Жилищната батерия обикновено се рекламира с едно голямо число: 10 kWh, 13.5 kWh, 16 kWh. Това число има значение, но не казва дали системата ще работи добре при прекъсване. Полезният дизайн за резервно захранване трябва да отговори на два различни въпроса. Могат ли батерията и инверторът да осигурят най-високата мощност, която домът може да изисква в даден момент? И има ли достатъчно съхранена енергия, за да поддържа избраните товари за броя часове, които са важни? Най-просто казано, kW показва дали системата може да носи товара, а kWh показва колко дълго може да го прави.
Най-лесното начало не е каталогът с батерии. То е целта на резервното захранване. Решете какво трябва да остане включено, когато мрежата отпадне, и колко дълго искате тези товари да останат налични. Домакинство, което иска само хладилник, осветление, интернет и няколко контакта, има много различно изискване от домакинство, което очаква да поддържа климатизация, готварско оборудване или по-голямата част от къщата в нормална работа. Ръководството на NREL Battery Storage for Resilience определя критичния товар и очакваната продължителност на прекъсването като основни съображения при избор и оразмеряване на резервни технологии. (NREL)
Мощността и енергията отговарят на различни въпроси
Да предположим, че група основни товари има средно 0.8 kW по време на десетчасово нощно прекъсване. За тези десет часа товарите се нуждаят от около 8 kWh енергия. Но представете си, че компресорът на хладилника, осветлението и друг уред се застъпят за кратко и повишат търсенето до 2.6 kW. Батерийната система все пак трябва да може да осигури този момент от 2.6 kW, въпреки че средното търсене е много по-ниско.
Затова средното домакинско потребление не е достатъчно за оразмеряване. Месечното потребление на електроенергия може да помогне да се опише колко енергия използва домът като цяло, но не показва кои товари ще работят едновременно по време на прекъсване. Полезната оценка за резервно захранване се фокусира върху кръговете, които ще останат захранени, и пита колко мощност могат да изискват едновременно и колко енергия използват през желания период.
Различните товари могат да насочат тези две изисквания в различни посоки. Уред с висока мощност, използван само няколко минути, може да има голям ефект върху необходимите kW, но да добави сравнително малко към общите kWh. По-малък товар, който работи много часове, може почти да не промени пика, но да изразходва значителна част от съхранената енергия. Премахването на един неосновен товар с висока мощност следователно може да направи резервната система много по-лесна за проектиране, дори ако общото дневно потребление се промени само малко.
DOE прави същото основно разграничение при описване на батерийното съхранение: мощностният капацитет е количеството мощност, което една система може да отдаде в даден момент, а енергийният капацитет е количеството енергия, което може да съхрани. (DOE) Голяма kWh батерия с недостатъчна изходна мощност все пак може да се затрудни при тежък едновременен товар, докато система с висока мощност, но твърде малко енергия, може лесно да носи товара, но да се изчерпи по-рано от очакваното.
Изискването на товара не е същото като етикета на батерията
Ако избраните товари се нуждаят от 8 kWh за планираното прекъсване, това не означава автоматично, че батерия от 8 kWh е достатъчна. Спецификациите на батерията могат да разграничават номинална и използваема енергия. (NREL) Част от енергията се губи и когато съхранената DC енергия се преобразува в AC мощност за домакински товари; съхранението не е 100% ефективно, защото енергия се губи при преобразуване и извличане. (DOE) Наличният обем в началото на прекъсването зависи и от състоянието на заряд на батерията.
Прост пример показва защо етикетът има значение. Ако 90% от номиналната енергия на батерията е налична за резервно захранване и съответният път на разреждане е 92% ефективен, доставянето на 8 kWh към товарите би изисквало около 9.7 kWh номинално съхранена енергия: 8 ÷ (0.90 × 0.92). Тези проценти са само илюстрация, не универсално правило. Реален продукт може вече да публикува стойност за използваема енергия, а неговата дефиниция за ефективност може да използва различна граница на измерване. Важното е да не се брои една и съща загуба два пъти и да не се сравнява изискване от страната на товара директно с батерийно число, което представлява нещо друго.
Началното състояние на заряд е важно по същата причина. Батерия, която е почти пълна при започване на прекъсването, има повече резервна енергия от същата батерия, започваща от 50%. Анализ на устойчивостта на NREL показва, че колко пълна е батерията в началото на прекъсване може съществено да повлияе колко дълго една система може да продължи да обслужва защитените си товари. (NREL) Ако устойчивостта е важна цел, работната стратегия трябва да оставя достатъчно енергия за сценария на прекъсване, който действително е важен за собственика.
В backup-capable система, проектирана да поддържа PV работа по време на прекъсване, соларната енергия може да удължи резервното захранване, но не е гарантирана дневна енергия. Жилищната соларна система се нуждае от правилно конфигуриран инвертор и система за съхранение, за да произвежда мощност независимо от мрежата. (DOE) Соларният добив също се променя според часа на деня, времето и сезона. При слънчево дневно прекъсване PV може да захрани част от домакинския товар и да презареди батерията. През нощта или при облачен период може да допринесе много малко. Соларното производство варира при тези условия, докато съхранението може да премести соларната енергия към периоди, когато производството е ниско или липсва. (DOE)
Полезният размер на жилищна батерия следователно е резултат от конкретна цел за резервно захранване. Решете кои товари са важни, оценете най-високата мощност, която могат да изискват заедно, и оценете енергията, която ще използват през желания период на резервно захранване. След това отчетете използваемата батерийна енергия, началното състояние на заряд, загубите от преобразуване и всякакъв реалистичен соларен принос. Накрая оставете разумен резерв за несигурност в реалния товар и продължителността на прекъсването, вместо да оразмерявате точно по оценката.
Крайният отговор трябва да изглежда като двойка изисквания, а не като един-единствен заглавен капацитет: достатъчно kW, за да се носи пикът на критичните товари, и достатъчно използваеми kWh, за да се поддържат тези товари през планирания период. Когато тези две числа са ясни, сравняването на жилищни батерии става много по-лесно и много по-смислено от простото избиране на продукта с най-голяма kWh стойност.
