Bateria de Lítio para Armazenamento de Energia Residencial: Um Guia de Integração de Sistemas

Baterias residenciais precisam ser integradas a um sistema energético holístico. Painéis solares produzem eletricidade, o inversor controla a conversão dessa eletricidade, a bateria armazena energia caso os painéis não gerem o suficiente e o painel de backup determina quais circuitos da casa estarão ativos quando a energia falhar.

Se algum componente não funcionar bem, a coordenação pode ser comprometida, levando a menos espaço de armazenamento utilizável, ou menor capacidade de carregamento ou problemas de comunicação. Portanto, é melhor iniciar a seleção da bateria como uma arquitetura completa do sistema e não apenas pela especificação da bateria.

Identificar o Propósito Operacional da Bateria

As três funções das baterias residenciais são: melhorar o autoconsumo da energia solar; alterar o momento do consumo de eletricidade para longe de períodos de altos preços; e fornecer eletricidade como energia reserva durante quedas.

A estratégia de controle necessária varia para cada um dos objetivos. O autoconsumo solar é um princípio que favorece o carregamento durante o dia e a descarga à noite. Operação em horário de uso é quando o preço da eletricidade determina a operação, e sistemas focados em backup mantêm um estado mínimo de carga para fins de backup.

O Solução residencial de armazenamento de energia SANDISOLARé uma vitrine da interação entre geração, armazenamento e uso de energia em casa durante o dia.

Saiba calcular a energia armazenada em uma bateria a partir de suas especificações.

Esta bateria LiFePO4 com capacidade de 300Ah e O SD-51,2V possui uma energia nominalde 15,36kWh. Com 80% de profundidade de vazão, cerca de 12,29kWh estão disponíveis para descarga planejada antes das perdas de conversão/fiação.

O consumo de energia de cargas selecionadas pode ser comparado com esse valor. Por exemplo, se a demanda por carga crítica for de 1,2 kW, então ele consumirá 12,29 kWh em aproximadamente 10,2 horas. Esse tempo real de operação variará dependendo do ciclo dos aparelhos e das condições de operação.

Certifique-se de que a bateria seja compatível com o inversor.

A tensão nominal da bateria é de 51,2V e a faixa de tensão é de 44,8-57,6V. O(s) inversor(es) escolhido(s) devem ter capacidade para lidar com toda essa faixa de tensão e a corrente de carga/descarga.

O instalador também deve verificar a potência do inversor em relação às cargas simultâneas previstas. Embora um pacote de baterias de 15,36kWh possa oferecer um longo tempo de funcionamento, não é suficiente fazer um pequeno inversor ligar vários aparelhos de alta potência simultaneamente. O Linha inversora fora da rede SANDISOLARPode ser pesquisado para encontrar opções adequadas de equipamentos.

A Comunicação Confiável do BMS é usada para estabelecer comunicação.

O Sistema de Gerenciamento de Bateria verifica a tensão, temperatura, corrente e o estado das células da bateria. Isso pode fazer o inversor desacelerar/parar de carregar quando estiver perto do limite.

O SD-51.2V 300Ah é compatível com comunicação CAN, RS232 e RS485. Mas ter o mesmo nome de interface não significa que seja compatível. Antes da comissionamento, os instaladores precisam verificar o protocolo de comunicação, a separação do cabo, o firmware do inversor e a seleção do modelo da bateria.

Sincronize a energia do sol com a energia das baterias.

O sistema fotovoltaico (matriz fotovoltaica) deve produzir energia excedente para recarregar a bateria assim que a demanda de energia da casa for atendida durante o dia. Uma bateria grande com um conjunto pequeno raramente alcança o estado desejado de carga e uma matriz grande pode produzir mais carga do que o inversor pode suportar.

O tempo de carregamento variará conforme a quantidade de luz solar, o inversor, o SoC da bateria e o uso de energia doméstica. Ao projetar um sistema, é importante estimar o desempenho do sistema com base nas condições solares locais reais e não na classificação nominal do conjunto fotovoltaico.

Use corretamente o Balanceamento Ativo e a Proteção

O carregamento/descarga de um pacote de baterias precisa parar quando a primeira célula está no limite, e com o tempo a capacidade útil do pacote de baterias diminui lentamente devido ao desequilíbrio da célula. O balanceamento ativo permite controlar diferenças nas células e proporciona uma operação estável a longo prazo.

