วิธีปรับขนาดธนาคารแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ (สูตร + ตัวอย่าง)

คุณควรใช้สูตรปรับขนาดแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบใด

จุดเริ่มต้นที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับว่าแบตเตอรี่คาดว่าจะทำอะไรได้บ้าง ก่อนที่จะเลือกผลิตภัณฑ์ ให้ระบุว่าโปรเจ็กต์นี้มีไว้สำหรับการสำรองข้อมูลที่ไฟดับ การทำงาน-นอกเวลา-เต็มระบบ หรือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยตนเอง-ทุกวัน สำหรับการเปรียบเทียบระดับระบบที่กว้างขึ้น- โปรดตรวจสอบบน-กริด ออฟ-กริด และการกำหนดค่าระบบสุริยะแบบไฮบริด.

สูตรขนาดแบตเตอรี่สำรองบ้าน

ขั้นแรกให้คำนวณพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับที่โหลดที่ได้รับการป้องกันจะต้องได้รับ:

พลังงานโหลดที่ต้องการ (kWh)=โหลดวิกฤติโดยเฉลี่ย (kW) × เวลาสำรอง (ชั่วโมง)

จากนั้นคำนวณความจุแบตเตอรี่ที่กำหนด:

ความจุของแบตเตอรี่ที่กำหนด (kWh)=พลังงานโหลดที่ต้องการ × ส่วนต่างการออกแบบ ÷ เศษส่วนของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ ประสิทธิภาพการจัดส่ง

สูตรสำหรับการปิด-ขนาดธนาคารแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบกริด

สำหรับระบบนอกกริด-ที่ต้องทำงานตลอดทั้งคืนหรือช่วงเวลาที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์อ่อน:

ความจุของแบตเตอรี่ที่กำหนด (kWh)=โหลดการออกแบบรายวัน (kWh/วัน) × จำนวนวันทำงาน × อัตรากำไรขั้นต้นของการออกแบบ ۞ เศษส่วนของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ ۞ ประสิทธิภาพการจัดส่ง

สูตรสำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยตนเอง-

ประมาณปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางวันที่สามารถจัดเก็บได้ และปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงเย็นหรือข้ามคืนที่สามารถใช้ได้ เป้าหมายการเปลี่ยนพลังงานในทางปฏิบัติ-มักจะมีค่าน้อยกว่าจากสองค่าดังกล่าว:

พลังงานที่เปลี่ยนเป้าหมาย=ค่าต่ำกว่าของส่วนเกินพลังงานแสงอาทิตย์ที่คาดหวังหรือที่วางแผนไว้หลัง-ภาระพระอาทิตย์ตก

จากนั้นปรับเป้าหมายสำหรับความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้และความสูญเสียในการแปลงที่เกี่ยวข้อง สถาปัตยกรรมระบบมีความสำคัญเพราะว่าที่เก็บข้อมูลแบตเตอรี่แบบควบคู่ AC- และ DC- แบบควบคู่วางการสูญเสียการแปลงที่จุดต่างๆ ในเส้นทางพลังงาน

ตัวแปรและหน่วยสูตรของธนาคารแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ใช้หนึ่งคำสำหรับปริมาณทางกายภาพแต่ละปริมาณ การผสมกำลังโหลดกับพลังงานโหลดเป็นสาเหตุหนึ่งที่พบบ่อยที่สุดของผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง

กำลังเป็นกิโลวัตต์จะกำหนดจำนวนโหลดที่ระบบสามารถรองรับได้ในขณะหนึ่ง พลังงานในหน่วย kWh เป็นตัวกำหนดว่าจะสามารถรองรับโหลดนั้นได้นานแค่ไหน ความแตกต่างมีอธิบายเพิ่มเติมในคู่มือนี้เพื่อkW เทียบกับ kWh ในการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่.

กำหนดสิ่งที่แบตเตอรี่ต้องทำ

การสำรองข้อมูลบ้านฉุกเฉิน

ระบบสำรองข้อมูลภายในบ้านควรเริ่มต้นด้วยรายการโหลดที่มีการป้องกัน- ไม่ใช่ปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยรวมต่อปีหรือรายวันของครัวเรือน ระบุวงจรที่ต้องพร้อมใช้งาน ระยะเวลาไฟดับที่คาดไว้ และอุปกรณ์ที่อาจทำงานพร้อมกัน

แผงโซลาร์เซลล์ไม่ได้จ่ายพลังงานสำรองโดยอัตโนมัติในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ ระบบต้องการอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อตัดการเชื่อมต่ออย่างปลอดภัยจากกริดและสร้างระบบไฟฟ้าแบบเกาะ กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาอธิบายข้อกำหนดในการปฏิบัติงานนี้ไว้ในคำแนะนำด้านพลังงานแสงอาทิตย์และความยืดหยุ่น.

