Como combinar baterias e inversores de armazenamento de energia?

 

 

 

Como combinar baterias de armazenamento de energia e inversores? 11 princípios-chave explicados|Guia de seleção de sistema de armazenamento de energia residencial BLOO POWER

 

 

Com o desenvolvimento da energia fotovoltaica residencial (PV), do fornecimento-fora da rede earmazenamento de energia industrial e comercialmercados, baterias de armazenamento de energia e inversores tornaram-se os dois componentes mais cruciais em um sistema de armazenamento de energia. As baterias são responsáveis ​​por armazenar e liberar energia elétrica, enquanto os inversores cuidam da conversão CC-CA, gerenciamento de energia fotovoltaica, interação com a rede, fornecimento de energia de carga e controle do sistema. Portanto, “capacidade suficiente da bateria” não é o único problema na seleção de um sistema de armazenamento de energia. Mais importante ainda, a tensão da bateria, a capacidade de corrente, a potência do inversor, o protocolo de comunicação, os parâmetros de carga e descarga, as capacidades de expansão paralela e as certificações de segurança devem ser verdadeiramente compatíveis. A correspondência incorreta pode levar a problemas como falhas de comunicação, ativações frequentes da proteção do BMS, incapacidade de descarregar com potência total, carregamento incompleto, alarmes do inversor e até mesmo redução da vida útil do sistema, mesmo que os parâmetros individuais da bateria e do inversor sejam excelentes.

 

Para usuários residenciais, instaladores solares e revendedores de armazenamento de energia, a estratégia de seleção correta deve ser: "Primeiro, determine suas necessidades de eletricidade; depois, determine a potência do inversor; em seguida, combine a capacidade da bateria e a capacidade de descarga contínua; e, finalmente, verifique a compatibilidade de comunicação e certificação." Levando o LiFePO4 48V/51,2V BLOO POWER montado em parede-, montado em rack-, empilhado earmazenamento de energia integradoprodutos como exemplos, eles podem ser combinados modularmente para combinar com inversores híbridos ou{0}}inversores fora da rede de diferentes níveis de potência de acordo com os requisitos de capacidade de 5 kWh, 10 kWh, 15 kWh, 16 kWh, 20 kWh e maiores.

 

 

 

Primeiro, vamos esclarecer: quais são as respectivas responsabilidades das baterias e inversores de armazenamento de energia e por que eles devem ser combinados como um todo?

 

A correspondência correta de um sistema de armazenamento de energia deve começar pela compreensão das responsabilidades básicas de ambos os dispositivos. As baterias são essencialmente fontes de energia CC e unidades de armazenamento de energia, normalmente expressas em V (tensão), Ah (capacidade) e kWh (armazenamento de energia). Já os inversores são o “centro de controle de energia” de todo o sistema, responsáveis ​​por converter a energia CC da bateria em energia CA para eletrodomésticos. Eles também lidam com carregamento fotovoltaico, carregamento de rede, operação-conectada à rede,fonte de alimentação-fora da redee comutação de energia de backup, dependendo do tipo de sistema. Por exemplo, uma bateria LiFePO4 típica de 51,2 V 100 Ah tem um armazenamento de energia nominal de aproximadamente 5,12 kWh. No entanto, a potência do inversor que ele pode fornecer depende não apenas desta capacidade de 5,12 kWh, mas também da corrente de descarga contínua permitida pelo BMS (Battery Management System) da bateria. Por exemplo, em uma plataforma de 51,2 V, uma descarga contínua de 100 A corresponde teoricamente a aproximadamente 5,12 kW de potência CC. No entanto, os sistemas reais também precisam considerar as perdas de conversão do inversor, as perdas nos cabos, a temperatura ambiente e as estratégias de proteção da bateria. Portanto, a seleção do inversor não pode ser um julgamento simples-um para{14}}baseado em "bateria de 10kWh com um inversor de 10kW", mas deve calcular simultaneamente a potência e a corrente.

 

Pontos-chave a considerar:

 

● A bateria determina principalmente o tempo de armazenamento de energia e a capacidade sustentável de fornecimento de energia: a unidade geralmente é kWh.

 

● O inversor determina principalmente quantas cargas ele pode acionar simultaneamente: a unidade geralmente é kW.

 

● A corrente máxima contínua de carga/descarga da bateria determina a potência real do inversor que ela pode suportar.

