¿Cómo construir su propio Powerwall? - (Guía completa de bricolaje)
Con el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía, podemos realizar el concepto de generación de energía distribuida, aliviar la presión de transmisión de la red y reducir el uso de combustibles fósiles, que es una medida de descentralización necesaria para lograr la neutralidad de carbono o neutralidad cero. Pero los costosos sistemas de almacenamiento de energía siguen siendo prohibitivos para muchas familias necesitadas.
Pero esto no es un problema para los entusiastas de la artesanía. En lugar de comprar un powerwall costoso, quieren crear un sistema de almacenamiento de energía de bajo costo a través de sus propias capacidades.
Entonces, en este artículo, te enseñaré cómo construir tu propio powerwall, el primer paso para encender tu sistema solar.
¡Después de leer este artículo, comience con valentía su viaje artesanal y descubra la libertad de usar electricidad!
¿Qué es el Power Wall?
Powerwall se originó a partir de un dispositivo montado en la pared. batería de almacenamiento de energía de Tesla, utilizado principalmente en autoconsumo solar, cambio de carga en el tiempo de uso y energía de respaldo.
La configuración principal del sistema de almacenamiento de energía:
Un sistema completo de almacenamiento de energía se compone principalmente de: celdas de batería de almacenamiento de energía, BMS y inversor.
Entre ellos, el batería de almacenamiento de energía es principalmente un portador para almacenar y producir electricidad.
BMS mejora utilización de la batería, evita la sobrecarga y descarga excesiva de la batería, prolonga la vida útil de la batería, monitorea el estado de la batería y administra, controla y utiliza el sistema de batería.
El inversor es un dispositivo de conversión compuesto por un puente inversor, una lógica de control y un circuito de filtro, que convierte la corriente continua en corriente alterna de frecuencia constante y voltaje constante o modulación de frecuencia y modulación de voltaje.
Elija el tipo de celda de batería de almacenamiento de energía
En primer lugar, partiendo del punto de vista de seguridad más importante, la batería lifepo4 es actualmente el batería de litio más segura, y tiene muchas ventajas como alta densidad de energía, largo vida de servicio, ligero, bajo mantenimiento, etc., y se utiliza ampliamente en centrales hidráulicas, de fuego, eólicas y solares, etc. Sistema de almacenamiento de energía.
Aunque las baterías de plomo-ácido tienen un bajo costo, son propensas a accidentes con gases tóxicos y explosiones, y su corta vida requiere reemplazo y mantenimiento frecuentes. El costo aumenta con el tiempo y el rendimiento del costo es bajo.
¿Cómo elegir el BMS?
iones de litio Las baterías no requieren un BMS. para operar. Dicho esto, las baterías de Li-Ion nunca deben usarse sin un BMS. BMS previene evitar que la batería se agote o se sobrecargue. Otra función importante del BMS es proporcionar protección contra sobrecorriente a prevenir el fuego.
La buena noticia es que los módulos BMS son económicos (en comparación con el resto del paquete de baterías) y relativamente fáciles de instalar.
BMS puede proporcionarle protección contra sobrecorriente, protección contra bajo voltaje, protección contra sobretensión, equilibrio del rendimiento de la batería, equilibrio de temperatura y otras funciones.
Si tú quieres elija el BMS correcto, debe considerar factores como la clasificación de corriente máxima del BMS, y es importante asegurarse de que admita el rango de voltaje de salida correcto para su aplicación. También es importante asegurarse de que el BMS que está comprando tenga la corriente de descarga, la corriente de carga y las capacidades de conectividad correctas para su caso de uso específico.
¡Sería una ventaja tener una pantalla o Bluetooth para que pueda realizar un seguimiento del estado de la batería! Porque la mayoría de los BMS no lo hacen.
Además, maduro Paquetes de baterías de almacenamiento de energía en el mercado. Ahora tienen su propio BMS, así que asegúrese de que sea necesario complementarlo.
El harveypower El paquete de baterías lifepo4 adopta la industria N0.1 bateria CATL, BMS integrado de alto rendimiento y tiene una vida útil de diseño de hasta 20 años a un precio asequible.
Elija el inversor
Elija un inversor de acuerdo con la carga de su electrodoméstico. Tenga en cuenta que dejar el margen de carga de 20% significa que nunca ejecutará el dispositivo a plena potencia.
Por ejemplo: En un hogar con 48V y una carga de 1000W.
Carga máxima: 1000W✖(100%+20%)=1200W
Corriente máxima: 1200W➗48V=25A
Si tiene una carga de 1000w, es mejor elegir un inversor adecuado para al menos 1200W, y la batería, el BMS y el sistema inversor pueden soportar una corriente máxima de 25A.
