أولا ، اختيار نوع البطارية
مع تطور تكنولوجيا البطاريات والانخفاض السريع في التكلفة ، أصبحت بطاريات الليثيوم الخيار السائد في مشاريع تخزين الطاقة المنزلية ، ووصلت الحصة السوقية للبطاريات الكيميائية الجديدة إلى أكثر من 95 بالمائة.
بالمقارنة مع بطاريات الرصاص الحمضية ، تتميز بطاريات الليثيوم بالكفاءة العالية وعمر الدورة الطويل وبيانات البطارية الدقيقة والاتساق العالي.
2. أربعة سوء فهم مشترك في تصميم سعة البطارية
1. حدد فقط سعة البطارية وفقًا لطاقة التحميل واستهلاك الطاقة
في تصميم سعة البطارية ، تعتبر حالة الحمل أهم عامل مرجعي. ومع ذلك ، لا يمكن تجاهل سعة شحن وتفريغ البطارية ، والطاقة القصوى لآلة تخزين الطاقة ، وفترة استهلاك الطاقة للحمل.
2. القدرة النظرية والقدرة الفعلية للبطارية
عادةً ، يشير دليل البطارية إلى السعة النظرية للبطارية ، أي في ظل الظروف المثالية ، أقصى طاقة يمكن للبطارية إطلاقها عندما تنتقل البطارية من SOC1 0 0 بالمائة إلى SOC0 بالمائة.
في التطبيقات العملية ، مع الأخذ في الاعتبار عمر البطارية ، لا يُسمح بالتفريغ بنسبة SOC 0 في المائة ، وسيتم تعيين طاقة الحماية.
3. كلما زادت سعة البطارية ، كان ذلك أفضل
في التطبيقات العملية ، يجب مراعاة استخدام البطارية. إذا كانت سعة النظام الكهروضوئي صغيرة ، أو كان استهلاك طاقة الحمل كبيرًا ، فلا يمكن شحن البطارية بالكامل ، مما يؤدي إلى إهدار.
4. تصميم سعة البطارية يناسب تمامًا
نظرًا لفقدان العملية ، تكون سعة تفريغ البطارية أقل من سعة تخزين البطارية ، واستهلاك طاقة الحمل أقل من سعة تفريغ البطارية. من المحتمل أن يؤدي إهمال فقد الكفاءة إلى عدم كفاية طاقة البطارية.
3. تصميم سعة البطارية في سيناريوهات تطبيق مختلفة
تقدم هذه المقالة بشكل أساسي أفكار تصميم سعة البطارية في ثلاثة سيناريوهات شائعة للتطبيق: الاستهلاك الذاتي التلقائي (تكلفة الكهرباء العالية أو عدم وجود دعم) ، وأسعار الكهرباء في الذروة والوادي ، وإمدادات الطاقة الاحتياطية (الشبكة غير مستقرة أو بها أحمال مهمة).
1. "الاستخدام التلقائي"
نظرًا لارتفاع أسعار الكهرباء أو انخفاض الدعم المرتبط بالشبكة الكهروضوئية (بدون دعم) ، تم تركيب أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية لتقليل فواتير الكهرباء.
بافتراض أن الشبكة مستقرة ، لا يتم النظر في التشغيل خارج الشبكة
تعمل الخلايا الكهروضوئية فقط على تقليل استهلاك الكهرباء للشبكة
بشكل عام ، هناك ما يكفي من ضوء الشمس أثناء النهار
الحالة المثالية هي أن نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية يمكن أن يغطي الكهرباء المنزلية بالكامل. لكن هذا الوضع يصعب تحقيقه. لذلك ، فإننا نأخذ في الاعتبار تكلفة المدخلات واستهلاك الكهرباء بشكل شامل ، ويمكننا اختيار سعة البطارية وفقًا لمتوسط استهلاك الكهرباء اليومي (kWh) للمنزل (النظام الكهروضوئي الافتراضي لديه طاقة كافية).
إذا كان من الممكن جمع قواعد استهلاك الكهرباء بدقة ، جنبًا إلى جنب مع إعدادات إدارة آلة تخزين الطاقة ، فيمكن تحسين معدل استخدام النظام قدر الإمكان.
2. سعر كهرباء الذروة والوادي
هيكل سعر الكهرباء في الذروة والوادي هو تقريبًا كما هو موضح في الشكل أدناه ، 17: 00-22: 00 هي فترة الذروة لاستهلاك الكهرباء:
خلال النهار ، يكون استهلاك الطاقة منخفضًا (يمكن للنظام الكهروضوئي تغطيته بشكل أساسي) ، وخلال فترة الذروة لاستهلاك الطاقة ، من الضروري التأكد من توفير نصف الطاقة على الأقل بواسطة البطارية لتقليل فاتورة الكهرباء .