เต็ม-เวลาปิด-กำลังไฟฟ้าของกริด

แบตเตอรี่นอกระบบ-จะต้องครอบคลุมช่วงเวลาที่การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ต่ำกว่าภาระ โดยทั่วไปการออกแบบจะคำนึงถึงความต้องการในชั่วข้ามคืน การลดพลังงานแสงอาทิตย์ตามฤดูกาล ช่วงเมฆครึ้มต่อเนื่อง ปริมาณการใช้อินเวอร์เตอร์ ปั๊มไม่ต่อเนื่อง ความพร้อมใช้งานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และตัวเลือก-การปลดโหลด

การจัดเก็บและการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จะต้องมีขนาดร่วมกัน แบตเตอรี่ที่มีขนาดใหญ่กว่าไม่ได้ปรับปรุงความยืดหยุ่นหากแผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถทดแทนพลังงานที่ดึงออกไปได้ สำหรับบริบทเพิ่มเติม โปรดดูวิธีการระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ประสานการสร้าง การจัดเก็บ และโหลด.

การบริโภคพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยตนเอง-รายวัน

แบตเตอรี่ที่บริโภคเอง-จะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินในเวลากลางวันไว้ใช้ในภายหลัง กำลังการผลิตที่มีประโยชน์ถูกจำกัดโดยทั้งปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินที่สามารถชาร์จได้ และปริมาณความต้องการปล่อยประจุในตอนเย็นหรือข้ามคืน การจัดเก็บหลายวันอาจยังใช้น้อยเกินไปในระบบที่ผลิตส่วนเกินรายวันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

คำนวณภาระที่คุณต้องการจริงๆ

สร้างตารางโหลดก่อนเลือกแบตเตอรี่ ใช้พลังงานที่วัดได้ทุกครั้งที่ทำได้ โดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ที่เปิดและปิด

ตารางนี้เป็นขั้นตอนการทำงานตามการวัดเชิงอธิบาย- ไม่ใช่โปรไฟล์ครัวเรือนทั่วไป แทนที่ทุกค่าด้วยข้อมูลโครงการ

ใช้เกณฑ์วิธีการวัดเชิงปฏิบัติ

1. วัดเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบเสียบปลั๊ก{0}}เป็นเวลาอย่างน้อย 24 ถึง 72 ชั่วโมงเมื่อเป็นไปได้
2. ใช้การตรวจสอบอินเวอร์เตอร์หรือข้อมูลช่วงเวลายูทิลิตี้เพื่อระบุโหลดพื้นฐาน 24 ชั่วโมงและความต้องการที่ยั่งยืนสูงสุด
3. บันทึกภาระตามฤดูกาลแยกกัน รวมถึงการทำความร้อน ความเย็น การลดความชื้น และการสูบน้ำ
4. ตรวจสอบมอเตอร์-กระแสไฟฟ้าสตาร์ทจากเอกสารประกอบของอุปกรณ์หรือให้ช่างผู้ชำนาญทำการวัด
5. ใช้ระยะเวลาโหลดสูง-แทนการใช้วันบริโภค-ต่ำที่สะดวก

กรมวิชาการเกษตรวิธีการประเมินระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่เน้นค่าของข้อมูลอนุกรมเวลา{0}}ที่วัดเพื่อประเมินประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานตามจริง หลักการเดียวกันนี้ช่วยปรับปรุงการประมาณภาระเบื้องต้น: โปรไฟล์ที่วัดได้มักจะมีประโยชน์มากกว่าผลรวมหนึ่งเดือน

แยกโหลดที่สำคัญ ยืดหยุ่น และไม่รวม

• โหลดที่สำคัญ:อุปกรณ์ที่ต้องใช้งานตลอดระยะเวลาการออกแบบ
• โหลดที่ยืดหยุ่น:อุปกรณ์ที่สามารถทำงานได้น้อยกว่าชั่วโมงหรือเฉพาะในขณะที่มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เท่านั้น
• โหลดที่ไม่รวม:อุปกรณ์ที่ยังคงปิดอยู่ระหว่างที่ไฟฟ้าดับหรือช่วงที่พลังงานต่ำ-