 

● Um ESS (Energy Storage System) completo deve considerar simultaneamente a bateria, BMS (Battery Management System), inversor, dispositivos de proteção e controle de comunicação.

 

Do ponto de vista da segurança do sistema, os padrões oficiais de armazenamento de energia também enfatizam a avaliação de todo o sistema, e não apenas a verificação da bateria e do inversor separadamente. A UL 9540 avalia a segurança geral dos sistemas de armazenamento de energia, incluindo carga e descarga, proteção, controle e comunicação entre dispositivos.

 

 

Escolha um inversor com base na potência de carga real, não apenas na capacidade da bateria

 

A potência do inversor deve primeiro ser determinada pela carga que o usuário realmente precisa para operar simultaneamente. Por exemplo, uma residência pode ter geladeira, iluminação, televisão, Wi-Fi, ar condicionado, bomba d'água e utensílios de cozinha, mas esses aparelhos não necessariamente funcionam todos com potência máxima simultaneamente. Portanto, os projetistas do sistema precisam calcular a “potência operacional simultânea máxima” e considerar uma certa margem de potência. Supondo que a carga doméstica crítica opere a aproximadamente 4kW simultaneamente, escolher um inversor de 5kW ou 6kW é geralmente mais razoável do que escolher diretamente um inversor de 3kW; se vários aparelhos de ar condicionado, fogões de indução, bombas de água ou aparelhos de alta-potência precisarem ser suportados simultaneamente, um sistema de energia de 8kW, 10kW ou até mais alto poderá ser necessário. Ao mesmo tempo, a potência de partida das cargas do tipo motor também deve ser considerada. Por exemplo, bombas de água, compressores e alguns aparelhos de ar condicionado podem gerar necessidades de sobretensão significativamente superiores à sua potência nominal no arranque. Portanto, além da potência de saída contínua, a potência de pico do inversor ou a capacidade de sobrecarga-de curto prazo também devem ser consideradas.

 

Tomando como exemplo a solução de armazenamento de energia residencial da BLOO POWER, baterias LiFePO4 de 5 kWh, 10 kWh, 15 kWh e 16 kWh podem ser combinadas com inversores híbridos ou fora-da rede de diferentes níveis de potência com base na carga real, em vez de selecionar mecanicamente inversores com a mesma classificação de potência de acordo com a capacidade da bateria.

 

Principais áreas para focar:

 

● Calcule a potência máxima simultânea de cargas críticas e de cargas-de toda a casa.

 

● Reserve uma margem de energia razoável para o inversor para evitar operação de-carga total-de longo prazo.

 

● Verifique cuidadosamente a potência de arranque de equipamentos como aparelhos de ar condicionado e bombas de água.

 

● Confirme a potência contínua, a potência de pico e a duração da sobrecarga do inversor.

 

O modelo de custo de armazenamento de energia residencial do NREL também analisa a capacidade de potência e a capacidade de energia dos sistemas residenciais separadamente. Por exemplo, o seu modelo mostra capacidades de potência de 3–8 kW e diferentes relações E/P, indicando que o “armazenamento de energia da bateria” e a “potência do sistema” são inerentemente dois parâmetros independentes que devem ser concebidos de forma colaborativa.

 

 

A tensão da bateria deve ser estritamente compatível com a plataforma de tensão da bateria do inversor

 

A correspondência de tensão é o aspecto mais fundamental e potencialmente fatal do emparelhamento de baterias de armazenamento de energia com inversores. Os sistemas residenciais de armazenamento de energia no mercado utilizam principalmente plataformas de baixa-tensão de 12V, 24V e 48V/51,2V, bem como plataformas de-tensão mais alta. A faixa de tensão de entrada da bateria do inversor deve corresponder à faixa operacional real do sistema de bateria. Por exemplo, uma bateria LiFePO4 típica de 48 V geralmente usa uma tensão nominal de 51,2 V, e os usuários não podem conectar arbitrariamente qualquer bateria de 48 V ou 51,2 V simplesmente porque o nome do produto inclui “48 V”. As tensões mínimas e máximas permitidas de operação da bateria do inversor, bem como o corte de carga e as faixas de proteção de baixa-tensão, também devem ser verificadas. O mesmo se aplica a sistemas de armazenamento de bateria de alta-tensão, que normalmente exigem um BMS ou controlador de alta-tensão dedicado e devem ser conectados em série de acordo com o número especificado de módulos de bateria pelo fabricante. Baterias de baixa-tensão de 48 V não podem ser conectadas diretamente a um inversor de bateria de alta-tensão.