افترض أن متوسط استهلاك الكهرباء اليومي خلال فترة الذروة: 20 كيلو واط في الساعة
احسب الحد الأقصى لقيمة الطلب لسعة البطارية بناءً على إجمالي استهلاك الطاقة خلال فترة الذروة. ثم وفقًا لقدرة النظام الكهروضوئي وفائدة الاستثمار ، توجد طاقة بطارية مثالية ضمن هذا النطاق.
3. المناطق ذات الشبكة الكهربائية غير المستقرة - مصدر طاقة احتياطي
تستخدم بشكل أساسي في مناطق شبكة الطاقة غير المستقرة أو المواقف ذات الأحمال المهمة. في أوائل عام 2017 ، صممت GoodWe ذات مرة مشروعًا في جنوب شرق آسيا. والتفاصيل هي على النحو التالي:
موقع التطبيق: مزرعة دجاج ، بالنظر إلى المنطقة المرصوفة من الخلايا الكهروضوئية ، يمكنها تثبيت وحدات 5-8 KW
حمولة مهمة: 4 * مراوح تهوية ، قوة مروحة واحدة هي 550 واط (إذا لم تعمل مروحة التهوية ، فإن إمداد الأكسجين في حظيرة الدجاج غير كافٍ)
حالة شبكة الطاقة: شبكة الطاقة غير مستقرة ، وانقطاع التيار الكهربائي غير منتظم ، وأطول انقطاع للتيار يستمر من 3 إلى 4 ساعات
متطلبات التطبيق: عندما تكون شبكة الطاقة طبيعية ، يتم شحن البطارية أولاً ؛ عند إيقاف تشغيل شبكة الطاقة ، تضمن البطارية بالإضافة إلى الخلايا الكهروضوئية التشغيل العادي للحمل المهم (المروحة)
عند اختيار سعة البطارية ، ما يجب مراعاته هو الطاقة التي تتطلبها البطارية لتزويد البطارية بمفردها في حالة عدم الاتصال بالشبكة (بافتراض انقطاع التيار الكهربائي ليلاً ، وعدم وجود طاقة كهروضوئية).
من بينها ، يعد إجمالي استهلاك الطاقة عند عدم الاتصال بالشبكة والوقت المقدر خارج الشبكة من أهم المعلمات. إذا كانت هناك أحمال مهمة أخرى في النظام ، فأنت بحاجة إلى سردها جميعًا (كما في المثال أدناه) ، ثم تحديد سعة البطارية المطلوبة بناءً على أقصى طاقة تحميل واستهلاك للطاقة أثناء أطول انقطاع مستمر للتيار في اليوم بأكمله .
أربعة ، عاملان مهمان في تصميم سعة البطارية
1. قدرة النظام الكهروضوئية
يفترض:
يتم شحن البطارية بالكامل بواسطة الخلايا الكهروضوئية
الطاقة القصوى لآلة تخزين الطاقة لشحن البطارية هي 5000 واط
عدد ساعات سطوع الشمس في اليوم 4 ساعات
لذا:
① في وضع البطارية كمصدر طاقة احتياطي ، تحتاج البطارية التي تبلغ سعتها الفعالة 800 أمبير إلى الشحن الكامل في حالة مثالية في المتوسط:
800 أمبير / 100 أمبير / 4 ساعات =2 يوم
② في وضع الاستخدام التلقائي ، من المفترض أن يقوم النظام بشحن البطارية بمتوسط 3000 وات خلال 4 ساعات في اليوم. تتطلب بطارية مشحونة بالكامل بسعة فعالة تبلغ 800 أمبير (بدون تفريغ) ما يلي:
800Ah * 50V / 3000=13 يوم
غير قادر على تلبية استهلاك الكهرباء اليومي للحمل. في نظام الاستهلاك الذاتي التقليدي ، لا يمكن شحن البطارية بالكامل.
2. تصميم فائض للبطارية
كما هو مذكور في سيناريوهات التطبيق الثلاثة المذكورة أعلاه ، نظرًا لعدم استقرار توليد الطاقة الكهروضوئية ، وفقدان الخط ، والتفريغ غير الصحيح ، وعمر البطارية ، وما إلى ذلك ، مما يؤدي إلى فقدان الكفاءة ، من الضروري الاحتفاظ بهامش معين عند تصميم سعة البطارية.
تصميم سعة البطارية المتبقية مجاني نسبيًا ، ويمكن للمصمم إصدار حكم شامل وفقًا للوضع الفعلي لتصميم نظامه.