การทำความร้อนด้วยความต้านทานไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศส่วนกลาง เครื่องทำน้ำอุ่นขนาดใหญ่ การทำอาหารด้วยไฟฟ้า เครื่องอบผ้า และการชาร์จ EV สามารถช่วยควบคุมความต้องการในการจัดเก็บได้ การถอดหรือกำหนดเวลาโหลดพลังงานสูง-อันหนึ่งอาจลดขนาดแบตเตอรี่ได้มากกว่าการเลิกใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กจำนวนมาก

เลือกชั่วโมงสำรองหรือวันเอกราช

ชั่วโมงสำรองสำหรับกริด-บ้านที่เชื่อมต่อ

เลือกเป้าหมายตามรูปแบบไฟฟ้าดับในพื้นที่และบริการที่แบตเตอรี่ต้องมี: การหยุดชะงักระยะสั้น เย็นวันหนึ่ง ไฟดับข้ามคืน หนึ่งวันเต็ม หรือเหตุฉุกเฉินที่ยาวนานกว่านั้น ตัดสินใจว่าจะชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ในขณะที่กริดหยุดทำงานหรือไม่ และระบบจะให้บริการแผงโหลดที่มีการป้องกัน-หรือทั้งอาคาร

วันเอกราชสำหรับระบบปิด-

ความเป็นอิสระคือช่วงเวลาที่แบตเตอรี่สามารถรองรับโหลดการออกแบบได้โดยไม่ต้องชาร์จเพียงพอ เลือกโดยใช้สภาพแสงอาทิตย์ตามฤดูกาล ช่วงเวลาที่เมฆครึ้ม ความน่าเชื่อถือของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความพร้อมใช้งานของเชื้อเพลิง -ตัวเลือกในการกำจัดภาระ การเข้าถึงไซต์งาน และผลที่ตามมาจากการหมดพลังงาน

ไซต์ระยะไกลที่ไม่มีแหล่งสำรองข้อมูลที่เชื่อถือได้อาจต้องการพื้นที่จัดเก็บมากกว่าทรัพย์สินที่มีตัวสร้างอัตโนมัติ จำนวนวันในการปกครองตนเองที่ถูกต้องจึงเป็นการตัดสินใจของโครงการ ไม่ใช่เปอร์เซ็นต์อุตสาหกรรมคงที่

ใช้โปรไฟล์การโหลดแบบช่วงเวลาเมื่อมี

บ้านสองหลังแต่ละหลังใช้พลังงานได้ 10 kWh ต่อวัน แต่ต้องใช้แบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ต่างกัน เราอาจใช้พลังงานอย่างค่อยเป็นค่อยไป ส่วนอีกเครื่องอาจเปิดปั๊ม ไมโครเวฟ และเครื่องปรับอากาศพร้อมๆ กัน kWh รายวันสามารถใกล้เคียงกันในขณะที่ kWh สูงสุดและกระแสไฟกระชากแตกต่างกันมาก

คำนวณความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้โดยใช้ DoD ประสิทธิภาพและการสำรอง

ใช้ความจุที่ใช้ได้ของผู้ผลิต

ความลึกของการคายประจุจะอธิบายจำนวนความจุที่กำหนดที่ถูกเอาออกในระหว่างรอบการทำงาน สำหรับการกำหนดขนาดเบื้องต้น ให้ใช้ช่วงการทำงานที่ได้รับอนุญาตของผู้ผลิตแบตเตอรี่หรือพลังงานที่ใช้ได้ที่ระบุไว้ แทนที่จะใช้เปอร์เซ็นต์สากลหนึ่งเปอร์เซ็นต์

หากใช้งานแบตเตอรี่ขนาด 10 kWh ในช่วงการใช้งาน 90% แบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานแบตเตอรี่ DC ที่ใช้งานได้ 9 kWh ก่อนที่จะพิจารณาการสูญเสียต่อเนื่องอื่นๆ:

10 กิโลวัตต์ชั่วโมง × 0.90=9 กิโลวัตต์ชั่วโมง

เงื่อนไขการรับประกัน สถานะ-ของ-ขีดจำกัดการชาร์จ อัตราการคายประจุ อายุแบตเตอรี่ อุณหภูมิ การตั้งค่าเฟิร์มแวร์ และอายุการใช้งานที่ต้องการ ล้วนสามารถเปลี่ยนแปลงช่วงเวลาการทำงานจริงได้

