独自のパワーウォールを構築するにはどうすればよいですか? - (DIY完全ガイド)
エネルギー貯蔵システムの開発により、分散型発電の概念を実現し、グリッドの送電圧力を緩和し、化石燃料の使用を削減できます。これは、カーボン ニュートラルまたはゼロ ニュートラルを達成するために必要な分散化手段です。しかし、高価なエネルギー貯蔵システムは、必要としている多くの家族にとって依然として手が出せないものです。
しかし、これは手工芸愛好家にとっては問題ではありません。高価なパワーウォールを購入するのではなく、独自の機能を使用して低コストのエネルギー貯蔵システムを作成したいと考えています。
そこでこの記事では、太陽光発電システムをオンにするための最初のステップである、独自のパワーウォールを構築する方法を説明します。
この記事を読んだら、思い切って手づくりの旅に出て、電気を使う自由を実感してください！
パワーウォールとは？
Powerwall の起源は壁掛け式でした 蓄電池 テスラの、主に太陽光自家消費、使用時間負荷シフト、バックアップ電力に使用されます。
エネルギー貯蔵システムの主な構成:
完全なエネルギー貯蔵システムは主に、エネルギー貯蔵バッテリーセル、BMS、および インバータ.
その中で、 蓄電池 主に電気を蓄えたり出力したりするためのキャリアです。
BMSの改善 バッテリーの使用率を高め、バッテリーの過充電と過放電を防止し、バッテリー寿命を延ばします。、バッテリーの状態を監視し、バッテリー パック システムを管理、制御、使用します。
インバータは、インバータブリッジ、制御ロジック、フィルタ回路から構成される変換装置で、直流電流を定周波数・定電圧または周波数変調・電圧変調交流に変換します。
蓄電池セルの種類を選ぶ
まず、最も重要な安全の観点から、 lifepo4 バッテリー 現在は 最も安全なリチウム電池、高エネルギー密度、長寿命などの多くの利点があります 耐用年数、軽量、低 メンテナンス、など、水力、火力、風力、太陽光発電所などで広く使用されているエネルギー貯蔵電力システム。
鉛蓄電池は低コストですが、有毒ガスや爆発事故が発生しやすく、寿命が短く、頻繁な交換やメンテナンスが必要です。時間の経過とともにコストが高くなり、コストパフォーマンスが低い。
BMS の選択方法
リチウムイオン バッテリーにはBMSは必要ありません 動作します。そうは言っても、リチウムイオン電池パックは BMS なしでは決して使用しないでください。 BMS が防ぐ バッテリーの消耗や過充電を防ぎます。 BMS のもう 1 つの重要な役割は、過電流保護を提供することです。 火災を防ぐ.
幸いなことに、BMS モジュールは (他のバッテリー パックに比べて) 安価で、取り付けも比較的簡単です。
BMS は、過電流保護、不足電圧保護、過電圧保護、 バッテリー性能のバランス、温度バランスおよびその他の機能。
もし あなたはしたい 適切な BMS を選択する、BMS の最大電流定格などの要素を考慮する必要があり、アプリケーションに適した出力電圧範囲をサポートしていることを確認することが重要です。購入する BMS が、特定の使用例に適した適切な放電電流、充電電流、および接続機能を備えていることを確認することも重要です。
バッテリーの状態を追跡できるように、ディスプレイまたは Bluetooth があるとボーナスになります!ほとんどの BMS はそうではないからです。
さらに、成熟した 市場にあるエネルギー貯蔵バッテリーパック 現在は独自の BMS があるため、追加する必要があるかどうかを確認してください。
の ハーベイパワー lifepo4バッテリーパックは業界N0.1を採用 CATLバッテリー、高性能BMSを内蔵し、手頃な価格で最大20年の設計寿命を備えています。
インバーターを選ぶ
家電負荷に合わせてインバーターをお選びください。 20% の負荷ヘッドルームを残すと、デバイスをフルパワーで実行することはできなくなります。
例：48V 負荷 1000W の家庭で。
最大負荷：1000W✖(100%+20%)=1200W
最大電流: 1200W➗48V=25A
負荷が 1000w の場合、少なくとも 1200W に適したインバーターを選択するのが最善であり、バッテリー、BMS、およびインバーター システムはすべて最大電流 25A に耐えることができます。
自家製 Powerwall に必要なツールと部品
| ニーズ | 機能 |
| マルチメーター | ACおよびDC電流、電圧、抵抗などのさまざまな電気パラメータを測定できる磁電計。 |
| はんだごて | コンポーネントとワイヤの溶接 |
| スポット溶接機 | 電極間に溶接される材料は、それらを結合する目的を達成するために溶融されます。 |
| ケーブル | 電力の伝達と信号の伝達 |
| バッテリーストラップテープ | 正極の空気穴を塞ぎ、空気を遮断する |
| PVC包装 | 電池パックのケースを作る |
| ヒートガン | 密閉型バッテリーパック |
独自のパワーウォールを構築する方法
(1)バッテリーの確認
電流、電圧、抵抗など、バッテリーの一貫性とクリーン度をチェックします。誤差が小さいほど、バッテリーのパフォーマンスが高くなります。 バッテリーパック.
