كيفية اختيار سعة البطارية المناسبة لأنظمة تخزين الطاقة السكنية

تعمل أنظمة تخزين الطاقة السكنية، التي يشار إليها غالبًا باسم تخزين الطاقة المنزلي، مثل محطات الطاقة المصغرة، وتوفر إمدادات طاقة موثوقة مستقلة عن الشبكة الخارجية.تسمح هذه الأنظمة بشحن البطاريات خلال ساعات عدم الذروة وتفريغها خلال ذروة الطلب أو انقطاع الكهرباء، مما يوفر وفورات في التكاليف وأمن الطاقة.

مع التقدم في التكنولوجيا، أصبحت أنظمة تخزين الطاقة المنزلية أكثر تطوراً وجمالاً بصرياً، وغالباً ما تدمج بطاريات ليثيوم أيون طويلة الأمد وأنظمة الطاقة الشمسية.البطارية، باعتبارها المكون الأكثر قيمة، تحدد كل من طاقة الإنتاج وقدرة الطاقة للنظام. فهم المعلمات التقنية للبطارية أمر ضروري لتحقيق أقصى قدر من الأداء،تقليل التكاليف، وتقديم قيمة أكبر للمستخدمين. أدناه، ونحن نوضح الجوانب الرئيسية لاختيار البطارية:

معايير البطارية الرئيسية

1. سعة البطارية مقابل السعة القابلة للاستخدام

   • سعة البطارية:السعة الاسمية للبطارية، المعبّرة في كيلوواط ساعة (كيلوواط ساعة) ، على سبيل المثال، يمكن أن تتكون بطارية 5.12 كيلوواط ساعة من 16 خلية (3.2 فولت، 100 أيه إيه) متصلة بسلسلة.
   • السعة المستخدمة:هذا يفسر عمق تفريغ البطارية (DoD). بطاريات الليثيوم عادة ما يكون لها أقصى DoD من 90٪ ، مما يعني أن بطارية 5.12 كيلوواط في الساعة توفر حوالي 4.6 كيلوواط في الساعة للاستخدام الفعلي.يجب أن يعتمد تصميم النظام على هذه القدرة المستخدمة للحصول على حجم دقيق.

2. القوة القصوى لشحن وتفريغ

   • تعمل البطاريات في حالتين: الشحن والفراغ. كل وضع له حدود الحالية، عادة ما يتم التعبير عنها كمضاعف لسعة البطارية (C-rate).
   • المثال: بالنسبة لبطارية 100Ah ذات تيار شحن 0.5C، يكون تيار الشحن 50A، أي يعادل 2.56 كيلوواط (51.2V × 50A).
   • يعد الموازنة الصحيحة للقوة القصوى مع متطلبات النظام أمرًا حاسمًا لتجنب مشاكل الأداء. على سبيل المثال ، قد تدعم وحدة بطارية واحدة أقصى قدر من طاقة الشحن الكهروضوئي 3 كيلوواط أو 2.طاقة الحمل 5 كيلوواط في الوضع خارج الشبكة.

3. الجهد القياسي

   • التوتر في البطارية يتغير مع تيار التفريغ. التيارات العالية تؤدي إلى توترات أقل.
   • تؤثر درجة الحرارة أيضاً على الجهد: درجات الحرارة الباردة تقلل من الجهد لقدرة معينة.
   • التوتر المفتوح (OCV) يرتبط بحالة شحن البطارية (SoC) ، مما يوفر تقديرًا للطاقة المتبقية. الحفاظ على SoC بين 40٪ و 60٪ هو الأمثل للتخزين.

الاعتبارات الرئيسية لاختيار سعة البطارية

1. بناء على قوة الحمل و الطلب على الطاقة

   • خصائص الحمل، بما في ذلك استهلاك الطاقة وأنماط الاستخدام هي عوامل حاسمة في تحديد سعة البطارية.يجب النظر في معدل شحن / تفريغ البطارية و أقصى طاقة محول التخزين.

2. القدرة النظرية مقابل القدرة العملية

   • تمثل السعة النظرية الحد الأقصى للطاقة التي يمكن أن توفرها البطارية ، من 100٪ إلى 0٪ SoC. في الممارسة العملية ، تمنع الحدود الوقائية التفريغ الكامل لتمديد عمر البطارية.

3. كفاءة النظام واستخدامه

   • عدم كفاءة الشحن والفراغ وتشغيل النظام يعني أن كل الطاقة المخزنة ليست متاحة للاستخدام. بالنسبة للأنظمة ذات الصفائح الكهروضوئية الصغيرة أو الطلب العالي على الطاقة ، قد لا يتم شحن البطاريات بالكامل ،مما يؤدي إلى هدر الطاقةإهمال هذه عدم الكفاءة يمكن أن يؤدي إلى عدم كفاية إمدادات الطاقة.

من خلال تقييم هذه العوامل بعناية، يمكن للمستخدمين اختيار سعة البطارية المناسبة لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية الخاصة بهم، مما يضمن أداءً مثاليًا وموثوقية طويلة الأجل.تصميم النظام المناسب ليس فقط يعزز كفاءة استخدام الطاقة ولكن أيضا يزيد من عائد الاستثمار لحلول تخزين الطاقة السكنية.