家庭用エネルギー貯蔵システムのリチウム電池容量を設計する方法は?

家庭用エネルギー貯蔵システムのリチウム電池容量を設計する方法は?

概要

家庭用エネルギー貯蔵システムのリチウム電池の容量は、電源が十分であるかどうかに直接関係しています。この記事では、家庭用エネルギー貯蔵システムのバッテリー容量の設計方法を具体的に紹介します。

家庭用エネルギー貯蔵システムのバッテリー容量を設計するための特定の方法

電池技術の発展とコストの急激な低下により、リチウム電池は家庭用エネルギー貯蔵システムの主流の選択肢になりました。鉛蓄電池と比較して、リチウム電池には、高効率、長いサイクル寿命、正確な電池データ、および高い一貫性という利点があります。リチウム電池の容量は、電源が十分であるかどうかに直接関係しており、設計プロセスではさまざまな状況や要因を考慮する必要があります。以下は、 家庭用エネルギー貯蔵システムのバッテリー容量を設計するための具体的な方法です。

リチウム電池の容量設計における4つの一般的な誤解

1.負荷電力と消費電力のみに応じてバッテリー容量を選択します

リチウム電池の容量の設計では、負荷状態が最も重要な基準要素です。ただし、バッテリーの充電および放電容量、エネルギー貯蔵機の最大電力、および負荷の期間は無視できません。

2.リチウム電池の理論的および実際の容量

通常、バッテリーのマニュアルには、バッテリーの理論容量が記載されています。これは、バッテリーが理想的な状態でSOC100%からSOC0%になったときにバッテリーが解放できる最大電力量です。

実際のアプリケーションでは、バッテリーの寿命を考慮して、SOC0%まで放電することはできず、保護電力が設定されます。

3.リチウム電池の容量の選択肢が多いほど、優れています

実際のアプリケーションでは、バッテリーの使用率を考慮する必要があります。太陽光発電システムの容量が小さい場合、または負荷の消費電力が大きい場合、リチウム電池を完全に充電できず、無駄になります。

4.リチウム電池の容量設計は完全に適合します

プロセス損失のため、リチウム電池の放電容量は電池容量よりも少なく、負荷消費電力はリチウム電池の放電容量よりも少なくなります。効率の低下を無視すると、バッテリーの電力が不足する可能性があります。

さまざまなアプリケーションシナリオでのリチウム電池容量の設計

主に、自己消費(高い電力コストまたは補助金なし)、ピークおよびバレーの電力価格、およびバックアップ電源(グリッドが不安定または重要な負荷がある)の3つの一般的なアプリケーションシナリオでバッテリー容量の設計アイデアを紹介します。

1.自発的な使用

電気料金の高騰や太陽光発電グリッド接続への補助金の削減(補助金なし)により、電気料金を削減するために太陽光発電エネルギー貯蔵システムが設置されています。

電力網が安定していると仮定すると、オフグリッド運転は考慮されません。太陽光発電は、グリッドの電力消費を削減するためだけのものであり、一般的に、日中は十分な太陽光があります。

理想的には、太陽光発電+エネルギー貯蔵システムは、家庭の電力を完全にカバーできます。しかし、この状況を達成することは困難です。そのため、投入コストと消費電力を総合的に考慮し、家庭の1日平均消費電力(kWh)に応じてバッテリー容量を選択できます(デフォルトの太陽光発電システムには十分なエネルギーがあります)。

電力使用量のルールをエネルギー貯蔵管理の設定と組み合わせて正確に収集できれば、家庭用エネルギー貯蔵システムの利用率を最大化できます。

2.ピークおよびバレーの電気料金

日中の消費電力は少ないです(太陽光発電システムは基本的にそれをカバーすることができます)。電力消費のピーク時には、電気代を削減するために、電力の少なくとも半分がバッテリーから電力を供給されていることを確認する必要があります。

ピーク時の総消費電力に基づいて、バッテリー容量の最大需要値を計算します。次に、太陽光発電システムの容量と投資のメリットに応じて、この間隔で最適なバッテリー電力を見つけます。

3.不安定な電力網のある地域-待機電力

これは主に、不安定な電力網や重要な負荷のある状況で使用されます。

アプリケーション要件:通常の電力グリッド条件では、リチウム電池が最初に充電されます。グリッドに電力が供給されていない場合、リチウム電池と太陽光発電により、重要な負荷の正常な動作が保証されます

バッテリー容量を選択する際に考慮する必要があるのは、オフグリッド時にリチウムバッテリーだけで必要な電力を供給することです(夜間の停電でPVがない場合)。

その中で、オフグリッド時の総消費電力とオフグリッドの推定時間は最も重要なパラメータです。システムに他の重要な負荷がある場合は、それらをすべてリストし(以下の例のように)、最終的に、1日を通して最も長い連続停電期間中の最大電気負荷電力と電力消費量に基づいて必要なバッテリー容量を決定する必要があります。

リチウム電池容量の設計における2つの重要な要素

1.太陽光発電システムの容量

電池がすべて太陽光発電で充電されていると仮定すると、エネルギー貯蔵装置がリチウム電池を充電できる最大電力は5000Wであり、1日あたりの日照時間は4時間です。

(1)バックアップ電源としてリチウム電池を使用するモードでは、800Ahの有効容量の電池が理想的な状態で完全に充電されるための平均必要量:800Ah / 100A / 4h=2日。

(2)自己生成および自己使用のモードでは、システムは1日4時間以内に平均3000Wでバッテリーを充電すると想定されています。有効容量800Ahのバッテリーは完全に充電されています(放電なし):800Ah * 50V / 3000=13日。

2.リチウム電池の冗長設計

太陽光発電は不安定、断線、放電不良、電池の経年劣化などにより効率が低下するため、リチウム電池の容量を設計する際にはある程度の余裕を持たせる必要があります。

残りのリチウム電池の設計は比較的自由であり、設計者は自分のシステム設計の実際の状況に基づいて包括的な判断を下すことができます。

リチウム電池の容量を設計する際には、理想的な状態と実際の状況を組み合わせて設計する必要があります。上記の内容を読んだ後、家庭用エネルギー貯蔵システムについてもっと知りたい場合は、詳細な情報と解決策についてお問い合わせください。

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