Herramientas y piezas necesarias para Powerwall casero
| Necesidades | Funciones |
| multímetro | Un instrumento magnetoeléctrico que puede medir varios parámetros eléctricos, como corriente CA y CC, voltaje y resistencia. |
| Soldador | Componentes de soldadura y alambres |
| Máquina de soldadura por puntos | El material a soldar entre los electrodos se funde para lograr el propósito de combinarlos. |
| Cable | Transmisión de potencia y transmisión de señales. |
| Cinta de flejado de batería | Cierre el orificio de aire del electrodo positivo y aísle el aire. |
| Embalaje de PVC | Hacer la caja de la batería |
| Pistola de calor | Paquetes de baterías selladas |
Cómo construir su propio Powerwall
(1) Verifique la batería
Comprobar la consistencia de la batería y limpiarla: corriente, voltaje, resistencia, etc. Cuanto menor sea el error, mayor será el rendimiento de la batería. paquete de baterías.
(2)Conecte la batería
Coloque las baterías en orden con la polaridad de dos baterías adyacentes opuestas.
(3) Soldadura
Al soldar el terminal, fije el cable y el terminal con una mano al mismo tiempo, y la cabeza del cable solo tiene una fuga de 1 mm de longitud; sostenga el soldador eléctrico con la otra mano, aplique una cantidad adecuada de soldadura y simplemente conecte la soldadura en el puerto terminal; se requiere que la soldadura no sea demasiado. El orificio del tornillo del terminal es mayor de 2 mm. Luego haga una prueba de extracción al final para asegurarse de que la soldadura esté firme.
Al soldar cables, la longitud de pelado de los dos cables debe ser preferiblemente de 5 mm. Antes de soldar, agregue una funda termorretráctil del tamaño correspondiente. Después de soldar, use una pistola de calor para soplar la manga termorretráctil para que se encoja firmemente y no se afloje, y finalmente sáquela. Prueba para asegurarte de que la soldadura esté apretada.
(4) Instalar BMS
El BMS debe conocer el voltaje exacto de cada grupo paralelo conectado en serie. Por lo tanto, el BMS necesita conectar muchos cables. Los cables pequeños pero numerosos son los cables de detección, también llamados cables de equilibrio. Están unidos a cada punto de conexión entre los paquetes de baterías y hasta los extremos de las celdas.
Debido a que la placa BMS es un dispositivo de canal N, no tiene que conectar el cable positivo en ninguna parte del BMS. En cambio, la terminal positiva va directamente desde el paquete de baterías al conector o carga. El terminal negativo de la batería entra en la conexión B- y sale de la conexión P-.
(5)Conecte el inversor
Conexión de un inversor y un batería lifepo4 adecuadamente es de suma importancia. El batería lifepo4 Debe conectarse a los interruptores del terminal positivo y negativo del inversor, asegurándose de que todas las conexiones sean seguras no solo para garantizar la seguridad sino también para generar la máxima eficiencia. Es fundamental asegurarse de que todos los cables estén conectados correctamente.
Además, elegir adecuadamente posiciones de montaje seguras tanto para el batería lifepo4 y el inversor es absolutamente fundamental: garantizar que estén alejados de fuentes de calor o agua crearía un mayor nivel de seguridad en cualquier conjunto de electrodomésticos.
Finalmente, tener cuidado al seleccionar los tamaños de los cables de acuerdo con los requisitos de carga actuales ayudará a garantizar la protección contra fallas por sobrecarga.
Modo de trabajo Powerwall
1. Prioridad de consumo de carga: PV--batería--red
(1) La electricidad generada por la energía fotovoltaica tiene prioridad sobre la carga, el exceso de electricidad se almacena en la batería y el exceso de electricidad se vende a la red; cuando el PV es insuficiente, el la bateria esta descargada para uso de la carga.
(2) Cuando falla la red eléctrica, la carga en el extremo de salida conectado a la red no puede funcionar; pero la carga en el extremo de salida fuera de la red puede funcionar normalmente, alimentado por fotovoltaica y batería.
2. Modo de almacenamiento óptico
(1) Utilice la electricidad del batería para cargar por la noche, y la parte insuficiente se complementa con la red.
(2) La electricidad generada por la energía fotovoltaica se suministra a la batería de almacenamiento de energía y se utiliza para entregar cargas domésticas.
3. Configuración del modo económico
Si el precio de la red eléctrica es diferente en diferentes momentos, generalmente puedes configurar la carga y tiempo de descarga de la batería para evitar el consumo máximo de energía. Puedes utilizar la potencia de la red para Carga la batería por la noche y úselo para la carga durante el día, ahorrando así electricidad.
¿Cómo configurar la capacidad adecuada de la batería?
La carga debe ser considerada en la selección de la batería, ya sea que se use todos los días o como respaldo; si la capacidad de la batería es demasiado grande, habrá desperdicio, y si la electricidad almacenada se agota, la batería no se cargará por completo.
