Việc lưu trữ năng lượng hộ gia đình có hỗ trợ mở rộng không?

Khi chủ nhà lần đầu mua hệ thống lưu trữ điện tại nhà, họ thường tập trung vào giá mỗi kilowatt{0}}giờ, danh tiếng thương hiệu và liệu hệ thống có đủ điều kiện để hưởng ưu đãi thuế hay không. Khả năng mở rộng thường được coi là mối quan tâm thứ yếu - nếu nó xuất hiện.

Điều đó đang bắt đầu thay đổi.

Nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng

Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) dự kiến ​​trong một báo cáo năm 2023 rằng đến năm 2030, những ngôi nhà có xe điện và máy bơm nhiệt sẽ cần dung lượng lưu trữ pin gấp hai đến ba lần so với một hộ gia đình thông thường vào năm 2020 để đạt được mức độ độc lập về năng lượng như nhau.

Về mặt thực tế: một hệ thống 10 kWh mang lại cảm giác rộng rãi khi bạn lắp đặt, nó có thể cảm thấy chật chội trong vòng ba đến năm năm nếu cấu hình năng lượng của bạn thay đổi.

Độ tin cậy của lưới điện không được cải thiện ở mọi nơi

Các hiện tượng thời tiết cực đoan đang trở nên thường xuyên hơn và căng thẳng về lưới điện trong thời kỳ cao điểm đã dẫn đến tình trạng mất điện luân phiên nhiều hơn ở các bang như California, Texas và một số khu vực ở Đông Nam Bộ. Chủ nhà ban đầu mua bộ lưu trữ chủ yếu để tiết kiệm tiện ích hiện đang ưu tiên thời lượng nguồn điện dự phòng -, nghĩa là có nhiều dung lượng hơn.

Cái giá của việc làm sai

Đây là điều không ai muốn nghe: nếu bạn mua một hệ thống lưu trữ tại nhà không hỗ trợ mở rộng, việc bổ sung dung lượng thường có nghĩa là mua một hệ thống hoàn toàn riêng biệt và lắp đặt nó cùng với hệ thống đầu tiên. Điều này làm tăng thêm chi phí, độ phức tạp và đôi khi gây đau đầu về khả năng tương thích. Trong một số trường hợp, chủ nhà chỉ cần thay thế hoàn toàn hệ thống ban đầu - một bài học đắt giá.

Đây chính xác là lý do tại sao hiểu được khả năng mở rộngtrướcbạn mua là rất quan trọng. Và nếu bạn đã có một hệ thống thì bây giờ bạn nên tìm hiểu xem các lựa chọn thực sự của mình là gì.

Không phải tất cả các hệ thống pin đều được chế tạo theo cùng một cách. Có hai cách tiếp cận cơ bản khác nhau về cách cấu trúc dung lượng lưu trữ và chúng có ý nghĩa rất khác nhau đối với việc mở rộng.

Đã sửa lỗi-Hệ thống năng lực

Một số lưu trữ điện tại nhàcác đơn vị được thiết kế dưới dạng sản phẩm hoàn chỉnh, kín. Dung lượng pin được xác định tại nhà máy và không có cách nào-được nhà sản xuất hỗ trợ để bổ sung thêm. Bạn có thể thấy những thông tin này được mô tả bằng các con số cụ thể, không-có thể thay đổi: "đơn vị 10 kWh", "đơn vị 13,5 kWh".

Những hệ thống này thường có những lợi thế thực sự - chúng có thể cài đặt đơn giản hơn, dễ chứng nhận hơn và đôi khi có giá cạnh tranh hơn ở mức đầu vào. Nhưng nếu nhu cầu năng lượng của bạn tăng lên, các lựa chọn của bạn bị giới hạn trong việc thêm một hệ thống độc lập, riêng biệt bên cạnh hệ thống ban đầu, điều này tạo ra những thách thức phối hợp riêng.

Hệ thống mô-đun / có thể xếp chồng

Các hệ thống mô-đun được thiết kế từ đầu với mục đích mở rộng. Bộ phận cơ sở chứa bộ biến tần và thiết bị điện tử điều khiển, trong khi dung lượng pin được bổ sung thông qua các mô-đun bổ sung - thường được gọi là "gói mở rộng pin" hoặc "ngăn xếp pin".

Thiết kế nguồn lưu trữ dạng mô-đun điển hình trong nhà có thể bắt đầu ở mức 10 kWh và hỗ trợ mở rộng lên tới 30 kWh, 40 kWh hoặc thậm chí cao hơn, chỉ bằng cách thêm các mô-đun pin được chứng nhận. Quá trình này thường đơn giản: trình cài đặt được chứng nhận sẽ thêm các mô-đun mới, cập nhật chương trình cơ sở hệ thống và BMS sẽ tự động nhận dạng và tích hợp dung lượng bổ sung.

