家全体の保管? バックアップしてください。 まず負荷制御について説明しましょう

この記事は元々、Solar Builder 誌の 2023 年第 1 四半期版に掲載されました。 必ずここから無料の印刷版および/またはデジタル版の購読を取得してください。

私が 2000 年代半ばに初めて PV 業界で働き始めたとき、電力網に接続された PV 設置業者という新しい部門は、オフグリッドの家庭用アプリケーションで一般的に使用されていた高価で複雑な鉛蓄電池システムを積極的に避けていました。 平均的な家庭が停電するのは年間 10 分未満であるため、送電網に接続された太陽光発電所有者にとってバッテリー バックアップが全く意味をなさないと考える太陽光発電請負業者はほとんどいませんでした。

しかし時代は変わりました。 リチウム電池により、古い鉛蓄電池システムの高コストと複雑さが解消され、カリフォルニアとテキサスで停電がますます頻繁になったため、太陽光発電住宅の所有者はバックアップ電源とエネルギー独立性を提供する電池ソリューションを探すようになりました。 さらに、夜間のkWh料金を引き上げ、日中の晴れた時間帯のバックフェードkWhの価値を下げる新しい使用時間帯公共料金により、太陽光発電所有者は日中に自分のバッテリーを充電し、夕方にkWhを使用してコストを節約するようになりました。 。

残念ながら、請負業者が送電網に接続された顧客向けにバッテリー システムを設計および設置する際に、アプリケーション エラーが多すぎます。 最大の問題の 1 つは、誰もが家全体をバックアップしたいと考えているにもかかわらず、現代の家庭のすべての負荷をバックアップするのに十分な大きさのバッテリー システムを購入できるほどの予算を持っている人がほとんどいないことです。

悲しいことに、あまりにも多くの太陽光発電の営業担当者や請負業者が、10 ～ 20 kWh のバッテリー システムを販売し、「家全体のバックアップ」用に構成しています。 次に停電が発生すると、ほとんどの住宅所有者は、インバータが家のすべての負荷に電力を供給できずに失速するか、過負荷でインバータが停止しない場合、空気が遮断されるとバッテリが急速に消耗することに気づき、がっかりします。エアコンや給湯器が作動します。 そのときになって初めて、家全体のバックアップとは、数時間は電力が供給され、その後は太陽が再びシステムを充電するまで、照明、冷蔵庫、その他の重要な負荷に電力が供給されなくなることを意味することに気づきます。

太陽光発電システムにバッテリーを必要とする住宅所有者の 90% 以上は、部分負荷バックアップ構成を持つことをお勧めします。 これには通常、特別にバックアップされたサブパネルを設置し、優先度の高いロード ブレーカーを再配置することが含まれます。 これらの優先度の高い負荷には、通常、照明、コンピューター、医療機器 (CPAP マシン)、冷蔵庫、ガレージ ドア オープナーが含まれます。

もちろん、重要であるとみなされる負荷回路は、地域やファミリによって異なります。 井戸のある地域では、井戸ポンプは日常生活に不可欠な大きな負荷となります。 排水ポンプが重要な負荷であると考える人もいるかもしれませんし、暑い夜の睡眠には窓用エアコンユニットが不可欠であると考える人もいるかもしれません。 テキサス州では、当然のことながら、多くの住宅所有者が炉の送風ファンをバックアップして、送電網が停止してもガスヒーターが動作し続けるようにしています。

一般に、給湯器、プールのポンプ、セントラル エアコン、EV 充電器は電力を大量に消費するため、バッテリー システムのインバーターが停止する可能性が高く、バッテリーの消耗が早すぎる可能性があります。

ほんの一例として、フェニックス地区にある 2,600 平方フィートの私の家には 4 トンの AC ユニット 2 台とプールのポンプがあり、夏には 1 日あたり平均 70 ～ 80 kWh を消費します。 夏にすべての負荷をバックアップするには、7 万ドルから 10 万ドルかかる 100 kWh のバッテリー システムが必要になる可能性があります。 たとえこれほど大きなバッテリーを購入する資金があったとしても、これほど大きなシステムに適したスペースを見つけるのは難しいでしょう。

したがって、最善の選択肢は、どの負荷をバックアップされた負荷パネルに再配線するかを慎重に決定することです。

送電網の停電時に家庭に電力を供給する柔軟性を高める新しいテクノロジーがあります。 Lumin、Span、Savant、Generac などのデマンド負荷制御により、太陽光発電 + 蓄電システムが家庭用負荷パネル全体に電力を供給し、系統停電時にどのブレーカーの電源をオフにするかを制御できるようになります。

送電網がダウンすると、これらの制御可能なブレーカー回路は通常、AC システム、給湯器、電気レンジ、洗濯機と乾燥機、食器洗い機、プールのポンプ、その他の重要でない負荷の電源をオフにするようにプログラムされています。 照明、冷蔵庫、通常のコンセントはバッテリーから電力を供給され続けます。