 

A linha de produtos da BLOO POWER abrange séries de baixa-tensão, como 12V, 24V, 48V e 96V, e também oferece plataformas de armazenamento de energia LiFePO4 de alta-tensão, como 220V, 360V, 400V e 512V. Portanto, para diferentes projetos, é essencial primeiro confirmar se o inversor é uma arquitetura de baixa-tensão ou alta-tensão antes de selecionar o produto correspondente.

 

Pontos-chave a considerar:

 

● Confirme a tensão nominal da bateria do inversor e a faixa de tensão de entrada permitida.

 

● Confirme se a tensão de-carga total e a tensão de corte-de descarga da bateria estão dentro da faixa permitida do inversor.

 

● Um sistema de baixa-tensão de 48V/51,2V não pode substituir diretamente um sistema de bateria de armazenamento de energia de-alta tensão.

 

● O sistema de alta-tensão deve ser configurado com módulos de bateria e uma unidade de controle de alta-tensão de acordo com as especificações do fabricante.

 

Referência para combinar inversores com diferentes plataformas de tensão

 

 

 

Após determinar a potência do inversor, é essencial calcular a corrente de descarga necessária da bateria.

 

Esta é uma das etapas de cálculo mais cruciais na seleção real de um sistema de armazenamento de energia. A corrente da bateria pode ser inicialmente estimada usando "potência ÷ tensão", ou seja, I ≈ P ÷ V. Por exemplo, um inversor de 5 kW operando com potência máxima em um lado da bateria de 51,2 V, teoricamente, tem uma corrente do lado CC - de aproximadamente 97,7 A; considerando as perdas do próprio inversor, a corrente real consumida do lado da bateria é geralmente ainda maior. Se for utilizado um inversor de 10kW, na mesma plataforma de 51,2V, a corrente teórica fica próxima de 195A. Portanto, se o BMS de um único módulo de bateria permitir apenas uma descarga contínua de 100 A, uma única bateria poderá ser adequada para suportar uma carga de aproximadamente 5 kW, mas não poderá suportar de forma estável uma saída de energia total-de 10 kW por longos períodos. Neste caso, vários módulos de bateria normalmente precisam ser conectados em paralelo para compartilhar a corrente.

 

Portanto, ao configurar inversores de alta-potência com os produtos modulares 48V/51,2V LiFePO4 da BLOO POWER, os projetistas não podem apenas calcular o kWh total; eles também precisam verificar a corrente máxima contínua de carga/descarga de cada módulo de bateria e determinar o número necessário de baterias a serem conectadas em paralelo com base na potência máxima do inversor.

 

● Calcule a corrente teórica usando P ÷ V, considerando margens de perda de conversão.

 

● Verifique a "corrente máxima de descarga contínua" da bateria, e não apenas a corrente de pico.

 

● Quando múltiplas baterias estão conectadas em paralelo, a distribuição de corrente deve ser considerada.

 

● Cabos, fusíveis, disjuntores e barramentos também devem atender aos requisitos máximos de corrente contínua.

 

Por exemplo:

 

5 kW ÷ 51,2 V ≈ 97,7 A;

 

10 kW ÷ 51,2 V ≈ 195,3 A;

 

12 kW ÷ 51,2 V ≈ 234,4 A.

 

Estes são apenas valores teóricos básicos; os projetos reais devem ser verificados de acordo com a eficiência do equipamento e os documentos técnicos do fabricante.

 

 

Não olhe apenas para a “capacidade total”, você também deve combinar a capacidade da bateria (kWh) com o tempo de uso.

 

A potência do inversor trata de “quanta carga ele pode alimentar simultaneamente”, enquanto a capacidade da bateria trata de “por quanto tempo ela pode fornecer energia”. Portanto, o projeto adequado do sistema requer o cálculo da potência e do tempo de armazenamento de energia. Por exemplo, se uma família precisa de uma média de 2 kW de energia durante a noite e deseja energia contínua durante 5 horas, então, teoricamente, são necessários cerca de 10 kWh de energia disponível. No entanto, considerando as perdas do inversor, as configurações do DoD, a temperatura e a degradação-da capacidade a longo prazo, a configuração real geralmente requer uma capacidade nominal mais alta. Além disso, um inversor de 5 kW não significa necessariamente que seja necessária uma bateria de 5 kWh, porque uma bateria de 5 kWh só pode, teoricamente, sustentar a operação durante cerca de 1 hora com descarga total de 5 kW, e o tempo real utilizável também é limitado pela eficiência do sistema e pela capacidade disponível. Para residências que exigem redução de pico à noite, backup em falta de energia ou operação fora{14}}da rede, um sistema de 10 kWh, 15 kWh, 20 kWh ou 30 kWh composto por vários módulos pode ser mais razoável.