Đây là cấu trúc mang lại sự linh hoạt{0}}lâu dài.

Một điểm khác biệt về mặt kỹ thuật ảnh hưởng đáng kể đến khả năng mở rộng là hệ thống hoạt động ở điện áp cao hay điện áp thấp.

UPS điện áp cao năng lượng gia đìnhhệ thống lưu trữ (thường là chuỗi pin 100V–500V) có thể hỗ trợ nhiều mô-đun pin hơn trên mỗi chuỗi và thường hoạt động hiệu quả hơn ở trạng thái sạc cao hơn. Chúng có xu hướng kết hợp tốt hơn với các bộ biến tần có công suất-cao và được thiết kế phổ biến hơn cho các cấu hình có thể mở rộng.

Hệ thống điện áp thấp (thường là 48V) đơn giản hơn và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lắp đặt nhỏ hơn, nhưng chúng gặp nhiều hạn chế về mặt vật lý hơn khi tăng quy mô công suất.

Nếu khả năng mở rộng là ưu tiên hàng đầu thì kiến ​​trúc lưu trữ năng lượng trong nhà có điện áp cao thường là nền tảng lâu dài-tốt hơn -, đặc biệt đối với những ngôi nhà có nhu cầu năng lượng cao nhất.

Nếu bạn có một hệ thống mô-đun (hoặc đang chọn một hệ thống), đây là nội dung mở rộngquá trình thường trông giống như trong thực tế:

1: Xác minh tính tương thích. Trước bất cứ điều gì khác, hãy xác nhận rằng các mô-đun pin mở rộng được chứng nhận để hoạt động với phiên bản biến tần và BMS cụ thể của bạn. Đây là điều không thể-thương lượng được. Việc trộn lẫn các mô-đun pin từ các thế hệ khác nhau hoặc các nhà sản xuất khác nhau có thể gây ra lỗi BMS, giảm hiệu suất hoặc trong trường hợp xấu nhất là gây nguy hiểm về an toàn. Luôn mua mô-đun mở rộng từ nhà sản xuất bộ lưu trữ điện tại nhà ban đầu của bạn hoặc nguồn-được nhà sản xuất phê duyệt.

2: Đánh giá giới hạn công suất của biến tần. Bộ biến tần không chỉ quản lý pin của bạn - mà nó còn kiểm soát lượng điện có thể vào và ra khỏi hệ thống. Nếu bạn mở rộng đáng kể dung lượng pin nhưng biến tần của bạn đã gần đạt đến giới hạn định mức, bạn sẽ có nhiều dung lượng lưu trữ hơn nhưng không nhất thiết có thể sạc hoặc xả pin nhanh hơn. Một số chủ nhà còn nâng cấp biến tần cùng lúc với việc mở rộng ắc quy.

3: Đánh giá địa điểm chuyên nghiệp. Trình cài đặt đủ điều kiện sẽ kiểm tra công suất bảng điện, xếp hạng cáp và không gian vật lý có sẵn cho các mô-đun bổ sung. Đây cũng là lúc họ xác nhận rằng hệ thống dây điện và cầu dao hiện tại của bạn có thể xử lý công suất tối đa của hệ thống mở rộng.

4: Cài đặt và vận hành mô-đun. Các mô-đun pin mới được kết nối vật lý - thường trong ngăn tủ hoặc giá treo-trên tường dọc theo thiết bị hiện có. Sau đó, trình cài đặt sẽ cập nhật cấu hình hệ thống và BMS chạy quy trình khởi tạo để hiệu chỉnh tổng dung lượng mới.

5: Kiểm tra hệ thống và xác minh hiệu suất. Trình cài đặt phải chạy hệ thống qua chu kỳ sạc/xả và xác nhận rằng có thể truy cập được toàn bộ dung lượng mở rộng. Bạn cũng sẽ muốn kiểm tra xem ứng dụng giám sát của mình có phản ánh các thông số hệ thống được cập nhật hay không.

Toàn bộ quá trình mở rộng đơn giản thường được hoàn thành trong một ngày đối với hầu hết các khu dân cư.năng lượng lưu trữ tại nhàhệ thống.

Cho dù bạn đang mua hệ thống đầu tiên hay đang đánh giá một bản nâng cấp thì đây là những câu hỏi giúp phân biệt giữa quyết định-dài hạn thông minh và quyết định ngắn hạn-đắt tiền. Đừng ngại yêu cầu đại lý hoặc nhà sản xuất bộ lưu trữ điện tại nhà của bạn đưa ra câu trả lời rõ ràng, bằng văn bản.

