Quanto è efficiente un sistema di accumulo energetico a batteria da 15,36kWh?

La batteria da 15,36 kWh cattura energia dal sole per fornire energia serale o nelle ore di punta basse. Questa batteria ha anche la capacità di fornire alimentazione di riserva. Ricorda che la capacità nominale della batteria non è l'energia totale che verrà fornita agli elettrodomestici. L'energia effettivamente fornita è influenzata dalla batteria, dall'inverter, dal sistema di gestione della batteria, dalla temperatura, dal cablaggio, dal profilo di carico e dallo stato di carica.

Per avere un'idea precisa di quanto sia efficiente una batteria da 15,36 kWh, è necessario valutare l'intero flusso di energia — dalla carica all'immagazzinamento, poi dalla scarica DC fino alla fornitura di energia AC.

Cosa rappresenta davvero una batteria con una potenza di 15,36 kWh?

Data un'applicazione di accumulo, questa batteria può immagazzinar un massimo di 15,36 kWh.

Per approfondire meglio i concetti sopra, consideriamo quattro diversi valori di 'capacità della batteria'.

1. La capacità nominale si riferisce al limite massimo della capacità della batteria definito teoricamente.

2. La capacità utilizzabile è la capacità della batteria disponibile per il prelievo di energia secondo i limiti dello stato di carica.

3. L'energia DC fornita è l'energia residua dopo le perdite della batteria, del BMS e dei fili.

4. L'energia AC fornita è l'energia disponibile ai carichi dopo le perdite dell'inverter e degli ausiliari.

Pertanto, possiamo dire che una batteria da 15,36kWh raramente fornisce l'intera energia nominale di 15,36kWh di elettricità AC utilizzabile.

Come viene calcolata l'efficienza del sistema a batterie?

L'efficienza di accumulo di energia confronta l'energia fornita dal sistema con quella originariamente utilizzata per caricarlo.

Efficienza del sistema = Energia fornita ÷ Energia di ricarica × 100%

Se 15 kWh entrano nel sistema di stoccaggio e successivamente vengono forniti 14,25 kWh al carico, l'efficienza misurata è del 95%.

Dati di efficienza diversi possono coprire diversi confini di attrezzatura.

Misurazione dell'efficienza	Componenti inclusi	Scopo principale
Efficienza delle celle	Solo celle della batteria	Valuta le prestazioni elettrochimiche
Efficienza DC della batteria	Celle, BMS e conduttori interni	Misure di carica e scarica in corrente continua
Efficienza dell'inverter	Apparecchiature di conversione di potenza	Misura la conversione da corrente continua a corrente alternata
Efficienza di andata e ritorno	Processo di carica e scarico	Valuta il recupero completo dell'energia
Efficienza complessiva del sistema	Batteria, inverter e dispositivi ausiliari	Stima delle prestazioni pratiche in sito

Il SANDISOLAR SD ESS ad alta tensionespecifica un'efficienza di sistema di almeno il 97% in condizioni operative definite. L'efficienza effettiva del sito può variare in base alla configurazione dell'inverter, alla domanda di carico, alla temperatura, ai cablaggi e ai confini di misura.

Dove avviene la perdita di energia?

Esistono diverse cause di perdita di energia in un sistema di batteria da 15,36 kWh.

•La resistenza interna di una cella genera calore perché l'energia viene dissipata ogni volta che la cella viene caricata o scaricata.

• Sistema di Gestione della Batteria (BMS): Il BMS consuma energia per monitorare e gestire lo stato di ogni cella della batteria, incluso il bilanciamento e la protezione della cella in relazione alla tensione, corrente e temperatura della cella.

• Perdita dell'inverter: Ogni volta che l'energia all'interno della batteria viene convertita da DC a AC, si perde energia.

• Perdita di cavi: I terminali dei cavi lunghi possono causare perdite di energia sotto forma di calore.

• Perdita di standby: l'inverter, il display e altri dispositivi di comunicazione e monitoraggio in condizioni di standby consumano parte dell'energia.

• Gestione termica: Se esistono condizioni operative estreme, l'uso opzionale di apparecchiature aggiuntive di riscaldamento e/o raffreddamento può ridurre ulteriormente l'energia netta utilizzabile.

• Bilanciamento delle celle: Il processo di bilanciamento può sprecare piccole quantità di energia nella correzione delle differenze di tensione tra i moduli.