 

De acordo com dados oficiais da BLOO POWER, seus produtos de armazenamento de energia doméstica oferecem capacidades padrão de 5 kWh, 10 kWh, 14,34 kWh, 15 kWh e 20 kWh, e podem ser expandidos de acordo com as necessidades do sistema. Portanto, configurações modulares podem ser feitas com base no consumo diário de eletricidade do usuário, na carga noturna e no tempo de backup.

 

● Calcule as necessidades diárias reais de armazenamento em kWh.

 

● Diferencie entre capacidade nominal e capacidade utilizável real do sistema.

 

● Considere os efeitos do DoD, da eficiência do inversor e da temperatura ambiente.

 

● Permitir o crescimento futuro da carga e a degradação natural da capacidade da bateria.

 

Exemplo de correspondência entre potência do inversor e capacidade da bateria

 

Nota: O texto acima é uma referência de seleção geral e não uma proporção fixa. A capacidade final deve ser calculada com base na curva de carga real, na corrente contínua da bateria, no preço da eletricidade local e no tempo de energia de reserva.

 

 

A compatibilidade do protocolo de comunicação é mais importante do que apenas “ser capaz de se conectar”

 

Os modernos sistemas de armazenamento de energia LiFePO4 normalmente conectam a bateria e o inversor não apenas por meio de cabos positivos e negativos, mas também requerem interfaces de comunicação como CAN ou RS485 para permitir que o BMS (Battery Management System) troque dados críticos com o inversor. O sistema de comunicação pode transmitir informações ao inversor, como SOC (estado de carga) da bateria, corrente de carga máxima permitida, corrente de descarga máxima permitida, temperatura, status de falha e limites de tensão de carga/descarga. Isso permite que o inversor ajuste dinamicamente sua estratégia operacional com base em dados-em tempo real do BMS, em vez de depender apenas de uma tensão fixa para determinar o status da bateria. Se os protocolos de comunicação forem incompatíveis, mesmo com tensões idênticas, podem surgir problemas como falha no reconhecimento da bateria, exibição anormal do SOC, incapacidade do inversor de controlar o carregamento corretamente e até alarmes frequentes entre o BMS e o inversor.

 

Portanto, ao selecionar baterias BLOO POWER para emparelhar com inversores-de terceiros, é essencial confirmar previamente o modelo específico do inversor, a versão do software e o protocolo de comunicação CAN/RS485 correspondente com o fabricante. As informações do produto de armazenamento de energia doméstica da BLOO POWER indicam que alguns produtos oferecem interfaces de comunicação, como RS232, RS485 e CAN, e são projetados para compatibilidade com inversores híbridos e fora da rede convencionais.

 

● Confirme se ambos os dispositivos suportam CAN, RS485 ou um método de comunicação especificado.

 

● Confirme se o protocolo de comunicação e a marca/modelo estão na lista de compatibilidade.

 

● Verifique o endereço DIP, a bateria mestre/escravo e as configurações do resistor de terminação.

 

● Antes da instalação, confirme se as versões de firmware do inversor e do BMS são compatíveis.

 

É particularmente importante observar que “mesma interface” não significa “mesmo protocolo”. Dois dispositivos que usam interfaces RJ45 ou ambos rotulados como CAN não significam necessariamente que possam se comunicar diretamente.

