澳洲采用 LTO 电池的三相系统设计

在澳大利亚生活百科




O.P.

我正在尝试为我的家设计和采购太阳能+电池系统,但在尝试找到满足我的要求的产品组合时遇到一些困难,并且想知道这里是否有人构建了类似的系统或者可以提供任何建议。

我正在考虑在 3 个屋顶面(西北和西南)安装约 15kW 的太阳能。
能够安装如此数量的太阳能并允许输出到电网,我希望将电源从单相升级为三相(也允许将来安装 20kW 电动汽车充电器,因为我计划下一辆车是电动汽车)。

我希望拥有一个可以运行整个房子(包括高功率设备)的电池系统,这样我就可以最大限度地提高我的个人消耗(如果需要电池,晚上运行烤箱、空调),并在发生故障时为整个房子提供备用电源停电。

我一直在研究钛酸锂电池 (LTO),并且希望安装采用这种化学成分的电池,因为它们的使用寿命更长、充电/放电率更高且起火风险更低。我正在考虑安装大约 16-20kWh 的电池,足以在停电期间让房子在一年中的大部分时间里运行一天左右。

我希望系统能够支持黑启动(可以在停电且电池耗尽后启动逆变器充电)。

我也有兴趣将能源零售商切换为 Amber Energy,这样我就可以利用可变的能源价格来购买能源当价格便宜时,将其存储起来供以后使用,或者当价格较低或为负值时,将产生的太阳能存储在电池中,然后当价格较高时将多余的能量卖回电网。因此,我应该能够使用略大的电池来满足即时需求。

我计划将这一切连接到一个家庭自动化系统(基于家庭助理)中,该系统可以管理和安排家庭内的负载(主要是空调、热水),因此对所有组件进行本地访问/控制非常重要 - 我不想依赖某些云服务才能获得访问逆变器/电池的数据或控制其运行模式等。

我是一名软件工程师和电子产品修补工,因此很高兴构建自定义自动化和设备来处理 CAN/Modbus 通信/rs485/等。如果需要将组件集成到系统中。

到目前为止,我见过的家用 LTO 电池唯一真正的商业选择是 Zenaji Aeon 电池。我见过一些人用原始电池构建自己的 LTO 电池组,但这并不是我真正愿意走的路线。

然而,使用这些电池的主要困难是它们似乎只与少数能够编程为这些电池所需的各种充电电压水平的逆变器兼容。

在兼容的逆变器中,唯一具有足够容量的逆变器可以使用 15kW 太阳能运行整个房子的三相似乎如下:
- Victron MultiPlus-II/Quattro
- Schneider XW Pro
- SElectronic SP Pro

Each其中需要 3 个逆变器连接在一起为 3 个相位供电。

其中似乎只有 Schneider XW Pro 拥有必要的标准批准,以支持将多余的电力从电池输出到南澳大利亚的电网。

因此,我正在考虑安装一个带有 3x XW Pro 和 3x Conext MPPT 100 600 太阳能充电控制器的系统,以直流耦合配置连接太阳能电池板,并准备启动这样的系统系统将在新年伊始推出。

然而,施耐德似乎正在停产 XW Pro 和相关的 MPPT 太阳能充电控制器,而且这些产品似乎已经从批发商价格表中消失了。上周左右。
例如请参阅
- https://solar.se.com/au/en/product/conext-mppt-100-600-6kw-solar-pv-charge-controller/
- https://solar.se.com/au/en/product/xw-pro-230v/

因此,据我所知,这意味着市场上将不再有产品可以使用 LTO 电池,支持 15kW 太阳能,通过单个电池组以三相运行整个房屋,并将电池的电力输出到 SA 的电网。

这是正确的吗?

有人知道可以支持此功能的任何替代配置吗?

在不久的将来是否有任何人知道可以支持此功能的产品?

或者做我必须放弃将电力从电池输出到电网的能力,而选择 SP Pro 或 MultiPlus?

任何指导将不胜感激!



评论

SMA Sunny Island 将满足您的需求,最近已通过并网系统认证,与 Zenaji BMS 兼容。



评论
此 POst 已编辑

我多年来一直在研究和比较 LTO 电池,最终选择了 LiFePO4。

LTO 在生命/循环和充电/放电方面非常出色,但是很重、昂贵,而且容量与尺寸/重量相比不太好。
几年前发现它们对于汽车音响有多好后,它们突然变得非常昂贵。

您真的需要电池吗与更便宜、更轻、能量密度更高、几乎同样安全、充电/放电率稍低但仍能持续十年或更长时间的东西相比,它可以持续 50 多年?

