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如何配置家用储能电池及其系统

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如何配置家用储能电池及其系统

  • 分类:行业资讯
  • 作者:刘贵军
  • 来源:鹏诚新能源
  • 发布时间:2022-09-01 21:06
  • 访问量:

如何配置家用储能电池及其系统

【概要描述】 2022年以来,家用储能电池在全球的需求逐渐火爆起来,做为新型市场,产品和市场都还处于探索阶段,同时考虑家用储能电池成本高居不下,如何更高效经济的用好家储系统就显得非常的重要,本文作者来自于深圳市鹏诚新能源科技有限公司(检测:鹏诚新能源)根据多年的经验从不同的维度分析和总结了家用储能电池系统的配置设计及要求。

  • 分类:行业资讯
  • 作者:刘贵军
  • 来源:鹏诚新能源
  • 发布时间:2022-09-01 21:06
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       2022年以来,家用储能电池在全球的需求逐渐火爆起来,做为新型市场,产品和市场都还处于探索阶段,同时考虑家用储能电池成本高居不下,如何更高效经济的用好家储系统就显得非常的重要,本文作者来自于深圳市鹏诚新能源科技有限公司(检测:鹏诚新能源)根据多年的经验从不同的维度分析和总结了家用储能电池系统的配置设计及要求。

一、太阳能家用储能电池系统结构

       上图是典型家用储能电池系统,其主要由太阳能板、电网、逆变器、电池、用电设备组成,其中输入端只有太阳能板的,叫离网系统,太阳能板和市网同时输入的,叫混网系统,如果只有市电输入的,一般是作备用电源系统。

二、用户需求分析

2.1 首先要了解用户的用电设备种类,设备功率。

       先将用户的用电设备列一个清单,将最大功率填上去,然后计算出总功率P0。

        P0=P1+P2+P3+....+Pn

2.2 了解用电设备中可能同时使用的数量,并计算出总功率值P1。这一步的目的是后续更合理配置逆变器做准备。

三、逆变器选择

3.1功率选择

       根据用户需求分析结果,选额定功率高于P0 值的逆变器,如果客户预算不足,则可以降低要求,选则选额定功率>P1逆变器。逆变器的最大输出功率,决定了用户能同时使用的设备最大功率,所以这一选择非常关键,如果配置小了,在实际使用时,会出现超负荷的情况,轻则导致过载保护,重则烧坏逆变器。

3.2 类型选择

       逆变器有高频逆变器和工频逆变器,他们有如下区别:

       (1)、在可靠性方面,工频机要优于高频机,工频机采用晶闸管(SCR)整流器,该技术经过半个多世纪的发展和革新,已经非常成熟,其抗电流冲击能力非常强,由于SCR属于半控器件,不会出现直通,误触等故障。高频机采用IGBT高频整流器,虽然开关频率较高,但是IGBT工作时有严格的电压、电流工作区域,抗冲击能力较低,所以可靠性上比SCR低。

       (2)、在环境适应性方面,高频机要优于工频机,高频机是以微处理器作为处理控制中心,将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中,以软件程序的方式来控制UPS运行,因此,体积、重量等方面有明显降低,噪音也小,对空间,环境影响小,因此,对于对可靠性要求不太高的中小功率场合普遍用高频机,如便携式电源。

       (3)、在负载对零地电压要求方面,工频机要优于高频机,大功率三相高频机零线会引入整流器,并作为正负母线的中性点,这种结构不可避免地造成整流器和逆变器高频耦合在零线上,抬升零地电压,造成负载端零电压抬高,很难满足IBM、HP等服务器厂家对零地电压小于1V的需求。另外,在市电和发电机切换时,高频机往往因零线缺失而必须转旁路工作,在特定工况下可能造成负载闪断的重大故障。工频机因整流器不需要零线参与工作,在零线断开时,UPS可以保持正常供电。

