Ketika dua rumah memasang baterai 10 kWh yang sama, mudah berharap hasilnya juga sama. Namun sistem pertama mungkin mulai discharge begitu produksi surya turun di bawah permintaan rumah tangga, sementara sistem kedua menahan sebagian energi untuk periode harga yang lebih tinggi nanti pada hari itu. Jika dirancang dan dikonfigurasi untuk backup, sistem juga dapat mempertahankan cadangan untuk outage.
Menjelang awal malam, satu baterai mungkin sudah mendekati level cadangannya sementara yang lain masih memiliki energi tersedia. Tidak ada yang berbeda pada kapasitas fisiknya. Keduanya hanya mengikuti instruksi yang berbeda.
Kapasitas Bukan Jadwal
Kapasitas, yang diukur dalam kilowatt-hour, menggambarkan berapa banyak energi yang dapat disimpan baterai. Daya, yang diukur dalam kilowatt, menggambarkan seberapa cepat baterai dapat mengirimkan energi itu. U.S. Department of Energy memperlakukan keduanya sebagai spesifikasi terpisah karena keduanya menjawab pertanyaan berbeda. Baterai mungkin menyimpan cukup energi untuk menjalankan beberapa peralatan dari waktu ke waktu tetapi tetap tidak mampu mendukung semuanya sekaligus jika permintaan gabungannya melebihi rating dayanya.
Juga penting angka kapasitas mana yang dikutip. Kapasitas nominal, kapasitas usable, dan energi yang dikirimkan setelah konversi tidak menggambarkan batas yang persis sama. Panduan baterai Pemerintah Australia mencatat bahwa kapasitas usable lebih rendah daripada kapasitas total dan sebagian energi hilang selama pengisian dan discharge. Angka baterai perlu ditempatkan pada basis yang sama sebelum dibandingkan.
Setelah angka-angka itu jelas, pertanyaan sisanya bersifat operasional: apa yang harus dilakukan sistem dengan energi yang dimilikinya?
Mengapa Waktu Mengubah Hasil
Salah satu pekerjaan dasar baterai rumah adalah membuat listrik tersedia pada waktu yang berbeda. Sistem surya mungkin menghasilkan lebih banyak energi daripada kebutuhan rumah sekitar tengah hari, lalu menghasilkan sedikit atau tidak sama sekali setelah matahari terbenam. Baterai membawa sebagian surplus siang hari itu ke malam.
Mode self-consumption dasar biasanya mengikuti apa yang sedang terjadi saat ini. Ketika produksi surya melebihi permintaan rumah tangga, baterai mengisi. Ketika permintaan naik di atas produksi surya, baterai discharge. Ini dapat mengurangi impor dari jaringan, tetapi juga dapat menggunakan energi tersimpan sebelum periode tarif yang lebih mahal dimulai.
Strategi berbasis waktu dapat menahan baterai untuk jam-jam lebih akhir tersebut. Itu tidak membuat setiap kilowatt-hour lebih bernilai di setiap pasar; hasilnya bergantung pada tarif dan pola beban rumah tangga. Strategi ini mengubah jadwal agar energi tersimpan tersedia untuk tujuan yang berbeda.
Backup menciptakan trade-off lain. Dalam sistem yang mampu backup dan dikonfigurasi untuk beroperasi selama outage, cadangan yang lebih tinggi menyisakan lebih banyak energi jika jaringan gagal. Cadangan yang sama menyisakan lebih sedikit kapasitas untuk self-consumption harian atau manajemen tarif. Panduan Pemerintah Australia membuat batas ini eksplisit: tidak setiap sistem baterai dapat menyediakan backup, dan sistem yang bisa harus dikonfigurasi untuk itu.
Pilihan-pilihan ini sering digambarkan sebagai battery dispatch. Pilihan tersebut tidak terpisah dari kapasitas, karena setiap keputusan mengambil dari penyimpanan energi terbatas yang sama. Energi yang digunakan pada sore hari tidak bisa masih menunggu di baterai pada malam itu.
