Kućni uređaji za pohranu energije su uređaji koji pohranjuju električnu energiju i koriste je kada je to potrebno – također poznati kao proizvodi za pohranu električne energije ili „baterijski sistemi za pohranu energije“ (BESS), u daljem tekstu pohranjivanje kućne energije. Osnovna komponenta kućnog skladištenja su punjive baterije, obično litijum-jonske baterije ili olovno-kiselinske baterije. Ostale komponente su invertori, koji mogu inteligentno upravljati sistemom kontrole punjenja i pražnjenja.
Sa ulaskom skladištenja energije u obična domaćinstva, možemo implementirati koncept distribuirane proizvodnje električne energije, ublažiti pritisak prijenosa električne energije, smanjiti upotrebu fosilnih goriva, što je neophodna decentralizirana mjera za postizanje ugljične neutralnosti ili nulte neutralnosti.
1. Kako konfigurirati sistem za skladištenje energije u domaćinstvu
U sistemima za skladištenje energije u domaćinstvu, glavne komponente su komponente, mašine za skladištenje energije i baterije; Forma prikazana na slici je za postavljanje skladišta energije u garaži za naša električna vozila.
Sistemi za skladištenje energije se dele na jednofazne i trofazne; Sljedeća slika je jednostavan dijagram sistema za skladištenje energije, koji uključuje ne samo tri glavne komponente već i brojilo električne energije, opterećenje domaćinstva, itd. Bilo da je jednofazni ili trofazni, postoje odgovarajuća rješenja.
2. Uvod u pretvarače za skladištenje energije
ES/ET mašine za skladištenje energije su i dvosmerno skladištenje energije, podržavaju integraciju van mreže, UPS funkciju, kontrolu mobilnih APP-a i mogu da postignu anti-povratni protok i ograničenje snage. Međutim, postoji i razlika između ES i ET. ES je jednofazni dvosmjerni inverter za skladištenje energije, dok je ET dizajniran za trofazne električne mreže; I podržava neuravnoteženi trofazni izlaz i jednofazno opterećenje;
Pored toga, ES je povezan na niskonaponsku bateriju, dok ET ima veći naponski opseg i povezan je na visokonaponsku bateriju; Dakle, njihove struje punjenja i pražnjenja su također različite. To će se također odraziti na sučelje pretvarača.
Zbog činjenice da struja punjenja i pražnjenja ES-a može dostići 100A, odgovarajući interfejs baterije je takođe veći, zahtevajući kabl od 25 kvadrata. Struja punjenja i pražnjenja ET-a je samo 25A, a dovoljan je 6-kvadratni kabl.
Dakle, najveća karakteristika ove dvije mašine je to što su integrisane sa mrežom, a imaju i funkciju UPS-a. Ako mreža iznenada izgubi napajanje, pretvarač će se automatski prebaciti na napajanje iz baterije, a vrijeme isključenja mreže je manje od 10 ms. Vrijeme odziva nivoa UPS-a pripada neprekidnom napajanju; Mnogi proizvođači pretvarača koriste EPS pretvarače za pohranu energije, koji su izvori napajanja u nuždi s vremenom uključivanja manjim od 5 sekundi.
3. Uvod u baterije za pohranu energije
Preporučuje se da svi koriste litijumske baterije, koje su trenutno kompatibilne sa mnogim brendovima baterija kao što su BYD, Wotai i Paineng; Osim toga, još uvijek postoje neke baterije koje se usklađuju. Prije nego što kupci kupe mašinu, prvo moraju potvrditi da li koriste kompatibilne marke baterija.
Litijumske baterije su baterije napravljene od metala litijuma ili legure litijuma kao materijala negativnih elektroda i koriste nevodene rastvore elektrolita. Imaju višestruke prednosti kao što su visoka energija, dug radni vijek i mala težina, a široko se koriste u energetskim sistemima za skladištenje energije kao što su hidraulične, termalne, vjetroelektrane i solarne elektrane.
Litijum gvožđe fosfat (LFP)
Litijumska baterija sa tri elementa (NCM/NCA)
Litijum-kobalt oksid (LCO) baterija
Druge litijumske baterije, kao što su litijum-mangan oksid, litijum-titanatne baterije, itd.
