Тұрғын үй энергиясын сақтау батареясы қанша энергияны сақтай алады?

Тұрғын үй энергиясын сақтау батареясының сыйымдылығы кВт·сағ-пен не дегенді білдіреді?

Киловатт-сағат пен ватт: Тұрғын үй энергиясын сақтау батареясы жүйелері үшін энергия мен қуатты түсіну

КВтсағ көрсетілген батарея сыйымдылығы негізінен оның қанша энергия сақтай алатынын, буданың қаншалықты толы екендігін білуіңізге ұқсас. Сондықтан, егер бізде 10 кВтсағ деп бағаланған аккумулятор болса, ол тікелей 1 кВт қуат пайдаланатын құрылғыны шамамен он сағат бойы жұмыс істете алады. Ал қуатты кВт-пен өлшеген кезде біз мүлдем басқа нәрсені қарастырамыз. Бұл сан энергияның қажет етілетін құрылғыға қандай жылдамдықпен жеткізілетінін көрсетеді. Нақты мысалға назар аударыңыз: көптеген үйлердің тегін жұмыс істеуі үшін шамамен 5 кВт қуат қажет. Бұл олардың 1 кВт шығындаушы тоңазытқыш, шамамен 1,2 кВт пайдаланатын микротолқынды пеш және жалпы жарықтандыру үшін тағы 0,8 кВт шығындалатын шамдар сияқты заттарды қосуы мүмкін екендігін білдіреді. Мәселе мынада, медициналық құралдар немесе тоңазытқыш қондырғылар сияқты маңызды заттар үзіліс болған кезде дереу іске қосылуы қажет болғандықтан, жеткілікті қуат болуы маңызды. Дегенмен, жеткілікті сақтау сыйымдылығы болмаса, ең жақсы жүйе де ұзақ үзілістер кезінде жұмыс істемей қалады.

Жалпы сыйымдылық пен пайдаланылатын сыйымдылық: Неге барлық кВтсағ берілмейді

Өндірушілер жалпы (номиналды) сыйымдылықты көрсетеді — бірақ нақты пайдаланылатын энергия үш байланысты шектеулерге байланысты тұрақты төмен болады:

• Тереңдік разряд (DoD) : Ұзақ қызмет ету үшін көптеген литий-ионды жүйелер разрядты 80–90% дейін шектейді, жалпы сыйымдылықтың 10–20% қорда сақталады. DoD 90% болатын 13 кВтсағ аккумулятор 11,7 кВтсағ пайдаланылатын энергияны ғана береді.
• Қуаттың төмендеу факторлары : Температураның шеткі мәндері, уақыт өте кемуі және жоғары разряд жылдамдықтары қолжетімді сыйымдылықты 15–30% азайтады. Литий-ионды аккумуляторлар әдетте 10 жылдан кейін түпнұсқа сыйымдылықтың ~80% ғана сақтайды; қорғасын-қышқылдылар көптеген тез бұзылады.
• Жүйе шығындары : Инвертордың тиімсіздігі (5–10%) берілетін энергияны одан әрі азайтады. Жүйе өлшемін белгілегенде міндетті түрде пайдалануға болатын кВтсағ— номиналды емес — назар аударыңыз.

Тұрғын үй энергиясын сақтау аккумуляторында пайдаланылатын сыйымдылықты азайтатын негізгі факторлар

Пайдалану тереңдігі (DoD) шектеулері мен оның қолжетімді кВтсағ-ға әсері

Разряд тереңдігі ішкі қорғану механизмі сияқты жұмыс істейді. Өндірушілер батареялардың зарядының қанша дәрежеге дейін түсірілетінін шектеп отырады, себебі бұл тозуды баяулатып, батареяның жалпы қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі. Мысалы, литий-ионды батареяларды алайық, олар әдетте 80-ден 100 пайызға дейінгі разряд тереңдігін қолданады, әсіресе LiFePO4 химиясы бар батареялар. Алайда қорғасын-қышқылды батареяларға назар аударыңыз. Олар тәулік бойы күн энергиясын регулярлы түрде пайдалану сияқты жиі терең циклдау талап етілетін жағдайлар үшін жарамсыз, себебі олар 50% разрядтан асқан кезде тез бұзыла бастайды. Санмен көрсетсек, 90% DoD мәніне ие 10 киловатт-сағаттық литий батарея уақыт өте келе шамамен 9 кВт·сағ пайдалы қуат береді. Осындай 10 кВт·сағ қуатты қорғасын-қышқылды батареямен салыстырғанда, ерте бұзылу қаупі болмас үшін тек 4-тен 5 кВт·сағ дейінгі қуат алуға болады.