 

 

Configure corretamente os parâmetros de carga e descarga para evitar a "proteção mútua" do inversor e do BMS

 

Mesmo que a bateria e o hardware do inversor estejam conectados corretamente, as configurações inadequadas dos parâmetros de carga e descarga ainda podem afetar a estabilidade do sistema. Por exemplo, se a corrente máxima de carga do inversor exceder o valor permitido do BMS da bateria, o BMS poderá acionar a proteção contra sobrecorrente; se a tensão de corte de carga estiver muito alta, o BMS poderá acionar frequentemente a proteção contra sobretensão; se a tensão de desligamento-de baixa tensão do inversor for definida incorretamente, isso poderá fazer com que a bateria pare de fornecer energia prematuramente ou resultar em julgamento SOC anormal. Em sistemas com recursos de comunicação BMS, o modo de comunicação de bateria de lítio{3}}recomendado pelo fabricante geralmente deve ser usado primeiro, permitindo que o BMS forneça limites dinâmicos de corrente e tensão ao inversor. Se a funcionalidade de comunicação não estiver disponível, as configurações manuais deverão ser rigorosamente seguidas de acordo com a curva de carga, corrente máxima e parâmetros de corte fornecidos pelo fabricante da bateria.

 

Os produtos de armazenamento de energia LiFePO4 da BLOO POWER usam um BMS para proteção contra sobrecarga,-descarga excessiva, sobrecorrente, curto-circuitos e temperatura. Ao configurar o sistema, os parâmetros do inversor devem ser mantidos longe de períodos prolongados que se aproximem ou acionem repetidamente esses limites de proteção.

 

● A corrente máxima de carga não deve exceder o valor permitido da bateria.

 

● A corrente máxima de descarga deve ser inferior à capacidade de descarga contínua do BMS da bateria.

 

● Os parâmetros de corte de carregamento e proteção de{0}baixa tensão devem ser definidos de acordo com os dados técnicos do fabricante da bateria.

 

● Priorize o controle de comunicação do BMS, em vez de aplicar arbitrariamente parâmetros de bateria de chumbo-ácido.

 

O princípio das configurações razoáveis ​​não é definir a tensão e a corrente o mais alto possível, mas garantir que a bateria, o BMS e o inversor sempre operem dentro de uma faixa estável permitida, ao mesmo tempo que atendem aos requisitos de velocidade de carregamento e carga.

 

 

Escolhendo acoplamento-CA ou acoplamento-CC: determinação da arquitetura do sistema da bateria e do inversor

 

Para sistemas de armazenamento de energia solar recém-instalados, os sistemas acoplados-CC geralmente oferecem maior integração do sistema: a energia CC gerada pelos módulos fotovoltaicos pode ser gerenciada diretamente pelo inversor híbrido e armazenada na bateria, sendo então convertida novamente em energia CA para cargas domésticas quando necessário. Para usuários com sistemas fotovoltaicos tradicionais-conectados à rede, os sistemas acoplados-CA podem ser mais fáceis de implementar porque não exigem necessariamente a substituição do inversor fotovoltaico existente; um dispositivo de armazenamento de energia separado pode ser adicionado. No entanto, os caminhos de conversão, os métodos de instalação e a eficiência do sistema das duas arquiteturas são diferentes. Os sistemas acoplados-CC podem reduzir algumas conversões CA{7}}CC redundantes, enquanto os sistemas acoplados-CA oferecem maior flexibilidade na modernização de sistemas mais antigos.

 

Portanto, ao configurar baterias BLOO POWER para um projeto, é necessário primeiro determinar se o usuário está construindo um novo projeto fotovoltaico + armazenamento de energia ou reformando um sistema fotovoltaico existente com baterias adicionais. Em seguida, deve-se tomar uma decisão sobre a escolha de um inversor híbrido compatível com sistemas acoplados-CC ou uma solução adequada para modernização do armazenamento de energia-CA. Os dados da indústria também indicam que os sistemas acoplados-CC normalmente têm maior eficiência energética devido à redução de conversões repetidas, enquanto as soluções acopladas-CA geralmente são adequadas para projetos de modernização que mantêm equipamentos fotovoltaicos (PV) existentes.

 

● Novos projetos: priorize a comparação de inversores híbridos e soluções acopladas-CC.

 

● Retrofit de sistemas fotovoltaicos existentes: Concentre-se em avaliar se o acoplamento CA é mais econômico e conveniente.

 

● Compare os ciclos de conversão reais e não apenas a eficiência de equipamentos individuais.

 

● Considere os custos de instalação, o valor de manter o equipamento original e a manutenção futura.

 

 

Os inversores monofásicos,-divididos e trifásicos-devem ser compatíveis com a rede elétrica local e o tipo de carga.