听起来如果您想要并网并且能够在电网出现故障时继续为电池充电,那么您也需要一个混合逆变器。

Fronius 似乎有一些不错的逆变器,但是这么说时,我搭配 Goodwe GW5000-ES-20 与我构建的 48V LiFePO4 组结合使用。
许多“更便宜”的混合逆变器(如 Goodwe)也可以并联。



评论< BR>

好吧,你在这里反对一些事情

1) 如果你想要一个能够合法连接并馈入电网的大型逆变器,那么你正在谈论高压电池组 - 否则目前的收视率变得非常高非常快。

2)LTO 理论上很棒,但现实是,作为一种边缘产品,它永远不会有规模经济来压低价格。

3) 我不知道有谁用 LTO 电池制作高压电池组,您可以在上面签字。

如果您查看我的电网套利线程,您会发现请参阅一篇关于我如何与 AMber 作为我的提供商解决此问题的文章。

我的系统正在不断发展(尽管目前处于搁置状态,因为我们正在做出一些关于明年是否出售和搬迁的决定)

但是,如果我现在重新开始 – 我会购买一款新的固德威 ET 混合动力系列(特别是 25KW 或 30KW 装置) – 他​​们提供 3 个 MPPT,并且支持两个 HV 电池组(等待经固德威确认,两个端口上可能是不同品牌/型号的高压电池组)。

我会在第一个端口上放置一个固德威支持的约 20Kwh 的电池组,然后在第一个端口上放置一个回收的特斯拉 LiFeP04 电池组第二个端口。

我有时也是一名软件工程师/黑客,虽然 LTO 和奇怪而美妙的声音听起来既有趣又性感 - 你只想要一些能工作且可靠的东西。

我当前的系统花了很长时间才达到现在的水平,但使用 3 个固德威单相交流耦合逆变器(每个逆变器配有 13.3Kwh 电池),非常可靠。它仍然不是我可以与房子一起出售的东西,因为它需要一个自动化系统来有效运行它,所以当我们搬家时(如果我们搬家的话),它可能会被撕下来并带走

克雷格

评论

对此进行更新 - 来自固德威的 Mike 张确认,新型 ET 15-30KW 逆变器确实支持具有两个电池端口的设备上的不同类型的电池( 25Kw 和 29.9Kw) – 因此您可以在一个端口上安装(例如)比亚迪堆栈,在另一个端口上安装 GoodWe Lynx 等

Craig



评论
O.P.

抱歉延迟回复。我写了一个很长的回复,当我尝试提交时,浏览器吃了它,因为它希望我再次登录...

bakels 写道...

< p>施耐德似乎正在停产 XW Pro 和相关的 MPPT 太阳能充电控制器,这些产品似乎在过去一周左右的时间里从批发商价格表中消失了。

我有供应商对此进行了更新,称施耐德实际上正在退出澳大利亚的太阳能产品。

因此,即使我仍然可以找到一些逆变器来安装,但缺乏持续的支持/备件-零件会是一个担心。

zeta 写道...

SMA Sunny Island 将满足您的需求,最近通过了电网连接系统认证,兼容Zenaji BMS。

感谢您的指点,我没有意识到 Sunny Island 已获得电网出口认证。

我一直在研究 SMA 套件产品更多细节,并对与施耐德设备的差异有一些问题/评论。如果我的理解有错误,请纠正。

阳光岛认证为并网逆变器,而不是像XW Pro那样的多模逆变器。不过,我并不完全清楚这两种分类之间的技术差异是什么。是否有关于它们之间差异的描述?Sunny Island 似乎旨在与 Sunny Boy/Tripower/Tripower X 逆变器进行交流耦合,而不是像 Conext MPPT 那样进行直流耦合。Sunny Island 并不位于电网之间和负载,而是与两者并行运行。这意味着您需要有一个单独的电网隔离/防孤岛装置,以便在电网停电时断开与电网的连接。“阳光岛”似乎能够充当电池备份系统,但不一定能够充当一个不间断电源。如果发生电网断电,Sunny Island 将关闭电源,然后将本地电路与电网隔离(通过连接的继电器),然后再次通电(房屋内可能有几秒钟没有电源)。然而,当电网恢复供电时,它可以无缝切换回电网。 (顺便说一句,如果它已与电网隔离,它如何检测电源何时恢复?)是否可以将 Sunny Island 配置为切换到电池备份,而没有明显的延迟(例如 <50 毫秒),以便大多数设备获胜没注意到吗?使用 Sunny Tripower 逆变器,太阳能可分布在三相上。太阳能电池板的全部功率不一定能输送到单相(例如,Tripower 8.0 只能输送约 3.4kW 到单相,Tripower X 20 只能输送约 7.5kW 到每相)。如果您处于电网停电状态,并且三相负载不平衡?例如,假设您的空调在第一相上消耗 5kW,在其他两相上消耗 <500W 的负载,并通过一个太阳能发电系统产生约 8kW 的负载。 Tripower 8.0。
Tripower 8.0 是否将达到其极限(例如 3.4kW)的电力发送到第一阶段,并将剩余的太阳能发电分布到其他两个阶段?然后,第 2/3 阶段的“阳光岛”是否会将这些电力传输到第 1 阶段“阳光岛”可以从中获取的直流母线,为第 1 阶段所需负载的平衡供电,多余的部分用于为电池充电?如果电池已充满,Sunny Island 是否能够与 Tripower 通信,使其减少输出,仅为负载供电,并避免向电池提供任何额外电力?或者系统是否完全关闭 Tripower 输出,然后在耗尽电池和耗尽太阳能 + 给电池充电之间交替?我已通读数据表和操作手册,但似乎没有很多详细信息这些设备的操作模式以及它们如何在系统中交互。

Stable Idiot 写道...