Температура, химиялық құрамы, жетілуі және разрядтау жылдамдығы: Шынайы жағдайлардағы өнімділікті төмендету факторлары

Төрт өзара байланысты айнымалы шынайы жағдайларда пайдаланылатын сыйымдылықты одан әрі азайтады:

• Температура : Төмендеу нүктесінің төменінде литий-иондық сыйымдылық 20–30% төмендейді; 77°F (25°C) жоғары температурада ұзақ мерзімді ыдырау жылдамиды — жылдық сыйымдылықты сақтау 5%-ға дейін төмендейді.
• Химия : LiFePO4 аккумуляторлары 6000 циклдан кейін 80% сыйымдылықты сақтайды, ал әдеттегі NMC немесе қорғасын-қышқылды аккумуляторлар сәйкесінше тек 1000–1200 және 500–800 цикл ұсынады.
• Жарық : Барлық химиялық құрамдар жылына 1–3% сыйымдылықты жоғалтады, ал 8–10 жылдан кейін ыдырау жылдамиды — егер жиі циклданатын болса немесе оптимальды температуралық диапазоннан тыс жұмыс істесе, ол ерекше байқалады.
• Шығарылу жылдамдығы : Жоғары қуатты қажеттіліктер (мысалы, желдеткіш компрессорының іске қосылуы) кернеудің төмендеуі мен ішкі кедергіге байланысты уақытша тиімді сыйымдылықты 15–30% азайтады.

Бұл факторлардың барлығы бірігіп алғанда, номиналды түрде 10 кВтсағ болатын жүйе қысқы авариялық жағдайлар немесе шыңдық жүктеме кезінде тек 5–7 кВтсағ ғана беруі мүмкін — бұл басында көрсетілетін техникалық сипаттамалардан гөрі ұсақты-қадамды, нақты пайдалануға сәйкес келетін өлшемдеудің маңызды екенін көрсетеді.

Өзіңізге қажетті үй энергиясын сақтау аккумуляторының өлшемін қалай таңдау керек

Кездесетін пайдалану жағдайларына сәйкес кВтсағ сыйымдылығын іріктеу: тек резервтік қор (3–6 кВтсағ), өзіңіз пайдалану (6–10 кВтсағ) және желіден тыс дайындық

Дұрыс сыйымдылықты таңдау тек ауданыңызға немесе панельдер санына емес, негізінен қандай мақсатқа жетгіңіз келетініңізге байланысты.

• Тек резервтік қор (3–6 кВтсағ) орталық үйде 8–12 сағатқа шамалы суытқыш, жарықтандыру, Wi-Fi және медициналық құрылғыларды қолдау үшін жеткілікті қысқа мерзімді үзілістерге бағытталған. Жиі емес, қысқа уақыттық электр үзілістері бар аймақтардағы желіге қосылған үйлер үшін идеалды.
• Өзіңіз пайдалану (6–10 кВтсағ) таңертеңгі уақыттағы артық электр энергиясын кешкі уақытта пайдалану үшін шатырдағы күн сәулесін пайдалану мүмкіндігін береді — типтік тұрғын үйдегі электр энергиясының 30–50% сұранысын компенсациялайды және уақыт бойынша есептелетін тарифтерге тәуелділікті азайтады.
• Ток желісінен тәуелсіз жұмыс істеуге дайындық (>10 кВт·сағ) бірнеше күнге созылатын автономияны қолдайды, бірақ маусымдық күн сәулесінің аздығы немесе ұзақ уақытқа созылатын үзілістер кезінде өңдеуге арналған резервті генератормен бірге күн энергиясын өндіру, жүктемені басқару және үйлесімді интеграциялауды қажет етеді.

Сыйымдылықты есептеу кезеңдері: Құрылғының жүктемесі — ұзақтығы + пайдалы әсер коэффициенті және резервтік маржада

Дәл сыйымдылықты анықтау үшін теориялық максимумдарға негізделмейтін, нақты өмірдегі жұмыс істеуіне негізделген төрт кезеңнен тұратын процесті қолданыңыз:

1. Негізгі жүктемелерді қосу : Негізгі құрылғылардың ваттпен өлшенген қуатын олардың тәуліктік пайдалану уақытына көбейтіңіз (мысалы, тоңазытқыш: 150 Вт — 24 сағ = 3,6 кВт·сағ).
2. Резервтік маржада қолдану : Уақыт өте жылжыған сайын құрылғылардың өшуін, күтпеген жүктемелерді немесе өнімділіктің төмендеуін ескеру үшін 20–25% қосыңыз (мысалы, 8 кВт·сағ — 1,25 = 10 кВт·сағ).
3. Айналмалы тиімділікке бейімдеу : Батарея-инвертор жүйесінің пайдалы әсер коэффициентіне бөліңіз (қазіргі заманғы литий-ионды жүйелер үшін ~90%): 10 кВт·сағ · 0,9 — 11,1 кВт·сағ.
4. Қолдану тереңдігі мен дерейтингке тексеру : Соңғы сыйымдылықтың қажетті жұмыс уақытыңызға сәйкес келетініне көз жеткізіңіз соңырақ қолдану тереңдігін қолдану (мысалы, 11,1 кВт·сағ · 0,9 = 12,3 кВт·сағ атаулы минимум).