Dung lượng mở rộng tối đa cho hệ thống này là bao nhiêu? Lấy một con số cụ thể bằng kWh, không phải ngôn ngữ mơ hồ như "có khả năng mở rộng cao".

Hiện tại có sẵn các mô-đun pin mở rộng của nhà sản xuất này để mua không? Về mặt lý thuyết, một số hệ thống có thể mở rộng được nhưng khó tìm nguồn phần cứng mở rộng.

Các mô-đun mở rộng hiện có có tương thích với các bản cập nhật chương trình cơ sở trong tương lai không? Bạn muốn đảm bảo khả năng tương thích ngược.

Việc mở rộng có làm mất hiệu lực bất kỳ phần nào của bảo hành không? Không nên mở rộng-được ủy quyền tại nhà máy nhưng hãy xác nhận điều này một cách rõ ràng.

Biến tần có được đánh giá để xử lý công suất mở rộng tối đa không? Nếu không, đường dẫn nâng cấp là gì?

Các mô-đun mở rộng mang theo những chứng nhận nào? Tìm kiếm các tiêu chuẩn khu vực UL 9540A, IEC 62619 hoặc tương đương.

Chi phí lắp đặt mở rộng đầy đủ, bao gồm nhân công là bao nhiêu? Nhận trước ước tính này để nó không làm bạn ngạc nhiên sau này.

Các nhà máy và nhà sản xuất thiết bị lưu trữ điện gia dụng có uy tín nên trả lời tất cả những điều này mà không cần đắn đo. Câu trả lời lảng tránh là một lá cờ đỏ.

Điều đáng biết: Hiệp hội Lưu trữ Năng lượng (ESA) đã xuất bản hướng dẫn cụ thể đề cập đến các tiêu chuẩn về khả năng tương tác và khả năng tương thích mở rộng cho hệ thống lưu trữ dân dụng. Công việc của họ về chứng nhận UL 9540 đang giúp thiết lập các tiêu chuẩn ngành rõ ràng hơn xung quanh việc "có thể mở rộng" thực sự có nghĩa là - tin tốt cho các chủ nhà so sánh các lựa chọn.

Một trong những khách hàng của chúng tôi ở Phoenix, Arizona ban đầu đã lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình UPS điện áp cao 15 kWh Sunhingstones vào năm 2022. Vào thời điểm đó, hộ gia đình này có yêu cầu khiêm tốn về tải buổi tối và chủ yếu muốn tối ưu hóa-tiêu thụ năng lượng mặt trời.

Đến năm 2024, tình hình đã khác: họ đã bổ sung bộ sạc EV Cấp 2 cho một chiếc xe điện mới mua và nhu cầu điều hòa không khí vào mùa hè đã đẩy mức sử dụng cao điểm của họ cao hơn đáng kể. Hệ thống 15 kWh ban đầu đã giảm dần về mức-0 vào những buổi tối mùa hè nóng bức trước nửa đêm.

Thay vì thay thế hệ thống, họ làm việc với trình cài đặt được chứng nhận Sunhingstones{0}}tại địa phương để bổ sung thêm hai mô-đun pin mở rộng 5 kWh, nâng tổng công suất lên 25 kWh. Công suất biến tần đã được định mức cho cấu hình này nên không cần nâng cấp biến tần.

Việc mở rộng được hoàn thành trong khoảng sáu giờ. Tổng thời gian ngừng hoạt động của ngôi nhà: dưới 20 phút trong quá trình chuyển đổi. Sau-lắp đặt, hộ gia đình luôn duy trì mức dự trữ pin trên 20% ngay cả trong những đêm hè nóng nhất và việc sạc xe điện đã được chuyển hoàn toàn sang giai đoạn dư thừa năng lượng mặt trời.

Ý kiến ​​của chủ nhà:"Nếu biết trước rằng chúng tôi sẽ bổ sung xe điện hai năm sau, chúng tôi có thể đã bắt đầu ở mức 25 kWh. Nhưng thực sự yên tâm khi biết rằng chúng tôi có thể phát triển hệ thống thay vì thay thế nó."

Đây chính xác là những gì thiết kế mô-đun được cho là có thể thực hiện được.
 

Ngay cả với những ý định tốt nhất, những nỗ lực mở rộng vẫn có thể gặp trục trặc. Dưới đây là những sai lầm thường gặp nhất đáng tránh:

Mua mô-đun mở rộng từ-nhà cung cấp bên thứ ba. Có thể hấp dẫn khi giá thấp hơn, nhưng việc trộn lẫn các tế bào pin từ các nhà sản xuất khác nhau - ngay cả với cùng một điện áp danh định - sẽ tạo ra các vấn đề về quản lý BMS có thể làm giảm hiệu suất và có khả năng gây ra các vấn đề về an toàn. Luôn sử dụng phần cứng mở rộng-được nhà sản xuất phê duyệt.