ใช้ตัวชี้วัดประสิทธิภาพที่ถูกต้อง

สำหรับรันไทม์ที่ไฟดับ โดยปกติแล้วค่าที่เกี่ยวข้องจะเป็นประสิทธิภาพทางเดียว-จากพลังงานแบตเตอรี่ที่เก็บไว้ไปจนถึงโหลดที่มีการป้องกัน ประสิทธิภาพการไปกลับ-รวมทั้งการชาร์จและการคายประจุ และไม่ควรทดแทนการคำนวณรันไทม์ทางเดียว-โดยอัตโนมัติ

นอกจากนี้ ให้ตรวจสอบด้วยว่าพลังงานที่ใช้งานได้ของผลิตภัณฑ์นั้นวัดที่ด้าน DC หรือส่งที่ด้าน AC หากผู้ผลิตระบุพลังงาน AC ที่ใช้งานได้แล้ว การลบการสูญเสียของอินเวอร์เตอร์อีกครั้งอาจเพิ่ม-การนับการสูญเสียเท่าเดิม

ห้องปฏิบัติการแห่งชาติแซนเดียคู่มือการจัดเก็บไฟฟ้าของ DOE/EPRIให้บริบททางเทคนิคที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูล พลังงาน พลังงาน ประสิทธิภาพ และ-การออกแบบเฉพาะของแอปพลิเคชัน

ใช้ระยะขอบการออกแบบที่โปร่งใส

ขอบการออกแบบสามารถครอบคลุมความไม่แน่นอนเล็กน้อย โหลดในอนาคตเล็กน้อย การลดกำลังการผลิตเมื่อเวลาผ่านไป และข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการประมาณรันไทม์ ระบุอย่างชัดเจนว่าเป็นตัวคูณ เช่น 1.10 สำหรับเบี้ยเลี้ยง 10%

ขอบไม่ควรปกปิดข้อมูลการโหลดที่ไม่ดี ปรับปรุงการประมาณภาระงานก่อน จากนั้นจึงเพิ่มการสำรองโดยเจตนา

ตรวจสอบอุณหภูมิและเงื่อนไขการติดตั้ง

อุณหภูมิอาจส่งผลต่อความสามารถในการใช้งานได้ การรับประจุ กำลังจำหน่าย พฤติกรรม BMS และอายุการใช้งาน ตรวจสอบอุณหภูมิในการชาร์จขั้นต่ำของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิการคายประจุขั้นต่ำ เส้นโค้งการลดพิกัด -การทำความร้อนในตัว ระดับของตู้ ข้อกำหนดในการทำความเย็นหรือการระบายอากาศ และขีดจำกัดการติดตั้งในร่มหรือกลางแจ้ง

อย่าใช้สภาพอากาศหนาวเย็น-กับแบตเตอรี่ลิเธียมทุกก้อน เคมี การออกแบบเซลล์ การจัดการระบายความร้อน และการตั้งค่า BMS แตกต่างกัน ภาพรวมนี้.ช่วงอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถช่วยระบุข้อมูลผลิตภัณฑ์ที่ควรตรวจสอบได้

แปลง kWh เป็น Ah แล้วเลือก 12V, 24V หรือ 48V

พลังงานแบตเตอรี่อาจระบุเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง ในขณะที่บางระบบระบุเป็นแอมป์-ชั่วโมง ความสัมพันธ์คือ:

พลังงาน (Wh)=แรงดันไฟฟ้า (V) × ความจุ (Ah)

ดังนั้น:

ความจุ (Ah)=พลังงาน (kWh) × 1,000 KW แรงดันไฟฟ้าของระบบที่ระบุ

ค่าแอมป์-ชั่วโมงเหล่านี้แสดงถึงพลังงานที่ระบุที่เท่ากันโดยประมาณ แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะช่วยลดกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการจ่ายพลังงานเท่าเดิม ซึ่งสามารถลดขนาดตัวนำและแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อระบบได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง

วิธีการเลือกแรงดันไฟฟ้าของระบบ

• 12V:พบได้ทั่วไปในระบบ DC ขนาดเล็กและแอปพลิเคชันมือถือขนาดเล็ก
• 24V:มักใช้ในระบบเคลื่อนที่ขนาดกลาง ห้องโดยสาร ระบบเดินเรือ และการติดตั้งอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก
• 48V:พบได้ทั่วไปในระบบเครื่องเขียนขนาดใหญ่ เนื่องจากสามารถส่งกำลังเดียวกันที่กระแสต่ำกว่าที่ 12V หรือ 24V

