스토리지의 작동 방식, 중요한 화학 및 시스템 아키텍처, 안정적이고 비용 효율적인 가정용 에너지를 위한 배터리 크기 및 선택 방법

옥상 태양광 채택이 증가함에 따라 배터리는 틈새 추가 기능에서 주류 고려 사항으로 자리 잡았습니다. 올바르게 지정된 배터리는 간헐적인 옥상 발전을 신뢰할 수 있고 사용 가능한 에너지로 전환하여 소비를 피크 가격 기간에서 벗어나게 하고 정전으로부터 보호하며 자가 소비를 늘릴 수 있습니다. 이 문서에서는 주택 소유자 또는 설치자가 안전하고 비용 효율적인 스토리지 시스템을 선택하기 위해 고려해야 할 기술적 필수 사항과 실질적인 결정 사항에 대해 설명합니다.

태양전지가 실제로 하는 일

A 태양 전지 는 태양광(PV) 어레이에서 생산된 잉여 전기를 저장했다가 야간, 흐린 날, 정전 시 등 필요할 때 방출합니다. 이를 수행하는 시스템은 PV 패널, 인버터(또는 하이브리드 인버터), 배터리 모듈, 배터리 관리 시스템(BMS) 및 모니터링 제어 장치로 구성됩니다. 이러한 구성 요소가 상호 작용하는 방식에 따라 왕복 효율, 사용 가능한 용량, 안정성 및 안전성이 결정됩니다.

두 가지 일반적인 아키텍처: DC 결합형 및 AC 결합형

스토리지를 태양광 어레이와 통합하는 실용적인 방법에는 두 가지가 있습니다:

• DC 결합 시스템 배터리를 패널과 인버터 사이의 DC 쪽에 배치하세요. 이렇게 하면 전력 변환 횟수가 줄어들고 왕복 효율이 향상될 수 있습니다. DC 커플링은 신규 설치 시 가장 효율적인 옵션인 경우가 많습니다.

• AC 결합 시스템 인버터 뒤의 AC 측에 스토리지를 추가합니다. 이 접근 방식은 기존 PV 시스템에 더 간단하게 개조할 수 있으며 설치 중단을 최소화하는 경우가 많습니다. 단, 충전/방전 주기 동안 변환 손실이 약간 더 높다는 단점이 있습니다.

패널과 인버터를 모두 교체하거나 새로운 시스템을 설계하는 경우 DC 커플링이 더 나은 성능을 제공하는 경우가 많습니다. 기존 인버터에 스토리지를 개조하는 경우 일반적으로 AC 커플링이 더 빠르고 저렴한 경로를 제공합니다.

배터리 화학 및 실용적인 트레이드 오프

선택한 화학 물질에 따라 성능, 수명, 안전성, 비용이 결정됩니다.

• 리튬 인산철(LiFePO4): 점점 더 주거용 스토리지의 표준이 되고 있습니다. LiFePO4는 높은 사이클 수명, 뛰어난 열 안정성, 시간이 지나도 낮은 성능 저하를 제공합니다. 일반적인 왕복 효율은 90%를 초과하며, 잘 설계된 시스템은 일반적으로 방전 깊이(DoD)와 작동 조건에 따라 3,000~6,000회의 유효 사이클을 달성합니다. LiFePO4의 안전 프로필과 긴 수명은 대부분의 주택 소유주에게 강력한 가치 제안이 됩니다.

• 기타 리튬 이온 변형: 일부 리튬 화학 물질은 더 높은 에너지 밀도를 제공하지만 사이클 수명이나 열 안정성이 떨어집니다. 주거용 고정식 스토리지의 경우 일반적으로 안전성과 수명이 균형을 이루는 LiFePO4가 선호됩니다.

• 납산(AGM, 젤, 침수): 이러한 레거시 화학 물질은 초기 비용은 낮지만 사용 가능한 용량이 현저히 낮고 수명이 짧으며 유지 관리 요구 사항이 높습니다. 저예산 또는 초소형 독립형 시스템에는 계속 사용되고 있지만 장기적인 주택 투자에는 덜 매력적입니다.

• 플로우 배터리와 새로운 화학 기술: 플로우 배터리는 대규모 설치에서 긴 지속 시간과 긴 사이클 수명에 탁월하지만 일반적으로 표준 주거용 옥상에는 너무 크고 비용이 많이 듭니다. 새로운 화학 물질은 환경적 이점을 제공할 수 있지만 아직 널리 채택되지는 않았습니다. 홈 스토리지.

평가할 주요 성과 지표

• 사용 가능한 용량(kWh): 국방부 제한을 고려한 후 매일 사용할 수 있는 배터리 용량입니다. 90% DoD가 권장하는 10kWh 등급의 배터리는 공칭 용량보다 실제로 사용 가능한 에너지가 적으므로 공급업체에 사용 가능한 kWh를 확인하시기 바랍니다.