4. Troškovi različitih komponenti u sistemu skladištenja energije
5. Način rada jedan
Prioritet potrošnje opterećenja:
PV - Baterija - Mreža
Električna energija proizvedena fotonaponskim elementima ima prioritet za korištenje od strane tereta, pri čemu se višak električne energije skladišti u baterijama i prodaje u mrežu; Kada je PV nedovoljan, baterija se prazni za korištenje od strane opterećenja
Kada dođe do nestanka struje u mreži, opterećenje na kraju izlaza spojenog na mrežu ne može raditi; Ali opterećenje na izlaznom kraju van mreže može raditi normalno, napajano PV-om i baterijama
Električna vozila koriste električnu energiju baterije za punjenje noću, a nedostatak je nadopunjen električnom mrežom
Električna energija proizvedena fotonaponom isporučuje se u utičnice za električna vozila, rasvjetu, stanice za punjenje električnih vozila i baterije za pohranu energije
Ovaj način aplikacije se uglavnom koristi u projektima vila, pored aplikacija za skladištenje i punjenje svjetla. Trenutno su slučajevi ovog načina rada uglavnom fokusirani na vile i demonstracije.
6. Način rada dva
Objašnjenje: Mreža općeg načina rada ne puni bateriju. Postavljanje na ekonomičan način omogućava podešavanje perioda punjenja i pražnjenja baterije.
Glavna funkcija ekonomskog modela je brijanje vrhova i popunjavanje doline. Može da koristi električnu energiju iz električne mreže za punjenje baterije tokom doline noću i za napajanje tokom vršnih sati tokom dana; Ovaj način rada može smanjiti razliku u vršnoj dolini, čime se uštede troškovi električne energije.
Objašnjenje: Opterećenja van mreže mogu se napajati fotonaponskim i baterijama bez prekida tokom nestanka struje; Kraj isključene mreže se prebacuje sa električne mreže na napajanje iz baterije za napajanje UPS-a.
Kada je električna mreža isključena, kraj na mreži ostaje bez struje, a uređaj prebacuje načine rada brzinom od 10 milisekundi kako bi osigurao normalno korištenje važnih opterećenja na rezervnom dijelu. Treba napomenuti lokaciju ovog opterećenja, jer važne obaveze moraju biti povezane sa van mreže.
Na primjer, 5G komunikacijske bazne stanice općenito se grade na udaljenim lokacijama gdje kvalitet električne energije u mreži nije visok. Kako bi se zadovoljila neprekidna potražnja za električnom energijom, opterećenje se može spojiti na rezervni kraj, a mašina za skladištenje energije može se postaviti na rezervni način rada. Obično se nadopunjuje fotonaponskom mrežom za napajanje i prebacuje se na baterijsko napajanje u slučaju nestanka struje u nuždi.
7. Kako transformisati već instalirani projekat u skladište energije
Dalje, pogledajmo još jedan obrazac. Projekat renoviranja skladišta energije zahtijeva korištenje mašina za renoviranje SBP i BT, bez promjene originalnog rasporeda fotonaponskog sistema. Skladište energije instalirano na fotonaponskom sistemu povezano je na našu komunikacijsku stranu. U normalnim okolnostima, prioritet potrošnje električne energije je isti od fotonapona preko baterija do mreže. Nakon nestanka električne energije, mreža se može osloniti samo na električnu energiju baterije za opskrbu električnom energijom izvan mreže.
8. Kako konfigurirati kapacitet baterije
Odabir baterije treba uzeti u obzir opterećenje, bilo da se koristi svakodnevno ili rezervno; Odabir prevelikog kapaciteta baterije može dovesti do rasipanja, a ako se potroši sva pohranjena električna energija, baterija možda neće biti potpuno napunjena.
Proizvođači opreme za skladištenje energije kupcima također nude različite opcije kapaciteta baterija kroz različite oblike. Različiti oblici fleksibilnih rješenja za odabir energije, kao što su složena instalacija, modularne sve-u-jednom mašine i višestruko usklađivanje snage/energije integrisanih proizvoda.
Dakle, kako brzo i direktno odabrati najbolje rješenje kapaciteta baterije u scenariju skladištenja energije kod kuće?
Trenutno, većina domaćinstava koristi skladištenje energije kao način da reguliše napajanje i korišćenje mreže, što obično nazivamo skladištenjem energije povezanom sa mrežom. Za skladištenje energije povezano s mrežom, glavne svrhe se općenito mogu podijeliti u tri kategorije: fotonaponska samostalna upotreba (sa visokim troškovima električne energije ili bez subvencija), vršne i niske cijene električne energije i rezervni izvori energije (sa nestabilnim energetskim mrežama ili važnim opterećenjima).
1. Poboljšajte stopu samoupotrebe fotonaponskih uređaja
Glavna svrha ovog scenarija je instaliranje fotonaponskih sistema za skladištenje energije kako bi se smanjili troškovi električne energije kada su cijene električne energije visoke ili su subvencije fotonaponske mreže niske (bez subvencija), tako da se preostala električna energija u fotonaponskom sistemu može skladištiti i koristiti noću osim za dnevnu upotrebu.