Equipos de almacenamiento de energía. Los fabricantes también ofrecen a los clientes diferentes baterías. opciones de capacidad en diversas formas. Como batería del estante del servidor, batería apilable, modulares batería todo en uno, colocación de múltiples potencias/energías de productos uno en uno y otras formas de esquemas de combinación de energía libre.
1. Aumentar la tasa de autoconsumo de la fotovoltaica
El objetivo principal de este escenario es instalar un sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica para reducir las facturas de electricidad, de modo que la energía restante del sistema fotovoltaico pueda almacenarse y utilizarse durante la noche excepto para el uso diurno.
Dividimos el consumo eléctrico de los hogares en consumo eléctrico diurno (períodos de alta generación de energía fotovoltaica) y consumo eléctrico nocturno (períodos de baja o nula generación de energía fotovoltaica). De acuerdo con el propósito anterior, el estado ideal debería ser que la electricidad generada por la energía fotovoltaica pueda satisfacer el consumo de electricidad durante el día y, después del almacenamiento, pueda satisfacer el consumo de electricidad durante la noche.
Es decir, la capacidad efectiva de la batería debe ser aproximadamente igual a la generación de energía fotovoltaica menos el consumo de energía diurna. Pero éste es sólo un estado ideal. Para evitar la redundancia de capacidad de la batería (evitando que no se pueda consumir por la noche), también Es necesario garantizar que la potencia efectiva de la batería no supera el consumo de energía por la noche.
Esto requiere que tengamos una comprensión más precisa de la ley del consumo de electricidad de los hogares y que estemos familiarizados con las reglas para establecer el nivel de prioridad del suministro de energía en el sistema de almacenamiento de energía.
Una familia está equipada con un sistema fotovoltaico de 5kW y la generación de energía diaria es de unos 17,5kWh. El consumo medio diario de electricidad de un hogar es de unos 20kWh, de los cuales el consumo medio diario de electricidad es de 5kWh durante el día y 15kWh por la noche.
Entonces, la efectiva potencia de la bateria debe ser aproximadamente igual a 17,5-5=12,5kWh, y esto también cumple con la condición de no exceder el consumo de energía nocturno (12,5kWh≤15kWh). Por tanto, la mejor batería disponible para esta familia es de 12,5kWh.
2. Energía de respaldo
Cuando el sistema de almacenamiento de energía se utiliza como fuente de energía de respaldo, se usa principalmente en áreas con redes eléctricas inestables o situaciones con cargas importantes. Por ejemplo, la iluminación básica, refrigeradores, computadoras de escritorio, etc. de la familia; la sala de datos del local comercial, los equipos importantes del local industrial, los equipos de iluminación y ventilación del criadero, etc.
Al diseñar el Capacidad de la batería con energía de respaldo. Como objetivo principal, la consideración principal es que la batería pueda suministrar la energía requerida por la carga importante por sí sola cuando la batería esté fuera de la red durante el tiempo más prolongado (el tiempo de corte de energía más largo esperado), incluida la necesidad de considerar el caso de No hay PV por la noche.
En este escenario, la capacidad de la batería es relativamente fácil de calcular. Solo necesita enumerar todas las cargas importantes y calcular el consumo de energía de todas las cargas durante el corte de energía más largo para determinar la capacidad de la batería inicialmente.
Tomando un lugar comercial importante como ejemplo, la carga importante es de 10 gabinetes en el centro de datos, y el consumo de energía de cada gabinete es de 3kW. El tiempo de interrupción máximo esperado es de aproximadamente 4 horas. Según los cálculos, la capacidad efectiva de la batería de este proyecto debería ser de 10*3kW*4h=120kWh. Por lo tanto, la potencia efectiva de la batería para este proyecto industrial y comercial es mejor equipada con 120kWh.
Además, lo que mencionamos en el análisis anterior es el capacidad efectiva de la batería, pero la selección real de la batería también debe tener en cuenta la carga de impacto de la carga, la DOD (profundidad de descarga) de la batería, la pérdida de eficiencia del sistema, el rendimiento del dispositivo de almacenamiento de energía y el retorno esperado de la inversión . Y muchas otras situaciones.
Por lo tanto, al elegir la capacidad de la batería, es necesario considerar la potencia de toda la familia o los escenarios de uso como un sistema general, y también es particularmente importante elegir la mejor integración de equipos y sistemas. proveedores.
Conclusión
Construir un powerwall casero puede parecer desalentador al principio, pero es una experiencia increíblemente gratificante. Además de la satisfacción de completarlo con éxito, también te ayuda a ahorrar dinero.
¡Al comprender cómo funcionan el voltaje y la corriente bajo diferentes cargas, sabrá exactamente qué componentes necesita para tener éxito!
Luego busque las baterías adecuadas, suéldelas en la configuración adecuada y finalmente conecte su BMS (sistema de gestión de batería) y el inversor.
Con paciencia, pronto disfrutarás de servicios confiables. almacenamiento solar en la punta de tus dedos.