(2)バッテリーを接続する
隣接する 2 つの電池の極性が反対になるように、電池を順番に並べます。
(3)溶接
端子をはんだ付けするときは、ワイヤーと端子を片手で同時に固定すると、ワイヤーの頭が1mmの長さで漏れます。もう一方の手で電気はんだごてを持ち、適切な量のはんだを塗布し、はんだを端子ポートに差し込むだけです。はんだが多すぎないようにする必要があります。端子のネジ穴が2mm以上ある。最後に引き抜きテストを行い、溶接がしっかりしていることを確認します。
ワイヤを溶接する場合、2 本のワイヤのストリッピング長さは 5mm が望ましいです。溶接する前に、対応するサイズの熱収縮スリーブを追加します。溶着後、熱収縮スリーブをヒートガンで吹き飛ばして、緩まないようにしっかりと収縮させ、最後に引き抜きます。はんだがきついことを確認するためにテストします。
(4)BMSのインストール
BMS は、直列に接続された各並列グループの正確な電圧を認識している必要があります。したがって、BMS は多くのワイヤを接続する必要があります。細くて数の多い配線はセンスリードで、バランスリードとも呼ばれます。それらは、バッテリーパック間のすべての接続ポイントとセルの端に取り付けられています。
BMS ボードは N チャネル デバイスであるため、BMS のどこにもプラス線を接続する必要はありません。代わりに、プラス端子はバッテリ パックからコネクタまたは負荷に直接接続されます。バッテリ パックのマイナス端子は B 接続に入り、P 接続から出ます。
(5)インバーターの接続
インバータと電源を接続する lifepo4 バッテリー 適切に行うことが最も重要です。の lifepo4 バッテリー 安全性を確保するだけでなく、最大の効率を生み出すために、すべての接続が確実に行われていることを確認して、インバータの正極と負極の両方の端子スイッチに接続する必要があります。すべてのワイヤが正しく接続されていることを確認することが重要です。
さらに、両方の安全な取り付け位置を適切に選択することで、 lifepo4 バッテリー インバーターは絶対に重要です。インバーターを熱源や水から確実に遠ざけることで、あらゆる家電セットの安全性が高まります。
最後に、電流負荷要件に従ってワイヤ サイズを選択する際に注意することは、過負荷障害に対する保護を保証するのに役立ちます。
パワーウォールの作業モード
1.負荷消費優先度：PV--バッテリー--グリッド
(1) 太陽光発電で発電した電力を負荷に優先し、余剰電力をバッテリーに蓄え、余剰電力を系統に売電する。 PVが足りない場合は、 バッテリーが放電している 負荷側で使用します。
(2) 送電網が故障すると、送電網に接続された出力端の負荷は機能できなくなります。ただし、オフグリッド出力端の負荷は正常に動作します。 太陽光発電とバッテリーで駆動.
2.光ストレージモード
(1) の電気を使う 充電するバッテリー 夜は不足分をグリッドで補います。
(2) 太陽光発電で発電した電気は、 蓄電池 家庭用荷物の配送に使用されます。
3.エコモード設定
電力網の価格が時期によって異なる場合は、通常、充電と充電を設定できます。 バッテリーの放電時間 ピーク電力消費を回避します。グリッドの力を利用して、 バッテリーを充電 夜間は負荷として使用し、日中は負荷として使用することで電力を節約します。
適切なバッテリー容量を構成する方法は?