แรงดันไฟฟ้าคือการตัดสินใจทางสถาปัตยกรรม แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ ตัวควบคุมการชาร์จ อุปกรณ์ป้องกัน ตัวนำ การสื่อสาร และโหลดกระแสตรงใดๆ- ต้องเข้ากันได้ ระบบที่ใหญ่กว่าอาจใช้วัตถุประสงค์-ที่ออกแบบไว้แบตเตอรี่ไฟฟ้าแรงสูง-สำหรับกักเก็บพลังงานซึ่งไม่ควรถือเป็นส่วนขยายง่ายๆ ของแบตเตอรี DIY 48V

ตรวจสอบกำลังของอินเวอร์เตอร์ ไฟกระชากขณะสตาร์ท และขีดจำกัด BMS

แบตเตอรีแบงก์อาจมีกิโลวัตต์ชั่วโมงเพียงพอแต่ยังคงไม่สามารถสตาร์ทหรือใช้งานอุปกรณ์ที่จำเป็นได้ ความจุเป็นตัวกำหนดรันไทม์ ขีดจำกัดกำลังและกระแสไฟฟ้าจะกำหนดว่าระบบสามารถรองรับโหลดได้หรือไม่

ตรวจสอบพลังงานอย่างต่อเนื่อง

เพิ่มโหลดที่อาจทำงานพร้อมกัน เอาต์พุต AC ต่อเนื่องของอินเวอร์เตอร์จะต้องเกินความต้องการที่คาดไว้ภายใต้อุณหภูมิและสภาวะการทำงานที่เกี่ยวข้อง

ประมาณกระแสไฟด้านข้างแบตเตอรี่-ด้วย:

กระแสไฟ DC (A) µ กำลังไฟฟ้ากระแสสลับ (W) ۞ แรงดันแบตเตอรี่ (V) ۞ ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์

ตัวอย่างเช่น โหลดไฟฟ้ากระแสสลับ 4,000 W ที่จ่ายจากแบตเตอรี่ 48 โวลต์ผ่านอินเวอร์เตอร์ที่มีประสิทธิภาพ 92% ต้องการ:

4,000 ÷ 48 ÷ 0.92 ≈ 90.6 A

แบตเตอรีแบงก์, BMS, บัสบาร์, สายเคเบิล, ฟิวส์, ตัวตัดการเชื่อมต่อ และขั้วต่อทั้งหมดจะต้องได้รับการออกแบบสำหรับกระแสไฟที่ใช้บังคับ

ตรวจสอบไฟกระชากสตาร์ทมอเตอร์และคอมเพรสเซอร์

ปั๊ม ตู้เย็น ตู้แช่แข็ง เครื่องปรับอากาศ เครื่องมือในโรงงาน และเครื่องอัดอากาศอาจใช้พลังงานในระหว่างการสตาร์ทมากกว่าในระหว่างการทำงานปกติอย่างมาก ตรวจสอบ:

• อินเวอร์เตอร์ไฟกระชาก
• ระยะเวลาไฟกระชากที่อนุญาต
• จุดสูงสุดของ BMS ของแบตเตอรี่-ขีดจำกัดและระยะเวลาปัจจุบัน
• แรงดันไฟฟ้าตกระหว่างการเริ่มต้น
• ระดับตัวนำและการป้องกัน-อุปกรณ์
• ไม่ว่าการโหลดหลายรายการอาจเริ่มพร้อมกันหรือไม่

จำนวนสูงสุดที่ไม่มีระยะเวลาไม่เพียงพอ ระบบที่สามารถสร้างเอาท์พุตที่สูงมากในเวลาเสี้ยววินาทีอาจยังคงล้มเหลวในการสตาร์ทมอเตอร์ที่ต้องการกระแสไฟสูงเป็นเวลาหลายวินาที

ตรวจสอบแบตเตอรี่ BMS และขีดจำกัดแบบขนาน

สำหรับแต่ละโมดูลที่นำเสนอ ให้ตรวจสอบกระแสคายประจุต่อเนื่องสูงสุด กระแสคายประจุสูงสุด ระยะเวลาสูงสุดที่อนุญาต กระแสประจุสูงสุด ช่วงอินเวอร์เตอร์ที่แนะนำ จำนวนขนานสูงสุด รูปแบบการเดินสายที่ได้รับอนุมัติ และความเข้ากันได้ของการสื่อสาร