 

Embora as baterias de armazenamento de energia forneçam energia CC, a saída CA final do inversor deve atender aos requisitos da residência local ou da rede elétrica do local do projeto. Diferentes países e regiões podem usar diferentes sistemas de tensão, como 110 V, 120 V, 220 V, 230 V e 240 V, e podem ter estruturas de fonte de alimentação monofásica-fase dividida,-fase dividida e trifásica-. Por exemplo, algumas residências na América do Norte exigem um sistema de fase dividida-de 120/240V, enquanto projetos residenciais na Europa e em muitos outros mercados podem usar principalmente um sistema monofásico-de 230V ou trifásico-de 400V. Se a configuração da saída do inversor estiver incorreta, mesmo que a capacidade e a tensão da bateria correspondam perfeitamente, ela não atenderá às necessidades reais do sistema de distribuição de energia doméstica.

 

Portanto, antes de selecionar as baterias de armazenamento de energia BLOO POWER, deve-se confirmar a tensão CA, a frequência, o número de fases e se a certificação de conexão à rede é necessária para o mercado-alvo. Os produtos BLOO POWER cobrem plataformas de armazenamento de energia LiFePO4 de baixa-tensão e alta{2}}tensão, configuráveis ​​de acordo com diferentes arquiteturas de inversores e escalas de projeto. No entanto, os parâmetros finais do lado CA ainda devem ser determinados pelas especificações do inversor e da rede local.

 

● Confirme se a rede local é monofásica-, dividida-ou trifásica-.

 

● Confirme a tensão nominal, como 120/240 V, 220 V, 230 V ou 400 V.

 

● Confirme se a frequência da rede é 50 Hz ou 60 Hz.

 

● Confirme o código de conexão à rede local e os requisitos de certificação do inversor.

 

 

Ao expandir a capacidade através de ligações paralelas, tanto a “expansão da capacidade” como a “expansão da potência” devem ser consideradas simultaneamente.

 

A maior vantagem das baterias modulares é que a capacidade do sistema pode ser aumentada conectando várias baterias idênticas em paralelo. No entanto, os usuários precisam entender que a conexão paralela não apenas aumenta o kWh, mas também pode aumentar a carga total permitida e a corrente de descarga do sistema. Por exemplo, conectar duas baterias idênticas de 51,2 V 100 Ah em paralelo aumenta a capacidade nominal do sistema para aproximadamente 10,24 kWh. Simultaneamente, se cada bateria permitir uma descarga contínua de 100A, a capacidade teórica de corrente contínua de todo o sistema poderá aumentar potencialmente para aproximadamente 200A. No entanto, isso depende do produto que suporta esse método de conexão paralela e da configuração dos sistemas de comunicação, barramento, cabo e proteção de acordo com os requisitos do fabricante. Não se pode presumir que toda a corrente será distribuída de forma automática e uniforme simplesmente porque duas ou três baterias foram adquiridas.

 

Para as soluções modulares de armazenamento de energia residencial da BLOO POWER, as baterias de 5 kWh, 10 kWh e 15 kWh podem ser expandidas de acordo com os requisitos do projeto. A documentação oficial do produto também apresenta a capacidade de conexão paralela de múltiplas-unidades de alguns produtos de baixa-tensão, mas a quantidade máxima real de conexão paralela deve ser baseada nas especificações técnicas do modelo específico e nos requisitos de design do projeto.

 

● Antes da conexão paralela, confirme se o modelo, o lote e o firmware da bateria atendem aos requisitos do fabricante.

 

● Calcule a capacidade total de corrente contínua de carga/descarga após a expansão da capacidade.

 

● Utilize barramentos, fusíveis, disjuntores e cabos com as especificações corretas.

 

● Confirme se as configurações de comunicação mestre{0}}escravo e endereço da bateria estão corretas.

 

 

A eficiência do inversor e da bateria precisa ser avaliada como "Eficiência geral do sistema"

 

Ao adquirir equipamentos de armazenamento de energia, os usuários geralmente comparam apenas a eficiência máxima anunciada dos inversores ou concentram-se apenas na vida útil da bateria. No entanto, o que realmente afeta a quantidade de eletricidade que um usuário pode utilizar é a eficiência geral do sistema. Depois que a eletricidade entra no sistema a partir dos módulos fotovoltaicos, ela pode passar por vários estágios, incluindo conversão MPPT, carregamento da bateria, armazenamento da bateria, descarga da bateria, conversão do inversor e distribuição CA. Cada estágio incorre em perdas. Portanto, mesmo um inversor com uma eficiência nominal elevada pode sofrer uma diminuição na eficiência geral do sistema se a arquitetura do sistema fizer com que a eletricidade passe por múltiplas conversões CA/CC.