Бұл әдіс үзілістер кезінде төмен өлшемдеуден қымбатқа түсетін жағдайды болдырмақа және алғашқы шығындарды мағыналы пайда бермей өсіруден сақтайды.

Сыйымдылықты кеңейту: Тұрғын үй энергиясын сақтау батареяларын қауіпсіз және тиімді біріктіру

Модульдік батареялар жүйесі тік немесе көлденең бағаналарға орнатылуы арқасында, мүлік иелері уақыт өте келе өздерінің энергия сақтау мүмкіндіктерін кеңейте алады. Көбінесе негізгі құрылғыдан басталады да, кейіннен қажет-тигісі өзгергенде, мысалы электромобильдерді зарядтау немесе электр желісі уақытша тоқтап қалған кезде ұзағырақ резервтік қамтамасыз ету үшін, қосымша қуат қосылады. Жақсы жағы — дұрыс орнату барлық нәрсені бір орталықтық басқару жүйесінің астында ұстайды және қолжетімді кеңістікті тиімді пайдалануға мүмкіндік береді. Қауіпсіздік стандарттары да сақталады, сондықтан жүйе өлшемі ұлғайған сайын өнімділік төмендей бермейді. Көптеген өндірушілер осындай бағаналарды алғашқы күннен бастап бірін-бірімен үйлесімді жұмыс істеу үшін арнайы жобалайды.

Бірақ қауіпсіз және нормативтік талаптарға сай кеңейту үшін өндірушінің нұсқаулықтарына қатаң бағыну қажет:

• Бағана шектері : Көптеген тұрғын үй жүйелері кернеудің тепе-теңдігінің бұзылуын және аккумулятор ячейкаларының теңсіз тозуын болдырмау үшін параллель қосылымдарды 4–8 құрылғымен шектейді
• Жылу басқару : Термиялық шектеудің алдын алу немесе жылдам тозу салдарын болдырмау үшін құрылғылар арасында кем дегенде ¥1-дюйм (2,54 см) қашықтықта ұстаңыз және 0–40°C (32–104°F) температура диапазонында жұмыс істендіріңіз.
• Біркелкі конфигурация : Бірдей модельдерді, бағдарламалық жабдықтардың нұсқаларын және заряд деңгейлерін ғана бір-бірінің үстіне орналастырыңыз — әртүрлі буындарды немесе химиялық құрамдарды араластыру BMS-пен байланыстықта қателіктерге және қауіпсіздікке қауіп төндіруге әкеп соғады.
• Сертификациялық сәйкесшілік : Бір-бірінің үстіне орналасқан конфигурациялар UL 9540 сертификатын сақтайтынын растаңыз — бұл сақтандыруға лайықтылық пен желіге қосылу мақұлдауы үшін маңызды.
• Тепе-теңдік сақталған сымдар : Модульдар арасында токтың біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін тең ұзындықтағы сымдар мен өндірушінің рұқсат еткен комбайндерін пайдаланыңыз.

Дұрыс орындалған жағдайда бір-бірінің үстіне орналастыру мүмкіндігін арттырады пайдалануға болатын сыйымдылықты 300–500% арттыруға мүмкіндік береді және цикл бойынша >90% ПӘК-ті сақтайды — бұл көп күндік үзілістер немесе маусымдық энергия жетіспеушілігі кезінде тұтас үйдің төзімділігіне ие болудың ең тиімді жолы болып табылады.

Үй энергиясын сақтау аккумуляторларының сыйымдылығына қатысты ЖИҚ

Аккумуляторлардағы Разряд тереңдігі (DoD) деген не?
Разряд тереңдігі (DoD) аккумулятордың жалпы сыйымдылығының қанша пайызы пайдаланылғанын көрсетеді. Терең разрядтар тез батуға әкелуі мүмкіндігіне байланысты DoD-ны шектеу аккумулятордың қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.

Температура аккумулятордың жұмыс істеуіне қалай әсер етеді?
Аса шамалы температуралар аккумулятордың жұмыс істеуіне үлкен әсер етуі мүмкін. Суық температура литий-ионды аккумуляторлардың сыйымдылығын 20-30% дейін азайтса, жоғары температура бату процесін тездетуі мүмкін.

Тұрғын үйде энергияны сақтау үшін аккумулятордың оптималды көлемі қандай болуы керек?
Аккумулятор көлемін дұрыс есептеу үшін маңызды жүктемелердің қосындысын есептеу, резерв маржасын қолдану, алға-артқа әсер ету коэффициентіне түзету енгізу және DoD мен дерейтинг факторлары бойынша тексеру арқылы сыйымдылықтың идеалды талаптарға сай келуін қамтамасыз ету керек.

Тұрғын үйде энергия сақтау жүйелерін кеңейтуге бола ма? Иә, көптеген жүйелер модульді болып келеді, сондықтан үй иелері уақыт өте келе жаңа блоктарды қоса алады.