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如何避免住宅太阳能+储能系统的使用误区?

作者:刘伯洵 来源:中国储能网 发布时间:2019-12-26 浏览:
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中国储能网讯:在长期停电期间,住宅用户部署的电池储能系统可以为电动汽车充电吗?并不会。

为了避免电力设施导致森林火灾,加利福尼亚州公用事业商近年来中断用户的电力来应对,而如今太阳能+储能系统成为了该州住宅用户为应对停电事件的最佳解决方案。

太阳能+储能系统不仅是电力中断时为家庭供电的理想选择,而且有助于降低电力成本,并在当地公用事业公司需要时为电网提供支持。由于碳排放和成本原因,传统的天然气发电厂或柴油发电机并不是一个理想选择。因此,近年来太阳能+储能系统部署量迅速增长。

对家庭备用电池储能系统的限制

根据调查,美国大约有18万个家庭用户部署了住宅太阳能+储能系统。但是有一个问题,人们通常认为住宅太阳能+储能系统可以满足家庭用电,使其日常生活方式继续保持不变。实际情况并不是这样:典型的电池储能系统在设计上通常考虑合理分配电池容量,并尽量避免使用大型家用电器设备。

人们产生的这种误区通常有其起源:住宅电池储能系统确实适用于离网应用。但是这些住宅太阳能+储能系统通常是为了应对电力中断而设计的:其储能容量通常很小,并且通常不为耗电的空调设备、电动汽车充电器或游泳池水泵等设备供电。

人们希望电池储能系统为住宅所有设备供电是不切实际的,这有着两个基本的工程限制:首先,锂离子电池储能系统的容量不足以在停电期间为住宅所有设备供电。其次,电池储能系统逆变器的功率不足以启动和运行许多大型设备。

当然,部署多个电池储能系统和逆变器可以解决容量和功率限制。但是,对于住宅用户来说,部署功率20kW以上的逆变器和装机容量40kW以上电池储能系统的成本是无法承受的。

一种更实用的方法是设计一种只为关键负载供电的电池储能系统,同时不为空调、电动汽车充电器、电炉等大功率设备供电。通常为照明、娱乐、通讯、手机充电等设备提供电力。

目前的住宅用户消耗大量电力,而且由于插入式电器设备数量过多,而现代化住宅通常会消耗更多的电力。

对于家庭电池储能系统而言,高功耗的电器设备最具挑战性。例如,大型中央空调的功耗为5kW,电动汽车充电器为7kW,电炉为10kW,游泳池水泵为2.2kW。

电池储能系统的容量限制

那么,典型的太阳能+储能系统在夜间运行这些大型电器设备时能够运行多长时间?不会很长。

其时间可能通过简单的数学计算就可以得出。如果电池储能系统在夜间的容量不足2.5kWh(通常在晚上使用电池储能系统以最大程度地节省电费),则其容量只能运行游泳池水泵60分钟,中央空调30分钟,电动汽车充电器20分钟或电炉15分钟。

如果为所有电器供电的话,电池储能系统的容量将会很快耗尽,无法为关键负载供电,也意味着住宅用户无电可用。

还有一种可能的解决方案是在停电期间关闭大功率设备。不幸的是,停电可能发生在白天无人或在晚上人们已经入睡的时间,而试图关闭大功率负载的用户往往对他们的电池储能系统没有起备用电源的作用感到失望。

另一个解决方案(如果房主的预算和空间允许的话)是添加更多的电池储能系统,可以将加倍提高供电时间。

例如,某地在晚上10:30发生停电,由于一名住宅用户已经入睡,并且正在使用空调,直到凌晨2点耗尽了电池储能系统的电力;而另一位住宅用户使用电池储能系统为家中的一个插板供电,而这个插板承载着一些电器设备,而直到容量耗尽,他才意识到出现了问题。

对于这两个客户来说,解决方案是从插板上移除一些电器设备,这样电池储能系统就可以维持一整夜的电力。

逆变器的功率限制

电池储能系统逆变器的最大功率输出(kW)是人们使用储能系统陷入误区的第二个原因。

大多数电池储能系统逆变器设计中,峰值放电速率都会受到限制,而空调设备或水泵的瞬时启动的浪涌电流通常是日常使用电流的2到3倍,这意味着逆变器由于功率限制根本不会切换到使用模式。即使电池储能系统已经充满电力,空调设备和泳池的水泵也不会启动。

太阳能+储能系统的设计

无论这些能源、电力和财政的限制如何,理论上来说,设计良好的太阳能和电池储能系统系统几乎可以无限期地提供电力。

其中有三个至关重要的设计要素:首先,当电池储能系统放电时,储能系统的容量(kWh)和逆变器输出(kW)应与家庭用户夜间电力需求相匹配。其次,应严格限制电器设备的使用数量,以防止为过多小型设备或大型设备供电。第三,即使在多云的冬季,太阳能发电设施应该可以为电池储能系统部分充电。

一些企业推出的智能家居电气系统技术可以在停电期间自动减少负载来解决这些问题。在2019年国际太阳能展上,有些企业展示了可以自动控制大型电器的智能电器控制器和断路器,还展示了可以自动管理房屋中所有电路的智能配电插座技术。

到2019年底,加利福尼亚州将有超过10,000个家庭和企业用户配备太阳能+储能系统。通过设备成本的降低和推出的激励措施,价格越来越低的太阳能+储能系统将成为人们应对公用事业公司停电新常态的最便捷和最有效的方法。

关键字:家庭储能

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