ただし、これらの重要ではない負荷の一部はバッテリ電源で実行する必要がある場合があります。 良い例はドラム式洗濯機です。 フロントローダーで大量の洗濯物を運転しているときに電力網の停電が発生した場合、洗濯機は電力が復旧するまで水が溜まった状態で放置されます。 停電が数日続くと、洗濯機がカビの生えた衣類でいっぱいになる可能性があります。

デマンド負荷制御を使用すると、デフォルトのプログラミングをオーバーライドして、洗濯物の負荷を完了し、濡れた衣類を干すのに十分な時間、洗濯機がバッテリー電力で動作できるようにシステムに指示できます。 これらの新しいデマンド制御はよりスマートかつ機能的になり、サーモスタットとの統合により、AC システムとヒートポンプの電源をインテリジェントかつ適切にダウンし、バッテリー電源を管理できるようになります。

プロジェクトの予算で負荷コントローラーの追加が許可されている場合は、家全体のバックアップ用に ESS を構成することが可能です (そして多くの場合、それが望ましいです)。 検討する価値のあるオプションがいくつかあります。

■ Generac の PWRmanager は、最大 12 個の 120V 回路または 6 個の 240V 回路と 2 個のサーモスタットの制御を自動化し、PWRcell システムおよび PWRview アプリとシームレスに統合するため、住宅所有者は任意の回路をスワイプしてオンまたはオフにして、バッテリーの稼働時間を確認できます。結果的に残った。 The Pitch のこのエピソードで詳細をご覧ください:

■ Lumin スマート パネルには 12 個の制御可能な回路 (60A が 6 個と 30A が 6 個) があり、価格は約 2,500 ドルと設置費用です。 ほとんどのプロジェクトでは、これは数時間で簡単にインストールできます。 ほとんどの住宅にはこのシステムで十分ですが、大規模な住宅にはスパン パネルのようなより堅牢なソリューションが必要になる場合があります。

■ スパン パネルは既存のロード センターを置き換え、すべてのブレーカーを制御可能にします。 これはより高価であり (4,500 ドル以上から)、おそらく既存のメイン ロード センターを交換することになるため、設置はより複雑になります。 設置には 4 ～ 8 時間以上 (約 2,000 ～ 5,000 ドル) の作業時間がかかり、設置中にサービスを停止するために電力会社との調整が必要となる可能性が考えられます。 Span パネルの新しいメーター/メイン バージョンが間もなく登場しますが、現時点では UL リストはまだ入手できません。 メーターの主電源は ESS で使用するのが難しい場合があるため、これは ESS にとって最も現実的なオプションではないと予想されます。

■ Savant 負荷制御モジュールは、多くの一般的な分電盤のブレーカー スロットに直接取り付けられ、価格も手頃です。 同社のより一般的な 8 回路用の負荷制御モジュール パッケージの 1 つは、価格が 1,000 ドル未満で、取り付けに約 3 時間かかります。 Savant 制御モジュールは分電盤に取り付ける必要があるため、デュアルまたはクアッド ブレーカーを使用してブレーカー スペースを空ける必要がある場合があることに注意してください。あるいは、すべてのロード ブレーカーと Savant 負荷制御モジュールに対応するサブパネルを設置することも必要です。

重要な注意事項: すべての ESS システムが、冷蔵庫、照明、コンセント、ガレージ ドア オープナーといった最も基本的なバックアップ以外の負荷をサポートするのに十分な電力 (kW) とエネルギー (kWh) を備えているわけではないため、負荷の数とそのサイズによっては、出力が 7,000 W 未満、または 10 ～ 20 kWh 未満のシステムの場合は、部分負荷バックアップが推奨される場合があります。

回復力とエネルギーの独立性に対する需要が高まった結果、昨日までの太陽光発電設置業者は太陽光発電 + 蓄電設置業者に変わりつつあります。 この進化は、請負業者が太陽光発電、蓄電、需要制御、発電機、EV、その他の制御システムを統合する家庭用エネルギーサービスプロバイダーになることで継続します。 住宅所有者は、最小限の中断で生活を継続しながら、電力網がダウンしたときにエネルギーコストを管理し、バッテリーの使用を効率的に管理できるようになります。

Jeff Spies は、50 州すべての請負業者にサービスを提供する太陽光発電計画起草会社、Planet Plan Sets の社長です。 彼は、NABCEP の理事および幹事、UL 2703 および UL 9540 規格技術パネルのメンバー、持続可能なエネルギー行動委員会 (SEAC) の創設メンバーおよび元幹事であり、カリフォルニア太陽光発電および蓄電協会のコード/規格委員会の委員長を務めています。 （カルサ）。

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