• 왕복 효율성(%): 실제로 회수할 수 있는 저장 에너지의 비율입니다. 효율성이 높을수록 시간 이동의 경제적 가치가 높아지고 자체 소비를 극대화할 수 있습니다.

• 주기 수명 및 보증: 보증 조건(기간 및 처리량)을 이해합니다. 많은 공급업체가 시간과 최소 유지 용량을 모두 보증합니다(예: 정의된 횟수 이후 70% 용량).

• 전력 등급(kW): 인버터와 배터리가 공급할 수 있는 최대 연속 전력으로, 정전 시 전력 소모가 많은 가전제품을 가동하기 위해 크기를 조정할 때 중요합니다.

• 열 및 안전 기능: 강력한 BMS, 열 관리 및 안전 인증은 필수입니다.

가정용 배터리 크기 측정 방법

크기 조정은 객관적이고 목표 중심적이어야 합니다:

1. 주요 목표 정의비상 백업, 피크 가격 회피(TOU 차익 거래) 또는 태양광 자가 소비 극대화. 각 목표에 따라 크기와 인버터 선택이 달라집니다.

2. 일반적인 일일 사용량 계산: 월별 사용량을 살펴보고 일일 평균 kWh를 도출합니다. 정전 백업을 위해 특정 중요 부하와 이들의 총 사용량을 모델링합니다.

3. 사용 가능한 용량과 효율성 고려: 사용 가능한 배터리 용량이 XkWh인 경우, 국방부 및 왕복 손실을 고려한 공칭 용량의 배터리를 선택합니다.

4. 인버터 제한 및 서지 요구 사항 고려하기: 작동 중인 모터(HVAC, 펌프)의 경우 인버터와 배터리가 서지 전류를 처리할 수 있는지 확인하세요.

예: 일일 사용량이 25kWh인 가정에서 중요한 부하를 위해 하룻밤 동안 부분 백업을 원하는 경우 집 전체가 아닌 우선순위 회로를 대상으로 10~15kWh의 사용 가능한 배터리를 선택할 수 있습니다.

설치, 허가 및 안전

배터리 설치에는 전문적인 전기 설계, 현지 허가, 건축 및 화재 관련 법규 준수가 필요합니다. 관할 지역의 상호 연결 요건을 잘 알고 있고 배터리 시스템 시운전 경험이 있는 설치업체를 선택하세요. 중요한 안전 요소에는 BMS 구현, 환기(화학 물질에 따라 필요한 경우), 적절한 장착 및 간격, 펌웨어 업데이트 및 진단을 위한 접근 가능한 모니터링이 포함됩니다.

비용, 인센티브 및 투자 회수

선불 배터리 비용은 화학 물질, 용량 및 공급업체에 따라 다릅니다. 사용 가능한 kWh당 총 설치 비용, 보증 범위, 예상 수명 처리량을 평가합니다. 지역 인센티브, 유틸리티 리베이트 프로그램, 연방 세금 공제는 경제성을 크게 변화시킬 수 있으므로 투자 회수를 예측할 때 재무 모델에 사용 가능한 인센티브를 포함하세요. 많은 주택 소유자의 경우, 사용 시간대별 요금 구조 또는 잦은 정전 노출과 결합하면 가치 제안이 개선됩니다.

신뢰할 수 있는 공급업체를 선택하는 방법

투명한 기술 사양, 성능과 연계된 명확한 보증 문구, 문서화된 안전 인증을 제공하는 공급업체를 선택하세요. 현지 지원 중요 - 적시에 시운전 및 서비스를 제공할 수 있는 공급업체가 바람직합니다. 공급업체 이름은 독립적인 테스트, UL/IEC 인증(해당되는 경우), 신속한 현지 서비스보다 덜 중요합니다.

유지 관리 및 장기적인 고려 사항

고정식 배터리 시스템은 일반적으로 유지보수가 거의 필요하지 않지만 모니터링 및 펌웨어 업데이트를 통해 시스템의 성능을 유지할 수 있습니다. 인버터 통신, BMS 알림을 주기적으로 점검하고 몇 년마다 전문 점검을 받으면 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 궁극적인 교체 또는 용량 감소에 대한 계획: 보증 조건을 이해하면 총소유비용을 관리하는 데 도움이 됩니다.

결론

적절한 크기의 배터리를 잘 설치하면 옥상 태양광을 주간 발전원에서 탄력적이고 제어 가능한 에너지 자원으로 전환할 수 있습니다. 목표에 맞는 시스템 아키텍처의 우선순위를 정하고, 안전성과 사이클 수명이 문서화된 안정적인 화학 물질을 선호하며, 투명한 사양과 현지 지원을 제공하는 공급업체를 선택해야 합니다. 신중한 계획으로, 배터리 저장 는 전기 요금을 줄이고 에너지 자립도를 높이며 정전 시에도 안심하고 사용할 수 있습니다.