¿Cómo elegir la capacidad de la batería en el almacenamiento doméstico?

En muchos hogares, sobre todo en regiones con altos precios de la electricidad, como Europa y Estados Unidos, y regiones con electricidad inestable, como África, el almacenamiento de energía se ha convertido en una necesidad para la gestión energética.

La capacidad de almacenamiento de energía desempeña un papel clave en la utilización de la energía doméstica o las facturas de electricidad, por lo que la forma de elegir una capacidad de batería más adecuada en la configuración de los sistemas de almacenamiento de energía doméstica se ha convertido en el eslabón más preocupado y cuestionado.

Cuatro errores comunes en la selección de la capacidad de las baterías

Malentendido 1: Elegir la capacidad de la batería sólo en función de la potencia de carga y el consumo de energía

En el diseño de la capacidad de las baterías, la condición de carga es, de hecho, el factor de referencia más importante.

Sin embargo, no se pueden ignorar la capacidad de carga y descarga de la batería, la potencia máxima de la máquina de almacenamiento de energía y el tiempo de consumo de la carga.

Por lo tanto, la capacidad de la batería no puede seleccionarse únicamente teniendo en cuenta la potencia de carga y el consumo de energía, sino que es necesaria una consideración global.

Error 2: Tomar la capacidad teórica de la batería como la capacidad real

Normalmente, en el manual de la batería se indica la capacidad teórica de diseño de la batería, que es la cantidad máxima de energía que puede liberar la batería cuando está de SOC100% a SOC0% en condiciones ideales.

Sin embargo, en aplicaciones reales, la capacidad real de la batería será diferente de la capacidad de diseño debido a factores como la temperatura y la vida útil.

Y con el fin de prolongar la vida útil de la batería en aplicaciones prácticas, por lo general no se permite la descarga a SOC0%, y se establecerá la potencia de protección.

Esto hace que la potencia real disponible sea menor, por lo que estos factores deben excluirse al seleccionar la capacidad de la batería, a fin de garantizar que haya suficiente capacidad de batería para su uso.

Malentendido 3: Cuanto mayor sea la capacidad de la batería, mejor

Muchos usuarios piensan que cuanto mayor sea la capacidad de la batería, mejor, pero también hay que tener en cuenta la tasa de utilización de la batería a la hora de diseñar. Si la capacidad del sistema fotovoltaico es pequeña, o el consumo de energía de la carga es pequeño, la demanda de capacidad de la batería no es tan grande, lo que también provocará un desperdicio del coste de la batería.

Malentendido 4: La capacidad de la batería es igual al consumo de la carga.

A veces, para ahorrar costes, la capacidad de la batería seleccionada es casi exactamente igual al consumo de energía de la carga.

Sin embargo, debido a la pérdida del proceso, la capacidad de descarga de la batería será inferior a la capacidad de almacenamiento de la batería, y el consumo de energía de la carga también será inferior a la capacidad de descarga de la batería. Si se ignora la pérdida de eficiencia, es probable que el suministro de energía sea insuficiente.

Diseño de la capacidad de la batería en diferentes escenarios de aplicación

Este artículo presenta principalmente las ideas de diseño de la capacidad de las baterías en tres escenarios de aplicación habituales: autoconsumo (alto coste de la electricidad o sin subvención), precio de la electricidad en picos y valles, y suministro eléctrico de reserva (red eléctrica inestable o carga importante).

① "Autoconsumo espontáneo"
Debido a los altos precios de la electricidad o a las bajas subvenciones a la fotovoltaica conectada a la red (sin subvenciones), se instalan sistemas fotovoltaicos de almacenamiento de energía para reducir la factura eléctrica.

Suponiendo que la red eléctrica sea estable y no se considere el funcionamiento fuera de la red, la energía fotovoltaica sólo se utiliza para reducir el consumo de energía de la red eléctrica y, por lo general, hay suficiente luz solar durante el día.

Idealmente, el sistema fotovoltaico + almacenamiento de energía puede cubrir por completo el consumo eléctrico doméstico. Pero esta situación es difícil de alcanzar.

Por tanto, tenemos en cuenta de forma global el coste de entrada y el consumo de electricidad, y podemos elegir la capacidad de la batería en función del consumo medio diario de electricidad (kWh) del hogar (el sistema fotovoltaico por defecto tiene energía suficiente).