Perché l'architettura ad alta tensione è importante

Il SANDISOLAR SD High-voltage ESS utilizza una piattaforma di tensione che va da 153,6V a 409,6V. Le sue configurazioni modulari coprono capacità da 15,36 kWh a 40,96 kWh.

Per la stessa potenza di uscita, aumentare la tensione di sistema riduce la corrente di funzionamento.

Potenza di uscita	Tensione della batteria	Corrente approssimativa
6kW	48V	125A
6kW	153,6V	39A
6kW	307.2V	20A

Poiché le perdite di conduttore sono fortemente influenzate dalla corrente, una batteria ad alta tensione compatibile da 15,36 kWh può aiutare a limitare le perdite di calore e cavi in applicazioni a media e alta potenza.

La capacità di erogazione di energia di un sistema a batteria da 15,36 kWh può essere influenzata da diverse caratteristiche che includono:

• Corrente ridotta: Fornire energia a una corrente inferiore può aiutare a minimizzare le perdite dovute alla resistenza.

•Effetti termici gestiti: Temperature più basse di cavi e connettori possono permettere al sistema di funzionare in modo più stabile.

• Scalabilità: I moduli impilabili aiutano nella progettazione di soluzioni con tensioni e capacità variabili in base alle esigenze del progetto.

• Compatibilità inverter: Gli inverter ad alta tensione possono aiutare a controllare la carica e la scarica della batteria entro il raggio di funzionamento consentito della batteria.

Per i sistemi ad alta tensione, sono necessari dispositivi di isolamento e protezione adeguati, messa a terra e messa a terra, nonché la messa in servizio e l'installazione, che devono essere effettuati da personale qualificato.

Qual è la capacità di erogazione energetica di una batteria da 15,36kWh?

La tabella seguente mostra stime semplificate dell'output a diversi livelli di efficienza.

Efficienza presunta	Energia stimata erogata
90%	13,82kWh
92%	14,13 kWh
95%	14,59 kWh
97%	14,90 kWh

I calcoli indicati non includono una riserva protetta di stato di carico. Assumendo un funzionamento del sistema pari al 90% della capacità nominale e un'efficienza totale del sistema del 95%, abbiamo:

15,36 kWh x 90% x 95% = 13,13 kWh (approssimativamente)

Questa approssimazione aiuta a stimare il tempo operativo di un apparecchio e/o il tempo di backup.

Fattori di Efficienza nel Mondo Reale

Profilo di carico

• Carichi continui moderati: Carichi continui stabili aiutano batteria e inverter a funzionare nella gamma più efficiente.

• Carichi molto leggeri: Il consumo di standby fisso può rappresentare una porzione maggiore del consumo energetico totale.

• Carichi di avviamento elevati: pompe, compressori e unità di condizionamento sono esempi di apparecchiature che assorbono una corrente di avviamento significativamente superiore a quella di funzionamento. L'effetto è un aumento delle perdite nel sistema.

Temperatura di funzionamento

La SD High-Voltage ESS è progettata per operare nell'intervallo da -20°C a 55°C secondo le impostazioni e i limiti del sistema.

• Basse temperature: Per evitare di danneggiare le celle della batteria, la corrente di ricarica è limitata.

• Riscaldamento ausiliario: Questa funzione opzionale aiuta a funzionare nella gamma a ingranaggi ma aumenta il consumo energetico.

• Alte temperature: L'aumento della resistenza e lo stress termico possono causare una diminuzione dell'efficienza e un invecchiamento maggiore della batteria.

Stato di Comando (SOC)

• Autonomia di Funzionamento Protetta: Questo è il SOC ottimale per evitare sovraccariche e sovrascariche.

• Scarica profonda: Questo può aumentare la disponibilità energetica per una durata di backup più lunga, ma può influire sulle prestazioni della batteria per un ciclo più lungo.

• Alto SOC a lungo termine: Questo può contribuire alla perdita permanente delle prestazioni della batteria.

Comunicazione e Gestione dell'Energia

La batteria SANDISOLAR da 15,36 kWh è progettata per funzionare utilizzando protocolli di comunicazione CAN, RS485 con l'opzione WiFi.

• Comunicazione CAN: Consente la condivisione di informazioni su SOC, tensione, limiti di corrente, temperatura e stato del guasto con un inverter compatibile.

•Comunicazione RS485: Supporta l'integrazione di altre apparecchiature, la raccolta dati e il controllo del sistema.