โมดูลขนานไม่สามารถใช้กระแสไฟฟ้าร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์เสมอไป ความยาวสายเคเบิล ความต้านทานของขั้วต่อ อุณหภูมิ สถานะการชาร์จ และสภาพของโมดูลอาจส่งผลต่อการแบ่งปันกระแสไฟ ใช้บัสบาร์ที่ผู้ผลิตอนุมัติหรือการจัดสายไฟที่มีความยาวเท่ากัน-

คำนวณจำนวนโมดูลแบตเตอรี่และความสามารถในการชาร์จ

คำนวณจำนวนโมดูลแบตเตอรี่

เมื่อทราบความจุที่กำหนดที่ต้องการแล้ว:

จำนวนโมดูล=ความจุที่กำหนดที่ต้องการ KW ความจุที่กำหนดต่อโมดูลที่เข้ากันได้

ปัดเศษขึ้นเป็นการกำหนดค่าโมดูลทั้งหมดที่ได้รับอนุมัติ-

หากการออกแบบต้องใช้ 14.2 kWh และโมดูลที่เข้ากันได้หนึ่งโมดูลมีอัตรา 5.12 kWh:

14.2 ÷ 5.12 = 2.77

การคำนวณกำลังการผลิตจึงต้องใช้อย่างน้อยสามโมดูล โดยให้พลังงานพิกัด 15.36 kWh การเลือกขั้นสุดท้ายยังต้องผ่านการตรวจสอบกำลัง, BMS, ขนาน, อินเวอร์เตอร์, แรงดันไฟฟ้า, การสื่อสาร และการติดตั้ง

ตรวจสอบว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้เร็วแค่ไหน

ขั้นแรกให้ประมาณพลังงานที่ต้องคืนให้กับแบตเตอรี่:

เติมพลังงานเข้าไปในแบตเตอรี่ µ พลังงานแบตเตอรี่ที่ถูกถอนออกไป ۞ ประสิทธิภาพการชาร์จ

จากนั้นประมาณเวลาชาร์จ-เคสที่ดีที่สุด:

เวลาในการชาร์จ (ชั่วโมง) µ พลังงานการชาร์จ (kWh) ÷ กำลังการชาร์จแบตเตอรี่โดยเฉลี่ย (kW)

สำหรับระบบชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์- ห้ามใช้พลังงานแผ่นป้ายอาเรย์เหมือนกับว่ามีอยู่อย่างต่อเนื่อง ตรวจสอบการผลิตรายเดือนหรือตามฤดูกาลที่คาดหวัง ปริมาณการใช้งานในเวลากลางวัน การตัดขอบ การแรเงา อุณหภูมิ และขีดจำกัดตัวควบคุมการชาร์จ- ที่เครื่องคิดเลข NREL PVWattsสามารถให้ค่าประมาณ-ตามสถานที่ของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับขั้นตอนการคัดกรองนี้

สำหรับการออกแบบนอกโครงข่าย- การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่คาดหวังจะต้องครอบคลุมทั้งปริมาณไฟฟ้าในเวลากลางวันและพลังงานที่จำเป็นในการฟื้นฟูแบตเตอรี่หลังคายประจุ หากแบตเตอรี่ไม่สามารถฟื้นตัวได้ก่อนถึงช่วง-สุริยะที่ย่ำแย่ถัดไป การเพิ่มพื้นที่เก็บข้อมูลเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ปัญหาความน่าเชื่อถือได้

แผนภูมิขนาดธนาคารแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

แผนภูมิต่อไปนี้ใช้การทำงานอัตโนมัติหนึ่งวัน สัดส่วนแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ 90% ประสิทธิภาพการจัดส่ง 92% และส่วนต่างการออกแบบ 10% มันเป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น.

