ESS مسکونی - چگونه یک ESS منطقی و جامع طراحی کنیم؟

طراحی یک ESS مسکونی باید جنبه های متعددی را در نظر بگیرد، از جمله اهداف سیستم، انتخاب اجزای آن، نصب و ایمنی و غیره.این شامل دانش از زمینه های مختلف مانند الکترونیک قدرت استیک ESS مسکونی موفق نه تنها می تواند برق را به طور موثر ذخیره کند بلکه الگوی مصرف برق خانگی را نیز بهینه کند.کاهش قبض برق، و حتی در صورت لزوم قابلیت های تأمین برق خارج از شبکه را فراهم می کند.

I. تحلیل تقاضای انرژی و بار:

لازم است که تقاضای انرژی خانواده را شامل تجزیه و تحلیل بار برق، طبقه بندی انواع بار و دوره های اوج مصرف برق شود.

الزامات بارگذاری:مصرف روزانه برق خانواده خود را درک کنید، بار های کلیدی (مانند یخچال ها، تهویه مطبوع و غیره) و قدرت آنها را تعیین کنید.بارهای خانوار به طور کلی به بارهای محرک و بارهای مقاوم تقسیم می شوندبار با موتورها، مانند ماشین لباسشویی، تهویه مطبوع، یخچال، پمپ آب و هود های محدوده، بار های محرک هستند. قدرت شروع موتور 5 تا 7 برابر قدرت نامی است.هنگام محاسبه قدرت اینورتر، قدرت شروع این بارها باید در نظر گرفته شود. قدرت خروجی اینورتر باید بیشتر از قدرت بار باشد.

ظرفیت ذخیره انرژی:ظرفیت مورد نیاز باتری بر اساس مصرف روزانه برق تخمین زده می شود. با این حال، برای یک خانوار متوسط، با توجه به اینکه همه بارها نمی توانند همزمان روشن شوند، برای صرفه جویی در هزینه ها،مجموع قدرت های بارگیری را می توان با یک ضریب 0 ضرب کرد..7 به 09.

سناریوی کاربرد:در نظر بگیرید که آیا سیستم نیاز به پشتیبانی از عملیات متصل به شبکه، عملیات خارج از شبکه، یا ترکیبی از هر دو دارد.

۲- محاسبه ظرفیت پنل های خورشیدی:

1. Calculate the capacity of solar panels based on sunlight conditions and energy demand to ensure they can meet the energy needs of the household's basic load and provide backup power at night or in bad weather.
2. اصل طراحی قطعات این است که نیازهای مصرف برق روزانه بار را در شرایط آب و هوایی متوسط برآورده کند.تولید برق سالانه جزء سلول خورشیدی باید برابر با مصرف سالانه برق بار باشد..
3. تعیین تقاضای برق یک خانوار: ابتدا، محاسبه متوسط مصرف روزانه برق خانوار ضروری است.این می تواند با نگاه به صورتحساب های تاریخی برق تخمین زده شودبه عنوان مثال، اگر مصرف متوسط روزانه برق یک خانوار 30kWh باشد، این حداقل هدف تولید برق است که یک سیستم خورشیدی باید برآورده شود.
4. شرایط نور خورشید محلی را درک کنید: مدت نور خورشید (شعاع خورشید) در مناطق مختلف متفاوت است، که بر تولید برق ماژول های خورشیدی تأثیر می گذارد.میانگین طول سال تابش خورشید را می توان از طریق داده های هواشناسی محلی یا ابزارهای آنلاین جستجو کرد.
5. بهره وری ماژول های خورشیدی را در نظر بگیرید: بهره وری ماژول های خورشیدی تحت تاثیر عوامل متعددی قرار می گیرد، از جمله نوع ماژول (سیلیکون تک کریستالی،سیلیکون پلی کریستالین، و غیره) ، زاویه نصب و جهت گیری و غیره. بهره وری یک سیستم خورشیدی خانگی عمومی بین 70 تا 80٪ است.

فرض کنید متوسط مصرف روزانه برق یک خانوار 10 کیلو وات است، میزان خودکفایی هدف 80٪ است و پانل های خورشیدی محلی می توانند به طور متوسط 0.۴ کیلووات ساعت برق در هر متر مربع در روزفرض کنیم که فاکتور کارایی سیستم صفر باشه3، پس کل قدرت مورد نیاز ماژول های خورشیدی:

P ((کل) =10*0.8/0.3≈26.67kWp

این بدان معناست که برای رسیدن به نرخ 80٪ خودکفایی، خانه نیاز به نصب ماژول های خورشیدی با قدرت کل حداقل 26.67 kWp دارد.
در شرایط فعلی، با توجه به عواملی مانند اندازه قطعات و فضای موجود در سقف،ممکن است لازم باشد تعداد واقعی و مشخصات دستگاه ها را اصلاح کنید.

III. تطبیق ظرفیت اینورتر و باتری:

ظرفیت اینورتر باید با پانل های خورشیدی و باتری ها مطابقت داشته باشد، از جمله ظرفیت DC و ظرفیت AC.

1. تعیین تقاضای بار: ابتدا لازم است که کل تقاضای برق تجهیزات یا سیستم الکتریکی شما را درک کنید. این شامل برق خانگی، برق تجاری،برق صنعتیاین اطلاعات را می توان با چک کردن پارامترهای قدرت در علامت نام دستگاه یا مشاوره با سازنده دستگاه بدست آورد.
2. محاسبه حداکثر مصرف برق: پس از تعیین کل مصرف برق، محاسبه حداکثر مصرف برق ضروری است.قدرت اوج به حداکثر قدرت مورد نیاز زمانی که همه دستگاه ها همزمان در یک لحظه خاص کار می کنند اشاره دارد.به طور معمول، تقاضای اوج قدرت 20 تا 30 درصد بیشتر از کل تقاضای قدرت است.
3. بهره وری اینورتر را در نظر بگیرید: در طول فرآیند تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب، مقدار خاصی از انرژی در اینورتر از دست می رود. بنابراین،هنگام محاسبه قدرت یک اینورتر، کارایی اینورتر باید در نظر گرفته شود. کارایی اینورترها معمولا بین 90٪ و 96٪ است.
4. محاسبه قدرت اینورتر: بر اساس اطلاعات بالا، توان لازم اینورتر را می توان محاسبه کرد. فرمول به شرح زیر است:
   قدرت اینورتر = ((تقاضی اوج قدرت/کارایی اینورتر) × عامل ایمنی.فاکتور ایمنی معمولاً در 1.2 تا 1.5 تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که اینورتر هنوز هم می تواند به طور طبیعی در شرایط شدید کار کند.
5. تطبیق قدرت: بر اساس قدرت محاسبه شده اینورتر، مدل اینورتر را که با آن مطابقت دارد انتخاب کنید. اطمینان حاصل کنید که قدرت نامی اینورتر می تواند تقاضای اوج قدرت را برآورده کند.
6. انواع اینورترها: اینورترها به دو نوع تقسیم می شوند: تک فاز و سه فاز. اینورترهای تک فاز برای خانوارها و مشاغل کوچک مناسب هستند.در حالی که اینورترهای سه فاز برای شرکت های بزرگ و کاربردهای صنعتی مناسب هستندنوع مناسب اینورتر را بر اساس سناریوی مصرف برق انتخاب کنید.