A bateria apresentada também vem com proteção de circuito embutida e um Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) inteligente. Embora esses sistemas ajudem a garantir a segurança do funcionamento, não substituem cabos de tamanho apropriado, disjuntores, fusíveis, dispositivos de isolamento ou instalações profissionais.

Determine e planeje cargas essenciais e não essenciais.

Todos os circuitos não devem ser automaticamente respaldados por um sistema de armazenamento residencial. Normalmente, a prioridade é dada à refrigeração, iluminação, equipamentos de Internet, dispositivos de segurança e tomadas. Equipamentos grandes, como aquecedores de água elétricos, grandes equipamentos HVAC e fornos, podem rapidamente consumir energia armazenada.

A separação de carga crítica permite que o sistema tenha um tempo de funcionamento mais previsível e pode diminuir a classificação do inversor necessário. Escolha backup para toda a casa somente após considerar o consumo contínuo e o pico inicial dos aparelhos.

Escolha um local de instalação apropriado.

Coloque a bateria em uma superfície firme e nivelada, em um local seco, acessível e ventilado. Mantenha-a longe da água, luz solar direta, itens combustíveis, ferimentos físicos e temperaturas fora das recomendações do fabricante.

As rotas de cabo devem ser mantidas ao mínimo e protegidas o máximo possível. Também deve ser fornecida autorização adequada para inspeção, isolamento e serviço futuro.

Configurar limites de Monitoramento e Operação

A bateria pode ser monitorada remotamente e configurada com Wi-Fi para verificar o estado da bateria pelo proprietário ou equipe de manutenção. Estado de carga, tendências de carregamento/descarga, alarme e temperatura de operação são informações úteis.

Verifique os limites de carga e descarga, S.O.C. da reserva e comunicações durante o comissionamento. Observe a configuração final para possível serviço futuro pelos técnicos. Outras informações técnicas podem ser encontradas em o centro de download da SANDISOLAR.

O Sistema Completo de Armazenamento foi comissionado.

A comissionamento deve ser feita de forma sequenciada. Antes de energizar a bateria, verifique a polaridade e o torque do cabo, bem como a leitura de voltagem e comunicação com o BMS antes de aplicar cargas maiores.

Teste o carregamento solar e o carregamento da rede (se aplicável) e a descarga da bateria individualmente. Por fim, teste uma queda de rede e certifique-se de que apenas os circuitos de backup que devem operar durante tal queda estejam ativos.

Conclusão

Para baterias residenciais de armazenamento de energia, a capacidade, a potência do inversor, o carregamento fotovoltaico e as cargas domésticas são idealmente projetadas juntas como uma bateria de lítio. No entanto, quilowatt-hora podem ser a única coisa considerada e não atender às necessidades de comunicação, proteção e controle operacional.

A bateria SD-51.2V de 300Ah tem uma energia nominal de 15,36kWh, utiliza química LiFePO4, balanceamento ativo e múltiplas interfaces de comunicação, oferecendo uma plataforma sólida para um sistema de armazenamento residencial profissionalmente integrado.

FAQ

P1. Qual é a quantidade de energia disponível na bateria para trabalhar em uma bateria de 15,36kWh?

A quantidade planejada de energia utilizável, com 80% de profundidade de descarga, é de ~12,29kWh antes das perdas. A energia entregue depende da temperatura, da eficiência do inversor e das condições de carga.

P2. Todos os inversores de 48V funcionam com uma bateria de 51,2V?

Não. O inversor deve ter uma faixa de voltagem para a bateria, requisitos de corrente da bateria e protocolo de comunicação.

P3. Essa bateria é capaz de fornecer backup para toda a casa?

Pode fornecer energia armazenada significativa, mas requer saída de potência do inversor e cargas de pico residenciais para ser compatível com a casa inteira. Quando o circuito é necessário para alta demanda, pode ser necessário gerenciar a carga.

P4. O que é BALANCEAMENTO ATIVO DE CÉLULAS?

O balanceamento ativo é a transferência de energia entre células, o que minimiza a diferença no estado de carga de cada célula. Isso garante que a capacidade utilizável e a operação do pacote sejam mantidas.

P5. Quem é responsável por instalar uma bateria residencial de lítio?

Deve ser instalado por um profissional qualificado em energia solar/elétrica. Existem riscos potenciais quando uma corrente DC alta flui, quando há polaridade incorreta e quando a proteção não é adequada.