La lógica del diseño es la siguiente:

Si se puede recopilar con precisión la ley de consumo eléctrico, combinada con los ajustes de gestión de la máquina de almacenamiento de energía, se puede mejorar al máximo la tasa de utilización del sistema.

② Precio máximo y mínimo de la electricidad
La estructura de los precios de la electricidad en horas punta y valle es aproximadamente de 17:00 a 22:00 es el periodo de mayor consumo de electricidad: menos consumo de electricidad durante el día (el sistema fotovoltaico puede cubrirlo básicamente),

Durante el periodo de mayor consumo eléctrico, hay que asegurarse de que al menos la mitad de la electricidad se alimente con pilas para reducir la factura de la luz.
Suponiendo un consumo medio diario de electricidad durante las horas punta: 20 kWh

Su idea de diseño es la siguiente:

Calcular el valor máximo de demanda de capacidad de la batería en función del consumo total de energía durante el periodo punta. A continuación, encuentre una potencia de batería óptima dentro de este intervalo en función de la capacidad del sistema fotovoltaico y el beneficio de la inversión.

③ Zonas de red eléctrica inestable: suministro eléctrico de reserva
La energía de reserva se utiliza principalmente en zonas con redes eléctricas inestables o situaciones con cargas importantes, similares a Batería de litio del SAI.

Por ejemplo: lugar de aplicación: se pueden instalar unos componentes de 5-8KW

Carga importante: 4* ventiladores, la potencia de un solo ventilador es de 550W

Situación de la red eléctrica: La red eléctrica es inestable, con apagones irregulares, y el apagón más largo dura de 3 a 4 horas

Requisitos de aplicación: cuando la red es normal, la batería se carga primero; cuando la red está sin energía, la batería + fotovoltaica asegura el funcionamiento normal de cargas importantes (ventiladores).

A la hora de seleccionar la capacidad de la batería, lo que hay que tener en cuenta es la potencia que necesita la batería para abastecerse por sí sola cuando está desconectada de la red (suponiendo un corte de electricidad por la noche y sin energía fotovoltaica).

Entre ellos, el consumo total de energía cuando se está desconectado de la red y el tiempo estimado de desconexión son los parámetros más críticos. Calculado a partir del tiempo máximo estimado de corte de suministro eléctrico de 4 horas, su diseño puede referirse a:

Dos factores importantes en el diseño de la capacidad de la batería

● Capacidad del sistema fotovoltaico

Supongamos que la batería se carga completamente mediante energía fotovoltaica, la potencia máxima de la máquina de almacenamiento de energía para cargar la batería es de 5000W, y las horas de sol diarias son de 4h, entonces: en el modo de la batería como fuente de alimentación de reserva, la batería con una capacidad efectiva de 800Ah puede cargarse completamente en un estado ideal. : 800Ah/100A/4h=2 días.

● Diseño de redundancia de la batería
Debido a la pérdida de eficiencia causada por la inestabilidad de la generación fotovoltaica, la pérdida de línea, la descarga no válida, el envejecimiento de la batería, etc., es necesario reservar un cierto margen al diseñar la capacidad de la batería.

El diseño de la capacidad restante de la batería es relativamente libre, y se puede juzgar exhaustivamente de acuerdo con la situación real de su propio diseño del sistema.

Resumen

De este artículo se desprende que, de hecho, las ideas de diseño en los tres escenarios son similares, las condiciones del núcleo son fijas y hay más reglas que seguir a la hora de seleccionar la capacidad de la batería.

Sin embargo, en las aplicaciones prácticas, puede darse la situación de que se superpongan dos o más requisitos, lo que nos obliga a analizarlos en detalle en función de los requisitos y, finalmente, elegir la mejor capacidad de adaptación de la batería.

A la hora de seleccionar una batería, también es necesario tener en cuenta varias condiciones, como la carga de impacto de la carga, la DOD (profundidad de descarga) de la batería, la pérdida de eficiencia del sistema, el rendimiento del dispositivo de almacenamiento de energía y las expectativas de retorno de la inversión.

Por lo tanto, a la hora de elegir la capacidad de la batería, es necesario tener en cuenta la potencia de toda la familia o los escenarios de uso como sistema global. También es especialmente importante elegir equipos de alta calidad y fabricante de baterías de litio.