 

Ao selecionar um sistema, o caminho de energia real do sistema deve ser comparado e uma arquitetura de acoplamento e modo de operação razoáveis ​​devem ser escolhidos sempre que possível. O NREL, em sua modelagem de armazenamento de energia residencial, também analisa inversores de potência, capacidade e tipo de bateria-como componentes independentes de custo e desempenho do sistema. Isto demonstra que a qualidade de um sistema completo de armazenamento de energia não pode ser avaliada apenas por um único valor de “eficiência máxima”.

 

● Compare a eficiência do loop do sistema e não apenas a eficiência máxima do inversor.

 

● Compreender o número de conversões que a energia elétrica sofre em diferentes modos.

 

● Selecione uma arquitetura de acoplamento adequada com base em projetos novos ou de modernização.

 

● A economia-de longo prazo deve ser calculada com base na geração real de energia e na energia disponível.

 

 

A certificação de segurança e a verificação total de compatibilidade são a última linha de defesa fundamental para combinar baterias e inversores.

 

A combinação de baterias de armazenamento de energia e inversores não pode parar no nível “da mesma tensão, os fios podem ser conectados e a máquina pode ser ligada”. Em particular, os sistemas de armazenamento de energia em baterias de lítio têm alta densidade de energia e grande capacidade de corrente de falta. O projeto do sistema deve avaliar a proteção contra curto-circuito, proteção contra sobrecorrente, controle BMS, capacidade de proteção do inversor e certificação completa do sistema. A UL Solutions ressalta claramente que a combinação de componentes certificados individualmente não significa automaticamente a formação de um sistema de armazenamento que atenda a todos os requisitos do ESS; o inversor também precisa ser avaliado adequadamente quanto à potência da bateria e suas condições de falha. A UL 9540 avalia de forma abrangente as baterias, a conversão de energia, o controle, a comunicação e a proteção da perspectiva de um sistema completo de armazenamento de energia.

 

Portanto, para projetos BLOO POWER direcionados à América do Norte, Europa e outros mercados diferentes, recomenda-se esclarecer o país de destino, as especificações de instalação local, a certificação do inversor, a certificação da bateria e se a certificação completa-do sistema é necessária durante o estágio de confirmação do esquema. O site oficial da BLOO POWER lista certificações de produtos como CE, FCC, MSDS, UN38.3, UL1973 e IEC62619, e informações de certificação relacionadas. No entanto, o escopo específico da certificação deve ser baseado no modelo real, no certificado e nos requisitos de localização do projeto.

 

● Confirme as certificações aplicáveis ​​e gamas de modelos específicos para a bateria e o inversor.

 

● Confirme se a certificação-no nível do sistema é necessária para todo o sistema.

 

● Verifique os requisitos de conexão à rede local e de instalação de proteção contra incêndio.

 

● Peça a um instalador qualificado que conclua os dispositivos de proteção, cabeamento e trabalho de comissionamento.

 

Lista de verificação final de correspondência para baterias e inversores de armazenamento de energia

 

Itens de inspeção	Conteúdo que deve ser confirmado	Problemas que podem resultar de incompatibilidade
Plataforma de Tensão	Pressão baixa ou alta, faixa operacional permitida	Falha na partida, proteção contra sobretensão ou subtensão
Potência do inversor	Potência contínua, potência de pico e capacidade de sobrecarga	Não é possível gerar cargas-de alta potência
Corrente contínua da bateria	Corrente máxima contínua de carga e descarga do BMS	Proteção BMS com potência total
Capacidade da bateria	Requisitos de tempo de energia em kWh e reserva	Tempo de fornecimento de energia insuficiente durante quedas de energia
Comunicação	Protocolo CAN/RS485 e compatibilidade de modelo	Erro SOC, não é possível comunicar
Parâmetros de carga e descarga	Tensão, corrente, valor de corte	Alarmes frequentes, carga insuficiente ou proteção excessiva-
Capacidade paralela	Quantidade máxima e requisitos atuais de compartilhamento	Distribuição de corrente anormal
Parâmetros CA	Monofásico-/trifásico-, 50/60 Hz, tensão	Incapaz de se adaptar à rede elétrica local
Método de acoplamento	Acoplamento AC ou acoplamento DC	Custos excessivos de renovação ou práticas ineficientes
Certificação de Segurança	Requisitos de nível de bateria, inversor e sistema-	Aprovação de instalação e riscos de segurança

