Proporzione pannello solare alla batteria: Come dimensionare pannelli solari e accumulo di energia

Quando si aggiunge una batteria di accumulo a un sistema fotovoltaico, una domanda comune è quanta capacità della batteria dovrebbe essere abbinata a un determinato impianto solare. Questo rapporto è spesso descritto come il rapporto tra pannelli solari e batteria o rapporto PV-batteria.

Non esiste un rapporto unico che funziona per ogni sistema solare+immagazzinamento. La configurazione appropriata dipende dalla generazione fotovoltaica, dal consumo elettrico, dalla capacità della batteria, dalla potenza dell'inverter o del PCS e dall'applicazione prevista.

Il rapporto può costituire un punto di partenza utile per confrontare le configurazioni del sistema, ma non deve essere considerato come un metodo completo per la dimensione delle batterie.

Qual è il rapporto tra pannello solare e batteria?

Il rapporto tra pannello solare e batteria descrive la relazione tra la capacità di un sistema fotovoltaico e la capacità energetica della sua batteria.

La capacità di fotovoltaico solare viene generalmente espressa in chilowatt (kW) o chilowatt picco (kWp), mentre la capacità della batteria è misurata in chilowattora (kWh).

Un modo semplice per esprimere la relazione è:

Rapporto PV-batteria = capacità PV (kW) ÷ capacità batteria (kWh)

Ad esempio, un sistema solare da 10 kW abbinato a una batteria da 20 kWh ha un rapporto PV-batteria di:

10 kW ÷ 20 kWh = 0,5 kW/kWh

Questo grafico mostra come la capacità fotovoltaica si confronta con la capacità energetica della batteria. Non indica se la batteria è dimensionata in modo appropriato per un'applicazione specifica.

Esiste un rapporto standard tra pannelli solari e batterie?

No. Non esiste un rapporto solare-batteria universale che si applica a ogni sistema solare e batteria.

La generazione solare e la domanda di elettricità non avvengono sempre nello stesso momento. Un sistema può generare potenza solare in eccesso durante il giorno mentre la maggior parte della sua domanda di elettricità avviene più tardi. La quantità di accumulo necessaria dipende quindi da come si prevede che il sistema operi.

I fattori chiave includono:

• Produzione PV: Quanta energia solare può produrre l'array e quando è disponibile.

• Domanda di elettricità: Quanta energia consuma l'edificio o l'impianto e quando si verifica la domanda.

• Capacità della batteria: Quanta energia deve essere immagazzinata per l'uso previsto.

• Inverter o PCS power: Quanta potenza il sistema può convertire, caricare o scaricare in un determinato momento.

• Applicazione: La autoconsumo, il backup, la riduzione dei picchi e l'operazione in isolamento possono richiedere configurazioni diverse.

Di conseguenza, un rapporto fisso potrebbe essere utile per confrontare i progetti del sistema, ma non deve essere utilizzato come regola universale per la dimensione.

Come si calcola un rapporto iniziale da solare a batteria?

Il calcolo di base è:

Rapporto PV-capacità della batteria = capacità PV ÷ capacità energetica della batteria

Per esempio:

Due esempi mostrano come varia il rapporto quando la capacità della batteria aumenta mentre la capacità del pannello solare rimane invariata.

Tuttavia, questo calcolo descrive solo la relazione tra la capacità del pannello solare e la capacità dell'energia della batteria. Non determina se una delle due configurazioni è adatta per un profilo di carico o un obiettivo operativo particolare.

Ad esempio, due sistemi possono avere lo stesso rapporto ma servire applicazioni molto diverse. Una batteria utilizzata soprattutto per spostare l'eccesso di energia solare diurna nell'uso serale ha esigenze diverse rispetto a una progettata per fornire energia di riserva o ridurre i picchi di domanda di breve durata.

Perché il solo rapporto non è sufficiente

Il rapporto tra il pannello solare e la batteria descrive solo una relazione all'interno di un sistema di accumulo energetico più ampio. La capacità fotovoltaica, la capacità della batteria e la potenza dell'inverter o del PCS misurano aspetti diversi delle prestazioni del sistema.

Questi valori non dovrebbero quindi essere considerati intercambiabili.

Ad esempio, aumentare la capacità della batteria da 20 kWh a 40 kWh raddoppia l'energia immagazzinata disponibile, ma non necessariamente raddoppia la potenza di scarica della batteria. Allo stesso modo, un rating più elevato del inverter o del PCS può aumentare la potenza disponibile per caricare o scaricare la batteria senza aumentarne la capacità energetica.

Il profilo di carico è importante. Un sistema con un surplus solare significativo durante il giorno potrebbe trarre vantaggio da un sistema di accumulo che sposta l'energia in periodi successivi, mentre un sistema di riserva potrebbe dover essere dimensionato in base ai carichi critici e alla durata necessaria della riserva.

