiFePO4 akkumulátor off-grid napelemes rendszerekhez ].

__________________________________________________________________________________________________

Miért LiFePO4 akkumulátorok Gyakran használják napelemes tárolórendszerként

A LiFePO4-t gyakran értékelik napelemes tárolásra, mert működési profilja illeszkedik azokhoz a rendszerekhez, amelyek rendszeresen töltődnek és ürülnek. Az előny nem egyetlen specifikáció; hanem az, ahogyan több jellemző együttesen befolyásolja a projekt gazdasági mutatóit.

Ciklus-teljesítmény. A napi napelemes áthelyezés ciklusokat ad hozzá a projekt élettartama alatt. A LiFePO4 erős választás lehet ott, ahol az akkumulátor gyakran működik, feltéve, hogy a rendszer szabályozza az áramot, a hőmérsékletet, a töltöttségi állapotot és az ürítés mélységét az engedélyezett határokon belül. A vásárlóknak ciklusélet-adatokat kell kérniük a tesztelési körülmények megadásával, nem csupán egy főbb számot.

Hasznos kapacitás. A névleges kapacitás nagyobb, használható része csökkentheti a célterhelés biztosításához szükséges fizikai akkumulátorbank méretét. Ez hatással van a szekrényben elfoglalt helyre, a szállítási súlyra, a telepítési időre és a kritikus terhelések támogatásához szükséges tartalék mennyiségére.

Hatékonyságot. A magasabb akkumulátor- és rendszerhatékonyság javíthatja, hogy a nappali napfény-gyűjtés során begyűjtött PV-energia mennyisége mennyire válik később terhelésoldali energiává. Ez fontos ott, ahol a napelemek felülete korlátozott, a napfényes időszak rövid, vagy a generátor üzemidejének költsége magas.

Karbantartási igény mellett. A LiFePO4 akkumulátorok nem igényelnek elektrolit-hozzáadást vagy egyenletesítést, amelyek a nedves ólom-akku termékekhez társulnak. A karbantartási modell a BMS-riasztások figyelése, az SOC-trendek, a hőmérséklet és a kommunikáció irányába tolódik el. a kapcsolatok, a burkolat állapota és a megfelelő töltési viselkedés irányába tolódik el.

Ezek a jellemzők hasznosak lakóépületekben tárolásra, lakókocsikban, hálózatmentes házakban, farmokon, távközlési helyszíneken és kereskedelmi távoli energiaellátásra. Nem szüntetik meg a megfelelő méretezés szükségességét. Egy túl kicsi LiFePO4-akkumulátorbank továbbra is túlterhelhető; egy túl nagy bank akkor is alulcsatlakozhat marad, ha a napelem-kapacitás elégtelen.

__________________________________________________________________________________________________

Gyakori hibák Napelem-akkumulátor-kapacitás kiválasztása tY

Csak az ár alapján történő kiválasztás. A legalacsonyabb modulár nem feltétlenül jelenti a legalacsonyabb szállított energia költségét. Hasonlítsa össze a használható kWh-értékeket, a várható ciklusprofilokat, a karbantartási munkaerőt, a csereriszikót, a garanciafeltételeket, a szállítást, a üzembe helyezést és leállási idő kockázatát kell összehasonlítani.

A használható kapacitás figyelmen kívül hagyása. A névleges kWh-érték nem magyarázza meg, hogy mennyi energia áll rendelkezésre a terhelés számára. A kismerési mérték (DoD) beállításai, a tartalék SOC, a rendszer veszteségei, a hőmérséklet és a BMS korlátozásai mind módosítják a működési értéket.

A jövőbeli kereslet alábecslése. Egy olyan rendszer, amelyet eredetileg világításra és hűtésre méreteztek, később szivattyút, légkondicionálót vagy elektromos járművet (EV) is tartalmazhat. töltés, műhelyfelszerelés vagy kereskedelmi terhelések. Ha nem tervezett bővítés, az első akkumulátorbank elavult eszközzé válhat.

Kompatibilitás nélküli alkatrészek kiválasztása. A telepítés során együttesen kell értékelni az akkumulátor feszültségét, a BMS áramerősség-kategóriáját, az inverter teljesítményét, az MPPT vagy hibrid inverter beállításait, a kábeleket, a megszakítókat, a biztosítékokat, a kommunikációs lehetőségeket és a monitorozást. A helytelen kompatibilitás sikertelen üzembe helyezést, indokolatlan lekapcsolódásokat és garanciális vitákat eredményezhet.

A környezeti feltételek figyelmen kívül hagyása. A magas hőmérséklet gyorsíthatja az öregedést. A hideg korlátozhatja a töltést és csökkentheti a rendelkezésre álló teljesítményt. A páratartalom, a por, a só, a rezgés és a hozzáférési korlátozások befolyásolják a ház típusának kiválasztását, a karbantartási eljárásokat és a szervizköltségeket.

__________________________________________________________________________________________________

Gyakran Tevékeny Kérdések

Mennyi kWh-os akkumulátorra van szükségem napenergiához? A válasz a napi, akkumulátorral támogatott energiafelhasználással és a szükséges tartalékidejel kezdődik. Alkalmazza a használható mélységét (DoD) és egy hatásfok-korrekciót, majd ellenőrizze a csúcs teljesítményt, a napelemes újratöltést, az időjárást és a tartalékpolitikát. Egy 10 kWh-os akkumulátorbank megfelelő lehet néhány alapvető fogyasztókat ellátó rendszerhez, de nem elegendő egy nagyobb házhoz vagy többnapos off-grid helyszínhez.

Hogyan számítsam ki a napfényes akkumulátor méretét? Használja a tervezési képletet: a napi, akkumulátorral támogatott energia szorozva a tartaléknapok számával, osztva a használható DoD-val és a becsült rendszerhatásfokkal. Ezután érvényesítse az eredményt az inverter túlterhelési képességével, az akkumulátor áramkorláttal, hőmérséklet, napelemes termelés és jövőbeli bővítés.

Mindig jobb-e egy nagyobb akkumulátor? Nem. Egy nagyobb akkumulátorbank növeli a beruházást, és előfordulhat, hogy nem töltődik fel teljesen, ha a napelemes tömb túl kicsi vagy a napfényforrás gyenge. A megfelelő kapacitás egyensúlyt teremt a használható energiamennyiség, a napenergia-termelés, a tartalék kockázata, az üzemeltetési költségek és a bővítési igények között.

Mekkora akkumulátor-tárolásra van szüksége egy off-grid háznak? Ez a napi terheléstől, a kívánt autonómiától, az évszaktól, a telephely éghajlatától, a napelemes rendszer méretétől, a generátor elérhetőségétől, valamint az alapvető és nem alapvető terhelések megkülönböztetésétől függ. A szigetüzemű rendszerek méretezésekor a mérsékelt napfényviszonyokat és egy dokumentált biztonsági stratégiai megoldást kell figyelembe venni, nem csupán az éves átlagos termelést.