 

 

Recomendações típicas de emparelhamento de bateria de armazenamento de energia BLOO POWER e inversor

 

Para diferentes usuários, o design preliminar da solução pode ser baseado nas seguintes abordagens:

 

Solução 1: Energia de backup para pequenas residências

 

Adequado para iluminação básica, geladeiras, internet e pequenos eletrodomésticos. Considere um inversor de 3–5kW + bateria BLOO POWER 5–10kWh LiFePO4. A chave é garantir que a corrente de descarga contínua da bateria seja suficiente para suportar o inversor em plena carga ou cargas críticas previstas e confirmar o tempo real de energia de reserva durante cortes de energia.

 

Solução 2: armazenamento doméstico padrão de energia solar

 

Adequado para usuários com demanda doméstica de eletricidade relativamente estável que desejam armazenar eletricidade durante o dia e usá-la à noite. Considere um inversor híbrido de 5–6kW + 10–15kWh BLOO POWER 48V/51,2V LiFePO4 sistema de bateria. Este tipo de solução requer uma combinação cuidadosa de comunicação BMS, faixa de entrada solar e carga noturna média.

 

Opção 3: aplicações residenciais ou de vilas-de alta potência

 

Se uma residência usar vários aparelhos de ar condicionado, bombas de água, dispositivos de aquecimento elétrico, etc., um inversor de potência de 8–12kW ou superior + 15–30kWh ou mais baterias modulares pode ser considerado. Atenção especial deve ser dada à corrente de descarga total, já que sistemas de alta-potência e baixa{7}}tensão normalmente exigem vários módulos de bateria para compartilhar a corrente.

 

Opção 4: aplicações comerciais/industriais de alta-capacidade

 

Para grandes projetos residenciais, pequenos comerciais ou{0}}de maior potência, o sistema de armazenamento de energia LiFePO4 de alta-tensão da BLOO POWER pode ser considerado, dependendo da arquitetura do inversor. Para soluções de alta-tensão, o número de módulos de bateria, controlador de alta-tensão, design de isolamento e proteção e compatibilidade completa com o inversor PCS/híbrido devem ser cuidadosamente confirmados.

 

 

Em resumo, a chave para emparelhar baterias de armazenamento de energia com inversores não é “quanto maior a capacidade, melhor”, mas sim “combinação simultânea de potência, tensão, corrente e comunicação”.

 

O princípio mais importante para combinar corretamente baterias e inversores de armazenamento de energia pode ser resumido da seguinte forma:

 

Primeiro, calcule a potência de carga para selecionar o inversor; em seguida, calcule o tempo de alimentação para selecionar a capacidade da bateria; em seguida, verifique a tensão da bateria, a corrente contínua máxima e o protocolo de comunicação; finalmente, confirme as certificações do sistema e os requisitos de instalação local.

 

Para os produtos residenciais de armazenamento de energia da BLOO POWER, os usuários podem escolher entre sistemas modulares LiFePO4 com capacidades de 5 kWh, 10 kWh, 15 kWh, 20 kWh e maiores, dependendo das necessidades do projeto. Eles podem ser combinados com uma plataforma de baixa-tensão ou tensão superior de 48 V/51,2 V para combinar com inversores híbridos adequados, inversores-fora da rede ou outros conversores de armazenamento de energia. Dados oficiais de produtos mostram que seus produtos de armazenamento de energia residencial abrangem tipos de parede-montados em rack-, empilhados e integrados e oferecem diferentes plataformas de tensão e soluções de expansão.

 

É particularmente importante enfatizar que você não deve comprar equipamentos apenas com base em descrições de marketing como “48V”, “10kWh” ou “compatível com inversores convencionais”. Para projetos reais, você deve confirmar o modelo específico da bateria, modelo do inversor, protocolo BMS, corrente máxima de carga/descarga, versão do firmware e requisitos de certificação. Especialmente para projetos-conectados à rede, de alta-tensão ou de grande-capacidade, recomenda-se que o projeto e o comissionamento sejam concluídos por umsistema de armazenamento de energia profissionalengenheiro ou um instalador qualificado.