Bỏ qua trần biến tần. Dung lượng pin nhiều hơn chỉ hữu ích nếu biến tần thực sự có thể di chuyển năng lượng đó vào và ra một cách hiệu quả. Những chủ nhà bổ sung mô-đun pin mà không kiểm tra giới hạn biến tần đôi khi nhận thấy hệ thống "mở rộng" của họ sạc không nhanh hơn trước.

Bỏ qua việc đánh giá chuyên môn. Mở rộng không phải là một dự án DIY. Ngay cả khi bản thân các mô-đun pin có thể kết nối dễ dàng thì công việc về điện, cập nhật chương trình cơ sở và vận hành thử an toàn cần phải được xử lý bởi người có đủ trình độ làm việc với hệ thống lưu trữ năng lượng cao áp tại nhà.

Giả sử bất kỳ hệ thống nào có "mô-đun" trong tiếp thị đều thực sự có thể mở rộng được. Đọc bảng thông số kỹ thuật. Một số hệ thống sử dụng thuật ngữ này một cách lỏng lẻo để mô tả các lựa chọn thiết kế thẩm mỹ (vỏ mô-đun) thay vì khả năng mở rộng điện thực sự. Câu hỏi quan trọng là: tôi có thể thêm các mô-đun pin đã được chứng nhận để tăng công suất kWh sau khi lắp đặt không?

Không lập kế hoạch về nơi các mô-đun mở rộng sẽ đi về mặt vật lý. Các mô-đun pin chiếm không gian. Nếu hệ thống ban đầu của bạn được treo tường-trong một phòng tiện ích chật hẹp, hãy đảm bảo có đủ chỗ để thêm mô-đun trước khi bạn đặt mua chúng.

Thị trường lưu trữ dân dụng đang phát triển nhanh chóng. BloombergNEF đã báo cáo rằng việc lắp đặt bộ lưu trữ pin dân dụng trên toàn cầu đã tăng 67%-so với-năm 2023, trong đó Bắc Mỹ có mức tăng trưởng đặc biệt mạnh mẽ. Khi ngày càng có nhiều chủ nhà sử dụng-điện, nhu cầu về các giải pháp năng lượng lưu trữ cho cả nhà có thể mở rộng và có thể mở rộng sẽ ngày càng tăng.

Các nhà sản xuất xây dựng để có khả năng mở rộng đang xây dựng hướng đi của thị trường - chứ không chỉ ở vị trí hiện tại. Khi bạn đánh giá một nhà máy sản xuất bộ lưu trữ điện trong gia đình hoặc dòng sản phẩm của nhà sản xuất, hãy xem lộ trình của họ: họ có đang đầu tư vào-phần cứng mở rộng tương thích ngược không? BMS của họ có được thiết kế để mở rộng quy mô không? Đây là những tín hiệu cho thấy nhà sản xuất đang có suy nghĩ-lâu dài.

Tại Sunhingstones, toàn bộ cấu trúc sản phẩm của chúng tôi - từ thiết bị cơ sở cho đến cấu hình công suất-tối đa - đều được thiết kế dựa trên một nguyên tắc duy nhất: hệ thống bạn cài đặt hôm nay phải có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng mà bạn sẽ có trong 5 năm tới mà không cần thay thế hoàn toàn.
 

Đó chính xác là những gì nhóm của chúng tôi ở đây để giúp bạn tìm ra. Cho dù bạn đang chọn hệ thống lưu trữ năng lượng đầu tiên cho ngôi nhà hay đang tìm cách mở rộng những gì mình có, Sunhingstones đều cung cấp tư vấn miễn phí - không cam kết, không áp lực bán hàng.

Hãy cho chúng tôi biết về ngôi nhà của bạn, việc sử dụng năng lượng của bạn và nơi bạn muốn ở trong 5 năm tới. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn đánh giá trung thực về những gì có ý nghĩa.

Liên hệ ngay

1.BloombergNEF, Triển vọng thị trường lưu trữ năng lượng năm 2024: https://about.bnef.com/energy-storage

2. Hiệp hội lưu trữ năng lượng (ESA), Tài nguyên về khả năng tương tác và an toàn lưu trữ dân dụng: https://www.energystorage.org

3.Wood Mackenzie, Giám sát lưu trữ năng lượng dân dụng Hoa Kỳ Q4 2023: https://www.woodmac.com