การเปลี่ยนสมมติฐานใดๆ จะทำให้ผลลัพธ์เปลี่ยนไป เศษส่วนที่ใช้งานได้ต่ำกว่า ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่า ระยะเวลาการทำงานที่นานขึ้น หรือระยะขอบที่มากขึ้น จะทำให้ความจุที่กำหนดที่ต้องการเพิ่มขึ้น

ตัวอย่างขนาดแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้งานได้

ตัวอย่างที่ 1: Small Off- ห้องโดยสารแบบกริด

สมมติ:

• โหลดการออกแบบรายวัน: 2.8 kWh
• เอกราช: 1.5 วัน
• เศษแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้: 90%
• ประสิทธิภาพการจัดส่ง: 92%
• อัตราการออกแบบ: 10%

ความจุที่กำหนดที่ต้องการ=2.8 × 1.5 × 1.10 ۞ 0.90 ۞ 0.92 ۞ 5.58 kWh

ที่แรงดันไฟปกติ 24V:

5.58 × 1,000 ۞ 24 In 233 อา

ขั้นตอนต่อไปคือการเลือกการกำหนดค่าโมดูลที่ได้รับอนุมัติให้สูงกว่า 5.58 กิโลวัตต์ชั่วโมง และตรวจสอบว่าอินเวอร์เตอร์ ขีดจำกัดกระแสไฟของแบตเตอรี่ และแหล่งชาร์จตามฤดูกาลสามารถรองรับโหลดในห้องโดยสารได้

ตัวอย่างที่ 2: การสำรองข้อมูลบ้านที่จำเป็น

สมมติว่าโหลดที่ได้รับการป้องกันมีค่าเฉลี่ย 1.2 kW และต้องทำงานเป็นเวลาแปดชั่วโมง

พลังงานโหลดที่ต้องการ=1.2 kW × 8 ชั่วโมง=9.6 kWh

การใช้เศษส่วนที่ใช้งานได้ 90% ประสิทธิภาพการจัดส่ง 92% และส่วนต่าง 10%:

ความจุที่กำหนดที่ต้องการ=9.6 × 1.10 ۞ 0.90 ۞ 0.92 ۞ 12.75 kWh

ผลลัพธ์นี้จะกล่าวถึงรันไทม์ด้านพลังงาน ไม่ได้พิสูจน์ว่าแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์สามารถสตาร์ทมอเตอร์ที่ใหญ่ที่สุดหรือรองรับโหลดพร้อมกันสูงสุดได้

ตัวอย่างที่ 3: จากตารางโหลดที่วัดไปจนถึงจำนวนโมดูล

การใช้ตารางโหลดที่วัดได้พร้อมภาพประกอบด้านบน:

• พลังงานโหลดวิกฤติ-รายวัน: 3.71 kWh
• เอกราช: 1.5 วัน
• เศษแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้: 90%
• ประสิทธิภาพการจัดส่ง: 92%
• อัตราการออกแบบ: 10%

ความจุที่กำหนดที่ต้องการ=3.71 × 1.5 × 1.10 ۞ 0.90 ۞ 0.92 ۞ 7.39 kWh

หากโมดูลแบตเตอรี่ที่ได้รับอนุมัติมีพิกัดอยู่ที่ 5.12 กิโลวัตต์ชั่วโมง:

7.39 ۞ 5.12=1.44 โมดูล

การออกแบบต้องมีโมดูลอย่างน้อยสองโมดูลตามความจุ สำหรับค่าปกติ 10.24 kWh ก่อนที่จะยอมรับการกำหนดค่านั้น ให้ตรวจสอบ-กระแสต่อเนื่องสองโมดูล ไฟกระชากเริ่มต้น กระแสชาร์จ การอนุมัติแบบขนาน และการสื่อสารของอินเวอร์เตอร์

แบตเตอรี่ขนาด 10 kWh จะอยู่ได้นานแค่ไหน?

รันไทม์ขึ้นอยู่กับพลังงานที่ใช้ได้ซึ่งส่งไปยังโหลด ไม่ใช่แค่พิกัดที่กำหนดเท่านั้น ด้วยแบตเตอรี่ขนาด 10 kWh สัดส่วนการใช้งาน 90% และประสิทธิภาพการส่ง 92%:

พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้งานได้ 10 × 0.90 × 0.92=8.28 kWh

ค่าเหล่านี้จะถือว่าโหลดเฉลี่ยคงที่ และไม่รวมข้อจำกัดอุณหภูมิเพิ่มเติม การเสื่อมสภาพ การสำรอง BMS หรือ-ข้อจำกัดเฉพาะของอุปกรณ์

LiFePO4 กับตะกั่ว-ขนาดธนาคารแบตเตอรี่กรด

เคมีของแบตเตอรี่ส่งผลต่อความจุที่กำหนด อัตราการคายประจุ ข้อกำหนดการชาร์จ การบำรุงรักษา และเงื่อนไขการติดตั้งที่แปลงเป็นประสิทธิภาพของระบบที่ใช้งานได้ หากต้องการเปรียบเทียบให้กว้างขึ้น ให้ตรวจสอบสิ่งเหล่านี้แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ สำหรับการเก็บพลังงาน.

สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ให้ใช้เส้นโค้งการคายประจุของผู้ผลิตและพิกัด-ความจุชั่วโมง การแปลง Ah อย่างง่ายที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดอาจทำให้พลังงานที่มีอยู่เกินจริงเมื่อกระแสคายประจุสูง

ข้อผิดพลาดทั่วไปในการกำหนดขนาดแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

• คูณด้วยเวลาสองครั้ง:หากพลังงานโหลดมีหน่วยเป็น kWh อยู่แล้ว อย่าคูณด้วยชั่วโมงสำรองอีก
• สับสนระหว่าง kW กับ kWh:พลังงานที่เก็บไว้และพลังงานที่ส่งมอบเป็นข้อกำหนดที่แยกจากกัน
• การใช้การบริโภคโดยรวมของครัวเรือนเพื่อการสำรองข้อมูลที่จำเป็น:ขนาดจากโหลดที่มีการป้องกันเมื่อการออกแบบไม่ใช่การสำรองข้อมูลภายในบ้านทั้งหมด-
• การใช้วัตต์ของแผ่นป้ายเป็นปริมาณการใช้โดยเฉลี่ย:อุปกรณ์ปั่นจักรยานมักจะใช้พลังงานน้อยกว่าค่าสูงสุดที่แนะนำ
• ละเว้นการบริโภคขณะสแตนด์บาย:โหลดต่อเนื่อง 40 W กินไฟ 0.96 kWh ต่อวัน
• การใช้ประสิทธิภาพไปกลับ-ในการคำนวณทางเดียว-โดยไม่ต้องตรวจสอบ:จับคู่ค่าประสิทธิภาพกับเส้นทางพลังงานที่กำลังคำนวณ
• ไม่สนใจมอเตอร์-สตาร์ทไฟกระชาก:kWh ที่เพียงพอไม่ได้รับประกันว่าปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์จะสตาร์ทได้สำเร็จ
• การออกแบบสำหรับสภาพแสงอาทิตย์-โดยเฉลี่ยต่อปี:ความน่าเชื่อถือนอกตาราง-มักจะถูกควบคุมโดยฤดูกาลที่เอื้ออำนวยน้อยที่สุด
• สมมติว่าสามารถเพิ่มแบตเตอรี่ได้ในภายหลัง:การขยายอาจถูกจำกัดตามอายุ สถานะการชาร์จ เฟิร์มแวร์ การสื่อสาร ข้อจำกัดของอินเวอร์เตอร์ หรือนโยบายของผู้ผลิต
• ละเว้นเวลาชาร์จ:แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถกู้คืนได้ก่อนถึงช่วงคายประจุครั้งถัดไปไม่ใช่การออกแบบที่ยืดหยุ่น

ความปลอดภัย ขอบเขต และวิธีการบรรณาธิการ

บทความนี้จะให้กรอบการคำนวณเบื้องต้นสำหรับการเปรียบเทียบข้อกำหนดความจุของแบตเตอรี่ ไม่ใช่แบบร่างการออกแบบทางไฟฟ้า คู่มือการติดตั้ง -การตรวจสอบการปฏิบัติตามข้อกำหนด หรือทดแทน-วิศวกรรมเฉพาะของผลิตภัณฑ์

วิธีการคำนวณจะแยกกำลังโหลด พลังงานโหลด ความจุที่กำหนด กำลังการผลิตที่ใช้ ประสิทธิภาพการส่งมอบ และระยะขอบการออกแบบ เพื่อให้สามารถตรวจสอบสมมติฐานแต่ละข้อได้ ตัวอย่างการทำงานจะเปิดเผยสมมติฐานและไม่ควรถือเป็นคำแนะนำผลิตภัณฑ์สากล

การเลือกและการติดตั้งอุปกรณ์ขั้นสุดท้ายควรได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติซึ่งคุ้นเคยกับข้อกำหนดด้านไฟฟ้า อาคาร และอัคคีภัยในท้องถิ่นที่เกี่ยวข้อง ในสหรัฐอเมริกา UL อธิบายว่าUL 9540 ประเมินระบบและอุปกรณ์กักเก็บพลังงานเป็นระบบบูรณาการรวมถึงแบตเตอรี่ การแปลงพลังงาน การควบคุม การป้องกัน และการสื่อสาร

คำถามที่พบบ่อย