您真的需要一块可以持续 50 多年的电池吗?更便宜,更轻,具有更高的能量密度,几乎同样安全,充电/放电率稍低,并且仍然能够持续十年或更长时间?

好问题。

使用设计寿命仅为 10 年的电池的一个问题是可能产生的电子垃圾量,在系统的使用寿命内必须使用 2-3 组电池。

<另一个问题是能够使用电池为高功率设备(如空调、烘干机等)供电,以便能够最大限度地提高自身消耗,或者在停电期间继续运行它们。我看过的许多 LiFePo 电池系统似乎仅限于 5kW 输出,通常会因空调启动等大功率消耗而过载。因此,LTO 电池在不降低电池性能的情况下提供高电流突发的能力非常有吸引力。

也许您只需要并联更多的 LiFePo 电池即可增加您可以汲取的最大电流?
(以及可以转换这么多功率的合适逆变器)。

当然,从纯粹的经济角度来看,LiFePo电池的前期成本较低,允许更大的容量,并且可能有更短的支付-回时期。但在系统的整个生命周期(例如 25-30 年)内,尚不清楚这是否会带来净节省。

但也许在未来几年内,配备 V2H/V2G 的电动汽车将得到更广泛的应用更改一些有关家用电池配置的方程式?

curto 写道...

1) 如果您想要一个可以合法连接的大型逆变器,馈入电网,那么您就在谈论高压电池组 - 否则电流额定值会变得非常高非常快。

是的,电流额定值确实会变得非常高。根据我的计算,三相 XW Pro 设置需要大约 400A 直流母线,以允许汲取足够的电流以满容量运行每个相。

新宣布(但尚未发布)的 Zenaji Endless 电池应该能够配置为串联运行,因此理论上可以与使用更高电压直流母线的逆变器一起使用。但这些电池将会更加昂贵,而且听起来至少还要再过 6 个月才能使用。

curto 写道...

固德威的 Mike 张确认,新型 ET 15-30KW 逆变器确实支持具有两个电池端口(25Kw 和29.9Kw) – 这样您就可以在一个端口上安装(例如)比亚迪堆栈,在另一个端口上安装 GoodWe Lynx 等

感谢您的更新。
我一定会研究 GoodWe逆变器。
我最初没有研究它们,因为它们与 LTO 电池不兼容。



评论

FWIW 我做了 – Victron MultiPlus-II不久前在南澳大利亚采用了三相解决方案,当时有一个窗口批准安装。和他们在一起很开心。不确定他们是否希望获得重新批准。



评论
O.P.

贝克尔斯写道...

阳光岛被认证为并网逆变器,而不是像XW Pro那样的多模式逆变器。不过,我并不完全清楚这两种分类之间的技术差异是什么。有没有描述它们之间的区别?

经过更多研究,似乎区别在于多模式逆变器有一个单独的独立电路为未连接到电网的负载供电,而并网逆变器是输入/输出/负载连接到与电网相同的电路的逆变器。

这通常意味着您需要在负载/逆变器和电网以在电网断电期间提供备用电池。而多模式逆变器通常内置这种隔离。我认为这也意味着,一旦电网隔离设备与电网断开连接,备用电池只会在几秒钟后启动。

我在研究 SMA Sunny Island 时发现的另一个数据点是Zenaji Aeon 电池似乎存在一些兼容性问题 - 如本文所述。然而,根据 Zenaji 网站上于 2023 年 12 月更新的兼容性列表,SMA Sunny Island 似乎仍然被列为兼容。该文章中的问题是否得到解决?

使用 Sunny Tripower 逆变器,太阳能分布在三个阶段。太阳能电池板的全部功率不一定能输送到单相(例如,Tripower 8.0 只能为单相输送约 3.4kW,Tripower X 20 只能为每相输送约 7.5kW)。如果您处于电网中断并且三个阶段的负载不平衡,那么这是如何工作的?

通过阅读更多论坛(手册没有说明其工作原理),我的理解是指有负载的相输出的功率直接被负载消耗,其他相Tripower输出的功率经过相应的Sunny Island逆变器转换后送入直流母线。然后,Sunny Island 连接到带有负载的相,然后转换该直流电源(如果需要,还可以加上一些电池)来为负载供电。

因此,假设负载位于第 1 相,第 2 相和第 3 相的电流最小负载,然后我们有:

Tripower(33% 输出)-> AC(第 1 相)-> 负载
Tripower(33% 输出)-> AC(第 2 相)-> Sunny Island(第 1 相) 2) -> 直流母线 -> 电池/Sunny Island(第 1 相) -> 负载
Tripower(33% 输出) -> 交流电(第 3 相) -> Sunny Island(第 3 相) -> 直流母线 -> 电池/ 阳光岛(第 2 阶段)-> 加载


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