• Monitoraggio WiFi: Le funzionalità disponibili per gli operatori sono il flusso di energia, lo stato della batteria, gli allarmi e la cronologia operativa.

Esistono integrazioni per alcune piattaforme inverter come Growatt, Solis e DEYE. È necessaria la conferma del modello esatto dell'inverter, del firmware, dell'intervallo di tensione e del protocollo di comunicazione prima dell'installazione.

Efficienza nel ciclo di vita della batteria

SANDISOLAR specifica fino a 6.000 cicli e una vita prevista di almeno 10 anni per l'SD ad alta tensione ESS in condizioni operative definite.

Capacità ed efficienza dovrebbero essere valutate separatamente. Una batteria può continuare a convertire l'energia in modo efficiente mentre la sua capacità totale disponibile diminuisce gradualmente con l'età.

Fattori per la Ottimale Longevità della Batteria a Lungo Termine

• Profondità di scarica: Cicli frequenti a profondità di scarica moderate possono causare meno danni rispetto al ciclismo frequente verso livelli massimi e minimi di carica.

•Temperatura: Gli effetti dell'invecchiamento sulla cellula possono essere più uniformi e controllabili prevenendo temperature di funzionamento estreme.

•Velocità di carica e scarica: La corrente controllata aiuta a generare calore.

• Consistenza delle celle: L'abbinamento tra moduli e il BMS attivo può aiutare a superare eventuali squilibri nello stack.

• Ispezione preventiva: Controlla cavi, connettori, registri di comunicazione e ventilazione per identificare le perdite evitabili.

Modi per migliorare l'efficienza di una batteria da 15,36 kWh

• Scegliere un inverter corrispondente: L'inverter deve avere un intervallo di tensione corrispondente, corrente di carica e essere in accordo con la batteria riguardo firmware e protocolli di comunicazione.

• Scegliere la dimensione corretta del cavo: La dimensione corretta del conduttore aiuta a ridurre la resistenza e fissare le connessioni aiuta a ridurre le cadute di tensione.

• Evitare conversioni inutili: Per evitare il ciclo della batteria, l'energia solare può essere utilizzata direttamente durante il giorno.

• Carichi di standby di controllo: Devono essere considerati display e comunicazioni non necessari (LED o LCD), così come dispositivi ausiliari.

• Controllo della temperatura di esercizio: L'area di installazione deve essere stabile (asciutta) e ventilata.

• Analizzare i dati operativi: Una frequente registrazione dello stato di carica, corrente, temperatura, allarmi e energia processata quotidianamente può aiutare a identificare i problemi.

Parole finali

Un sistema adeguatamente coordinato può aiutare a raggiungere un alto livello di accumulo di energia utilizzabile con una batteria da 15,36 kWh. L'efficienza ≥ 97% del SANDISOLAR SD ad alta tensione ESS può essere raggiunta con una configurazione adeguata. L'uscita effettiva in corrente alternata può variare in base alla configurazione dell'intero sistema.

Per l'utente, comprendere lo storage utilizzabile, l'efficienza, il backup e le condizioni operative può aggiungere valore. Una batteria da 15,36 kWh configurata correttamente può supportare l'autoconsumo solare, lo spostamento del carico e l'alimentazione di riserva, pur rimanendo espandibile grazie all'architettura ad alta tensione impilabile di SANDISOLAR.

FAQ

D1: Perché una batteria ad alta tensione è più efficiente?

Le batterie funzionano in modo più efficiente a una tensione più alta poiché riducono la dimensione e il peso dei cavi oltre alle perdite di potenza resistive.

D2: Quanta energia utilizzabile fornisce una batteria da 15,36 kWh?

L'energia utilizzabile della batteria è influenzata dal limite di scarica, dalla temperatura, dalle impostazioni e dall'efficienza dell'inverter.

D3: Cosa significa il 97% di efficienza della batteria?

Ciò significa che, in determinate condizioni di prova, fino al 97% dell'energia di ingresso misurata può essere immagazzinata o fornita.

D4: Una batteria da 15,36 kWh può alimentare un'intera casa?

Potenzialmente sì, ma può alimentare una casa solo finché il consumo energetico totale e la potenza dell'inverter non superano i limiti.

D5: Quanto tempo può una batteria da 15,36 kWh fornire alimentazione di riserva?

La risposta a questa domanda dipende dal carico collegato alla batteria. Il tempo di backup è determinato dal consumo energetico del carico.