Potrošnja električne energije u domaćinstvu dijelimo na dnevnu potrošnju električne energije (period fotonaponske proizvodnje velike snage) i noćnu potrošnju električne energije (fotonaponski period male snage ili bez napajanja). Prema gore navedenoj svrsi, najidealnije stanje bi trebalo biti da električna energija koju proizvodi fotonapon može zadovoljiti dnevnu potražnju za električnom energijom, a nakon skladištenja može samo zadovoljiti noćnu potražnju za električnom energijom.
Odnosno, efektivni kapacitet baterije trebao bi biti približno jednak fotonaponskoj proizvodnji energije umanjenoj za dnevnu potrošnju električne energije. Ali ovo je samo idealno stanje. Da bismo izbjegli višak kapaciteta baterije (kako bismo spriječili da se noću potpuno ne potroši), također moramo osigurati da efektivna snaga baterije ne premašuje noćnu potrošnju električne energije.
2. Brijanje vrhova i punjenje doline za smanjenje troškova električne energije
Osnovna svrha ovog scenarija je punjenje baterije pri niskim cijenama električne energije tokom dana i pražnjenje tokom visokih cijena električne energije noću, kako bi se smanjili ukupni troškovi električne energije.
Potrošnja električne energije u domaćinstvu dijelimo na dnevnu potrošnju električne energije (period niske cijene električne energije) i noćnu potrošnju električne energije (period visoke cijene električne energije). U ovom scenariju, najidealnije stanje je korištenje fotonaponske energije za opskrbu tereta viškom električne energije tijekom dana i punjenje baterije s mrežom, a snaga baterije je taman dovoljna da zadovolji potražnju noću (u vrijeme vršnih cijena električne energije) .
Odnosno, efektivni kapacitet baterije je približno jednak noćnoj potrošnji električne energije u domaćinstvu. Međutim, izračunavanje kapaciteta baterije na osnovu noćne potrošnje električne energije samo je maksimalna vrijednost potražnje.
Kada se razmatraju troškovi baterija, generalno je potrebno sveobuhvatno razmotriti tri aspekta: kapacitet fotonaponskog sistema, ulaganje u baterije i uštedu električne energije, te odrediti optimalni odnos. Istovremeno, potrebno je osigurati da vrijeme pražnjenja baterije ne bude duže od vremena potrošnje električne energije noću.
3. Kao rezervni izvor napajanja u područjima sa nestabilnom električnom mrežom
Sistemi čistog svjetla na tržištu mogu proizvesti električnu energiju samo tokom dana, ali ne mogu obezbijediti rezervnu energiju. U slučaju iznenadnog nestanka struje, integrisani sistem za skladištenje svetla može nastaviti da podržava rad kućnih aparata kao što su akvarijumi, prskalice, frižideri, nadzor, osvetljenje i druga važna napajanja, obezbeđujući sigurnost kućne imovine.
Prilikom dizajniranja kapaciteta baterije sa rezervnim napajanjem kao glavnom svrhom, glavna pažnja je količina električne energije koja je potrebna bateriji za odvojeno napajanje važnih opterećenja tokom najdužeg vremena isključenja iz mreže (očekivano najduže vrijeme nestanka struje), uključujući potrebu za razmatranjem situacije bez PV noću.
U ovom scenariju, kapacitet baterije je relativno lako izračunati. Jednostavno navedite sva važna opterećenja i izračunajte ukupnu potrošnju energije svih opterećenja tokom najdužeg vremena nestanka struje kako biste preliminarno odredili kapacitet baterije.
Gore navedene tri situacije su najčešći zahtjevi za instaliranje sistema za skladištenje energije povezanih s mrežom, a postoje i pravila kojih se treba pridržavati pri odabiru kapaciteta baterije. Međutim, u praktičnim primjenama može doći do situacije u kojoj se dva ili više zahtjeva preklapaju, što zahtijeva od nas da ih analiziramo posebno na osnovu zahtjeva i na kraju razjasnimo optimalni kapacitet izbora za bateriju.
Osim toga, u gornjoj analizi spomenuli smo efektivnu snagu baterije, au stvarnom odabiru baterije različite faktore kao što su udarno opterećenje opterećenja, dubina pražnjenja (DOD) baterije, gubitak efikasnosti sistema, energija treba uzeti u obzir performanse opreme za skladištenje i očekivani povrat ulaganja.
Dakle, prilikom odabira kapaciteta baterije potrebno je uzeti u obzir električnu energiju cijelog domaćinstva ili scenarij korištenja kao cijeli sistem, a posebno je važno odabrati najboljeg dobavljača opreme i sistemske integracije.