Když si dva domy nainstalují stejnou baterii 10 kWh, svádí to očekávat stejný výsledek. První systém však může začít vybíjet, jakmile solární výroba klesne pod poptávku domácnosti, zatímco druhý podrží část energie na pozdější období s vyšší cenou během dne. Pokud je navržen a nakonfigurován pro zálohu, může také zachovat rezervu pro výpadek.
Na začátku večera může být jedna baterie blízko své rezervní úrovně, zatímco druhá má stále energii k dispozici. Na jejich fyzické kapacitě se nic neliší. Jednoduše následovaly odlišné pokyny.
Kapacita není rozvrh
Kapacita, měřená v kilowatthodinách, popisuje, kolik energie může baterie uložit. Výkon, měřený v kilowattech, popisuje, jak rychle může tuto energii dodat. U.S. Department of Energy s nimi zachází jako se samostatnými specifikacemi, protože odpovídají na různé otázky. Baterie může mít dost energie na provoz několika spotřebičů v čase, ale přesto je nemusí zvládnout podpořit všechny najednou, pokud jejich kombinovaná poptávka překročí její výkonové hodnocení.
Záleží také na tom, který údaj kapacity je citován. Jmenovitá kapacita, použitelná kapacita a energie dodaná po konverzi nepopisují přesně stejnou hranici. pokyny australské vlády k bateriím uvádějí, že použitelná kapacita je nižší než celková kapacita a že část energie se ztrácí během nabíjení a vybíjení. Údaje o bateriích je třeba postavit na stejný základ, než se porovnávají.
Jakmile jsou tyto údaje jasné, zbývající otázka je provozní: co má systém udělat s energií, kterou má?
Proč načasování mění výsledek
Jedním ze základních úkolů domácí baterie je zpřístupnit elektřinu v jiný čas. Solární systém může kolem poledne vyrábět více energie, než dům potřebuje, a po západu slunce vyrábět málo nebo nic. Baterie přenese část tohoto denního přebytku do večera.
Základní režim vlastní spotřeby obvykle sleduje to, co se děje nyní. Když solární výroba převyšuje poptávku domácnosti, baterie se nabíjí. Když poptávka stoupne nad solární výrobu, vybíjí se. To může snížit dovoz ze sítě, ale může také spotřebovat uloženou energii dříve, než začne dražší tarifní období.
Časová strategie může baterii podržet pro tyto pozdější hodiny. Neznamená to, že každá kilowatthodina je na každém trhu hodnotnější; výsledek závisí na tarifu a vzorci zátěže domácnosti. Mění rozvrh tak, aby uložená energie byla dostupná pro jiný účel.
Záloha vytváří další kompromis. V systému schopném zálohy, nakonfigurovaném pro provoz během výpadku, vyšší rezerva ponechá více energie dostupné, pokud síť selže. Stejná rezerva ponechá méně kapacity pro každodenní vlastní spotřebu nebo řízení tarifu. pokyny australské vlády tuto hranici výslovně uvádějí: ne každý bateriový systém může poskytovat zálohu a ty, které mohou, pro ni musí být nakonfigurovány.
Tyto volby se často popisují jako dispečink baterie. Nejsou oddělené od kapacity, protože každé rozhodnutí čerpá ze stejného omezeného úložiště energie. Energie použitá odpoledne nemůže stále čekat v baterii tentýž večer.
Co v praxi znamená „chytré“ řízení
„Chytré řízení“ nemusí nutně znamenat umělou inteligenci. Řadič může použít sadu pravidel na informace, jako jsou solární výroba, poptávka domácnosti, stav nabití baterie, rezervní nastavení a ceny elektřiny, a potom rozhodnout, zda nabíjet, vybíjet nebo čekat.
Některé řadiče používají také prognózy. Pokud se příští den očekává silná solární výroba, systém může dovolit využít přes noc více energie, protože další dobití je pravděpodobné. Při špatné prognóze může toto rozhodnutí nechat baterii prázdnější, než bylo zamýšleno.
Výzkum Mirletz a Guittet testoval cenově citlivou metodu dispečinku pomocí prognóz solární výroby a zátěže, dat degradace baterie a tarifů veřejné služby. Různé tarify, velikosti systémů, profily výroby a zátěže vyžadovaly různé dispečerské strategie. Nelze jednoduše předpokládat, že rozvrh navržený pro jeden tarif nebo domácnost sedí jinému.
V integrovanějším domácím energetickém systému může systém řízení energie, neboli EMS, koordinovat rozhodnutí napříč solární výrobou, zátěžemi domácnosti, baterií, měničem a připojením k síti. Rezidenční studie Merrington, Khezri a Mahmoudi nabízí jeden příklad: její systém řízení domácí energie používal ceny elektřiny, omezení sítě, zátěž domácnosti a meteorologická data k vedení provozu. Skutečné systémy používají různé kombinace informací, ale účel je podobný — proměnit několik vstupů v jeden provozní plán.
EMS nepřebírá ochranné funkce baterie. BMS monitoruje podmínky baterie a poskytuje nebo vynucuje provozní limity na úrovni baterie, zatímco měnič nebo PCS provádí elektrickou konverzi potřebnou pro nabíjení a vybíjení. Požadavek EMS lze provést pouze tehdy, když jej baterie a výkonově-konverzní zařízení dokážou podpořit.
Na hardwarové úrovni vysokonapěťová jednotka správy baterie NXP poskytuje monitorování blokování a řízení stykačů spolu s rozhraními pro komunikaci s EMS. Je to užitečná ilustrace toho, proč koordinace na úrovni místa nenahrazuje ochranu baterie: bateriová vrstva stále musí omezit nebo přerušit provoz, když to podmínky vyžadují. Podrobnější vysvětlení je k dispozici v Co BMS skutečně dělá?.
Kde chytré řízení přestává pomáhat
Pokud je baterie příliš malá pro zamýšlený úkol, změna jejího rozvrhu energetický nedostatek neodstraní. Totéž platí pro výkon: řídicí software nemůže donutit zařízení dodat více, než je jeho jmenovitý výstup.
Složitější řízení není automaticky lepší. Systematický přehled Azuatalam a kolegů zjistil, že zvyšování sofistikovanosti strategie řízení energie nemusí nutně zlepšit výkon FV-bateriového systému ani jeho ekonomickou životaschopnost. Modelovací předpoklady, nejistá vstupní data a zacházení s degradací baterie mohly výsledek změnit.
Podobná omezení se objevují v každodenním provozu. Zastaralý tarifní rozvrh může přesunout nabíjení do špatných hodin. Příliš vysoká rezerva může každý den ponechat použitelnou kapacitu nedotčenou, zatímco příliš nízká nemusí odrážet záložní priority vlastníka. Prognózy i rutiny domácnosti se mohou také měnit, takže nastavení, která kdysi dávala smysl, může být potřeba zkontrolovat.
Když přijde večer, užitečná baterie je ta, která má stále dost energie pro úkol, který si domácnost zvolila. Dostat se do tohoto bodu závisí na odpovídajícím hardwaru, rozumných nastaveních a provozní strategii, která odráží, jak dům elektřinu skutečně používá.