Apa Arti Kontrol "Smart" dalam Praktik
"Smart control" tidak selalu berarti kecerdasan buatan. Pengontrol dapat menerapkan serangkaian aturan pada informasi seperti produksi surya, permintaan rumah tangga, state of charge baterai, pengaturan cadangan, dan harga listrik, lalu memutuskan apakah akan mengisi, discharge, atau menunggu.
Sebagian pengontrol juga menggunakan prakiraan. Jika produksi surya kuat diperkirakan esok hari, sistem mungkin mengizinkan lebih banyak energi digunakan semalaman karena pengisian ulang lain kemungkinan terjadi. Dengan prakiraan yang buruk, keputusan itu dapat membuat baterai lebih kosong daripada yang diinginkan.
Riset oleh Mirletz dan Guittet menguji metode dispatch yang responsif terhadap harga menggunakan prakiraan surya dan beban, data degradasi baterai, dan tarif utilitas. Tarif, ukuran sistem, profil pembangkitan, dan profil beban yang berbeda membutuhkan strategi dispatch yang berbeda. Jadwal yang dirancang untuk satu tarif atau rumah tangga tidak dapat begitu saja diasumsikan cocok untuk yang lain.
Dalam sistem energi rumah yang lebih terintegrasi, energy management system, atau EMS, dapat mengoordinasikan keputusan lintas pembangkitan surya, beban rumah tangga, baterai, inverter, dan koneksi jaringan. Studi residensial oleh Merrington, Khezri, dan Mahmoudi memberi satu contoh: home energy management system-nya menggunakan harga listrik, batasan jaringan, beban rumah tangga, dan data cuaca untuk memandu operasi. Sistem nyata menggunakan kombinasi informasi yang berbeda, tetapi tujuannya serupa, yaitu mengubah beberapa input menjadi satu rencana operasi.
EMS tidak mengambil alih fungsi proteksi baterai. BMS memantau kondisi baterai dan menyediakan atau menegakkan batas operasi level baterai, sementara inverter atau PCS melakukan konversi listrik yang diperlukan untuk pengisian dan discharge. Permintaan EMS hanya dapat dilakukan ketika baterai dan peralatan konversi daya dapat mendukungnya.
Pada level perangkat keras, unit manajemen baterai tegangan tinggi NXP menyediakan pemantauan interlock dan kendali kontaktor, bersama antarmuka untuk komunikasi dengan EMS. Ini ilustrasi berguna mengapa koordinasi tingkat situs tidak menggantikan proteksi baterai: lapisan baterai tetap perlu membatasi atau menginterupsi operasi ketika kondisi menuntutnya. Penjelasan yang lebih rinci tersedia di What Does a BMS Actually Do?.
Di Mana Smart Control Berhenti Membantu
Jika baterai terlalu kecil untuk tugas yang dimaksud, mengubah jadwalnya tidak akan menghilangkan kekurangan energi. Hal yang sama berlaku untuk daya: perangkat lunak kontrol tidak dapat membuat peralatan mengirimkan lebih dari output terukurnya.
Kontrol yang lebih rumit tidak otomatis lebih baik. Tinjauan sistematis oleh Azuatalam dan kolega menemukan bahwa meningkatkan kecanggihan strategi manajemen energi tidak selalu meningkatkan kinerja PV-battery atau kelayakan ekonominya. Asumsi pemodelan, data input yang tidak pasti, dan perlakuan terhadap degradasi baterai dapat mengubah hasilnya.
Keterbatasan serupa muncul dalam operasi sehari-hari. Jadwal tarif yang kedaluwarsa dapat memindahkan pengisian ke jam yang salah. Cadangan yang disetel terlalu tinggi dapat membuat kapasitas berguna tidak tersentuh setiap hari, sementara cadangan yang disetel terlalu rendah mungkin tidak mencerminkan prioritas backup pemilik. Prakiraan dan rutinitas rumah tangga juga dapat berubah, sehingga pengaturan yang dulu masuk akal mungkin perlu ditinjau.
Ketika malam tiba, baterai yang berguna adalah baterai yang masih memiliki cukup energi untuk pekerjaan yang dipilih rumah tangga. Mencapainya bergantung pada perangkat keras yang memadai, pengaturan yang masuk akal, dan strategi operasi yang mencerminkan bagaimana rumah benar-benar menggunakan listrik.