バッテリーを選択する際は、毎日使用するかバックアップ用に使用するかにかかわらず、負荷を考慮する必要があります。バッテリー容量が大きすぎると無駄が生じ、蓄えられた電力を使い切るとバッテリーは完全に充電されません。
エネルギー貯蔵装置 メーカーも顧客にさまざまなバッテリーを提供しています さまざまな形で容量を選択できます。のような サーバーラックのバッテリー, スタッカブルバッテリー、 基本単位 オールインワンバッテリー、ワンインワン製品のマルチパワー/エネルギーコロケーション、およびその他の形式の自由エネルギーマッチングスキーム。
1. 太陽光発電の自家利用率を高める
このシナリオの主な目的は、太陽光発電システムを設置して電気料金を削減し、太陽光発電システムの残りの電力を蓄え、昼間の使用を除いて夜間に使用できるようにすることです。
家庭の電力消費量を、昼間の電力消費量（太陽光発電の発電量が多い時間帯）と夜間の電力量消費量（太陽光発電の発電量が少ないまたはない時間帯）に分けます。上記の目的からすると、太陽光発電で発電した電力が日中の消費電力を賄い、蓄電後は夜間の消費電力をちょうど賄える状態が理想です。
つまり、実効容量は、 バッテリー 太陽光発電の発電量から日中の消費電力を引いた値にほぼ等しくなるはずです。しかし、これはあくまで理想的な状態です。バッテリー容量の重複を避ける（夜間に消費できないことを避ける）ため、 バッテリーの有効電力を確保する必要がある 夜間の消費電力を超えません。
そのためには、家庭の電力消費の法則をより正確に把握し、蓄電システムの電力供給の優先度を設定するルールを熟知する必要があります。
5kWの太陽光発電システムを設置した一世帯で、1日の発電量は約17.5kWh。家庭の1日の平均消費電力量は約20kWhで、そのうち日中の1日の平均消費電力量は5kWh、夜間は15kWhです。
次に、効果的なのは、 バッテリーの電力 は、17.5-5=12.5kWh程度となり、夜間消費電力量を超えない条件(12.5kWh≦15kWh)も満たします。したがって、このファミリーで利用可能な最適なバッテリーは 12.5kWh です。
2.バックアップ電源
蓄電システムをバックアップ電源として使用する場合、主に電力系統が不安定な地域や重要な負荷がかかる状況で使用されます。たとえば、家族の基本的な照明、冷蔵庫、デスクトップ コンピューターなど。商業施設のデータ室、産業施設の重要設備、飼育場の照明・換気設備など。
を設計するとき、 バックアップ電源を備えたバッテリー容量 主な目的として、主に考慮すべき点は、バッテリがオフグリッドである期間（予想される最長の停電時間）において、重要な負荷のみで必要な電力をバッテリが供給できることです。夜はPV無し。
このシナリオでは、バッテリー容量の計算は比較的簡単です。最初にバッテリ容量を決定するには、すべての重要な負荷をリストし、最長の停電時のすべての負荷の電力消費を計算するだけで済みます。
重要な商業施設を例にとると、重要な負荷はデータ センター内の 10 台のキャビネットであり、各キャビネットの消費電力は 3kW です。予想される最大停止時間は約 4 時間です。計算によると、このプロジェクトの有効バッテリー容量は 10*3kW*4h=120kWh になるはずです。したがって、この産業および商業プロジェクトのバッテリーの有効電力は、120kWhを装備するのが最適です。
さらに、上記の分析で述べたのは、 バッテリーの実効容量、しかし、バッテリーの実際の選択では、負荷の衝撃負荷、バッテリーのDOD（放電深度）、システム効率の損失、エネルギー貯蔵デバイスの性能、および期待される投資収益率も考慮する必要があります.そして、他の多くの状況。
したがって、バッテリー容量を選択する際には、家族全体の電力またはシステム全体としての使用シナリオを考慮する必要があり、最適な機器とシステム統合を選択することも特に重要です。 サプライヤー.
結論
自家製のパワーウォールを構築することは、最初は困難に思えるかもしれませんが、信じられないほどやりがいのある経験です.無事に完了したという満足感に加えて、お金を節約するのにも役立ちます。
さまざまな負荷の下で電圧と電流がどのように機能するかを理解することで、成功するために必要なコンポーネントを正確に知ることができます!
次に、適切なバッテリーを見つけて、適切な構成でハンダ付けし、最後に BMS を接続します (バッテリー管理システム）とインバータ。
忍耐強く続ければ、すぐに信頼できるものになるでしょう 太陽光発電 あなたの指先で。