       因此,在家用储能电池系统的具体应用中,逆变器还需要根据客户的具体应用场景和需求进行最优化配置。

3.3 电压选择

       逆变器有低压及高压两种系统,低压一般指48V以下输入电压系统,高压指96V及以上输入电压,一般单机高功率输出逆变器都是高压系统,如单机10KW以上功率的。如果是有高功率输出需求,但是选的又是低压系统,则需要采用并联模式提供足够的功率。

3.4 品牌选择

       逆变器厂家有很多,离网领域的大品牌有阳光电源、华为等,在家用储能电池领域有古瑞瓦特、首航、固德威、德业、尚科等。在选择时有如下几个原则:

       (1)、选择行业内有一定知名度的品牌。

       (2)、自己比较了解,并且行业口碑良好。

       (3)、与家用储能电池能够很好匹配的。

四、家用储能电池能量配置

4.1 电池体系

       在家用储能电池领域,电池种类有铅酸、三元锂电池、磷酸铁锂电池等,这几种电池的特性如下:

       (1)、铅酸电池:单体电压12V,可自由串并联,无需BMS管理。优点是标准品,更换方便;价格相对便宜;安全,对环境适应性强;缺点是寿命相对较短;对环境有污染;

       (2)、三元锂电池:单节3.7V,可通过串并联组合成需要的电压及容量,当前以12V和24V为主,需要BMS严格管理。优点能量密度高,在体积受限领域有较大优势,缺点是安全性较差,与铁锂相比寿命较短。

       (3)、磷酸铁锂电池:单节电压3.2V,可通过串并联组合成需要的电压及容量,当前以24V和48V 为主,需要BMS严格管理。优点是安全,长寿命,缺点是与三元相比,体积、重量大。

       传统储能都是以铅酸为主,目前也是用量最大的,三元锂电池目前主要应用于便携式储能系统,磷酸铁锂电池主要用于家用储能电池系统及工业储能领域。

4.2 家用储能电池电压匹配

       家用储能电池电压主要由逆变器决定,需要和逆变器的输入电压匹配,如48V逆变器配48V电池,96V逆变器配96V电池,不可以错配。

4.3 家用储能电池能量配置

       这个由用户预算决定,看用户希望满功率情况下需要使用多长时间,例如用户设备的总功率是P,需要全功率使用时间是h,逆变器的转化效率是β,则电池的能量Q=P*h/β。

4.4 输出功率

       一般是由家用储能电池系统设计决定,受电芯的放电倍率、系统结构能承受最大电流、BMS最大电流,散热性能等决定,如一个48V系统,设计最大输出电流为100A,则其输出功率为4800W等。

4.5 功能要求

       这个指除电性能外的一些附加功能,如显示功能,手机APP监视功能,远程遥控功能等,这些根据用户需求选装。

五、光伏组件配置

5.1 最大允许安装功率

       这个值受用户可以用来安装太阳能板的空地面积决定,一般是屋顶,这个面积限制了最多允许安装太阳能板总功率。如果可用面积是S平方,每块太阳能板的面积是S1,功率是Pw则最多可安装太阳能板功率P=S/SI*Pw。

5.2 实际太阳能板功率

       这个值由用户在系统设计初确定,如果用户需要将电池充满时间是T,假设当地的有效光照时间是t,则太阳能板功率P=电池能量/T/t=Q/T/t。P应小于或等于最大允许安装功率Pw。这个值受预算影响,预算充足,则P=Pw

六、其他配件

6.1 安装支架

       主要指太阳能板安装支架,这个根据太阳能板数量及安装方式决定。

6.2 线材

       各种联接线揽,在系统设计时确定。

       鹏诚新能源专注于磷酸铁锂家用储能电池的研发、生产和销售的国家高新技术企业和国家标准制定单位。拥有独立的研发团队和知识产权,以提供5KWH和10KWH的家用储能电池为主要产品代表。

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