Il rapporto descrive una relazione; la dimensione determina se il sistema può soddisfare la sua applicazione prevista.

Come Cambia la Dimensione della Batteria in Base all'Applicazione?

Il ruolo della batteria cambia in base a come il sistema solare+accumulo verrà utilizzato. Questo può influire sul bilancio richiesto tra la generazione fotovoltaica, la capacità energetica della batteria e la capacità di potenza.

Autoconsumo residenziale

Per i sistemi residenziali, le batterie vengono spesso utilizzate per immagazzinare la produzione solare in eccesso per l'uso quando la produzione PV è più bassa.

La configurazione dipende quindi dal consumo elettrico della famiglia e dalla quantità e dal momento della potenza solare disponibile per lo stoccaggio.

Backup residenziale

I sistemi di backup sono di solito progettati intorno ai carichi che devono rimanere alimentati e la durata necessaria del backup.

La capacità di energia della batteria determina quanto energia può essere fornita, mentre la potenza del convertitore determina se il sistema può supportare i carichi richiesti contemporaneamente.

Autoconsumo C&I

Per i sistemi commerciali e industriali, il profilo di carico della struttura può avere un effetto significativo sulla dimensione delle batterie.

Un impianto fotovoltaico più grande non richiede automaticamente una batteria proporzionalmente più grande. La quantità di energia solare disponibile in eccesso e quando la struttura consuma elettricità influenzano quanto storage può essere utilizzato in modo efficace.

Rasatura del picco

Tagli di picco le applicazioni richiedono attenzione alla capacità di energia della batteria e alla potenza di scarica.

La batteria ha bisogno di sufficiente potenza per ridurre la domanda durante i periodi di punta e di energia immagazzinata sufficiente per mantenere la produzione richiesta per la durata rilevante.

Sistemi off-grid

I sistemi non connessi alla rete hanno requisiti aggiuntivi di autonomia energetica perché la batteria potrebbe dover fornire carichi quando la generazione solare non è disponibile.

La dimensione deve quindi tenere conto della domanda di energia, della generazione solare disponibile, della capacità della batteria e del periodo di autonomia richiesto, invece di basarsi su un rapporto fisso tra pannelli solari e batteria.

Conclusione

Il rapporto tra pannelli solari e batterie è un modo utile per confrontare la capacità fotovoltaica con la capacità energetica delle batterie, ma è solo una parte del dimensionamento del sistema solare + accumulo.

Una configurazione pratica deve considerare la produzione fotovoltaica, la domanda di elettricità, la capacità della batteria, la potenza dell'inverter o del PCS e l'applicazione prevista. Lo stesso rapporto può rappresentare progetti di sistema molto diversi a seconda che l'obiettivo sia il consumo autonomo residenziale, il backup, la gestione energetica commerciale, la riduzione dei picchi o l'operazione in esercizio isolato.

Per i progetti solari residenziali e commerciali, la dimensione della batteria deve corrispondere alla configurazione del sistema, al profilo di carico e alle esigenze dell'applicazione. Batteria ACE sviluppa soluzioni personalizzate per l'immagazzinamento di energia per marchi OEM/ODM, integratori di sistemi di grandi dimensioni e fornitori di soluzioni industriali, aiutando a soddisfare requisiti specifici di progetto, applicazione e integrazione. Contatta ACE Battery per discutere le tue esigenze di solare+accumulo.

Domande frequenti

Qual è un buon rapporto tra pannello solare e batteria?

Non esiste un singolo rapporto adatto per ogni sistema. La relazione appropriata tra la capacità del pannello solare e la capacità della batteria dipende da fattori come la generazione solare, il consumo elettrico, il profilo dei carichi, l'uso della batteria e la potenza dell'inverter o del PCS.</p>

Come calcoli il rapporto solare-batteria?

Dividi la capacità fotovoltaica solare in kW o kWp per la capacità energetica della batteria in kWh. Ad esempio, un sistema fotovoltaico da 10 kW abbinato a una batteria da 20 kWh ha un rapporto di 0,5 kW/kWh.

Un array solare più grande richiede una batteria più grande?

Non necessariamente. Un impianto fotovoltaico più grande può produrre più energia solare in eccesso, ma la capacità della batteria richiesta dipende anche dal consumo di elettricità, dal momento del consumo e dall'applicazione prevista.

Lo stesso rapporto fotovoltaico-batteria può funzionare per sistemi residenziali e commerciali?

Può essere utilizzato per descrivere entrambi i tipi di sistemi, ma lo stesso rapporto non necessariamente produce lo stesso risultato operativo. I sistemi residenziali e commerciali possono avere profili di carico diversi, requisiti di backup e obiettivi di gestione energetica.