家庭儲能系統整體電源解決方案

以下是家庭儲能系統整體電源解決方案的一些常見內容：

系統組成

• 太陽能電池陣列：將太陽能轉化為直流電能，是家庭儲能系統常見的發電來源。根據家庭用電需求和安裝面積，選擇合適功率和效率的光伏板。如單晶硅光伏板效率較高，多晶硅光伏板成本相對較低，可根據實際情況權衡選擇。
• 電池組：用于儲存電能，常見的有鋰離子電池和鉛酸電池。鋰離子電池能量密度高、自放電率低、壽命長，但價格較高；鉛酸電池安全性和可靠性較高，價格相對較低，但壽命較短、自放電率較高。此外，還有磷酸鐵鋰電池，具有安全性高、循環壽命長等優點。
• 逆變器：分為并網逆變器和離網逆變器。并網逆變器用于將直流電轉換為交流電并與電網連接，實現余電上網等功能；離網逆變器則將儲能電池的直流電轉換為交流電供家庭負載使用，在無電網接入或電網故障時保障家庭用電。
• BMS 管理系統：即電池管理系統，可實時監控電池的在線狀態，如單體電壓、箱體溫度、絕緣電阻等系統參數，通過電流傳感器采集充放電電流，動態計算電池的荷電狀態，并進行系統智能管理，確保電池的安全、穩定運行。
• 能量管理系統 EMS：對整個家庭儲能系統進行管理和控制，根據家庭用電需求、電網峰谷時段以及可再生能源的發電情況，合理調度能源使用，實現削峰填谷、提高光伏消納等功能，降低家庭電費支出。

電源解決方案

• BMS 單元電源解決方案：主控單元通常基于 24VDC 系統，功率一般不足 5W，可采用 LDO 將 5VDC 輸入電壓轉換為 3.3V 輸出電壓用于給 MCU 供電。系統中還需多個隔離電源，用于給 CAN 通信模塊、電壓與絕緣檢測電路、電流檢測電路供電，實現電源電路與信號電路及通信模塊隔離，減小干擾、提高穩定性以及可靠性。
• 光伏逆變器監控單元電源方案：模塊電源直接從市電上取電轉換輸出 24V，再經過非隔離轉換模塊輸出 5VDC 電壓；采用特定的電源模塊給 MCU 提供滿足功能隔離耐壓的 3.3V 工作電壓；使用隔離、高速的通信模塊，抑制電磁干擾和消除接地環路，保護系統電路免受外部網絡影響；針對逆變全橋的 IGBT 開發一款集成有 DC-DC 電源的隔離驅動器，簡化驅動控制電路的設計，提高可靠性。
• 光伏并網逆變器監控單元電源方案：AC-DC 電源的功率需考慮主控板和風扇的功率，其 24V 輸出一部分給風扇供電，另一部分給主控板供電。主控板可選用合適的 DC-DC 電源模塊給 IGBT 的驅動器、MCU 和通信進行供電。

工作模式

• 并網家庭儲能系統：模式一為光伏提供儲能、余電上網；模式二是光伏提供儲能、部分用戶用電；模式三為光伏僅提供部分儲能。市電正常時，由光伏并網系統和市電為負載供電；市電斷電時，由儲能系統和光伏并網系統聯合供電。
• 離網家庭儲能系統：模式一為光伏提供儲能和用戶用電，適用于晴天；模式二是光伏和儲能電池提供用戶用電，適用于陰天；模式三為儲能電池提供用戶用電，適用于傍晚和雨天。

應用場景與效益

• 應對電力短缺：在電力供應不穩定或經常停電的地區，家庭儲能系統可以作為可靠的備用電源，確保家庭用電的連續性和穩定性。
• 降低電費支出：利用電網的峰谷電價差，在谷電價時段充電，峰電價時段放電，可有效降低家庭電費開支。還可通過智能管理，在家庭負荷低時儲存光伏發電余電，負荷高且光伏發電不足時放電，進一步降低電費。
• 提高可再生能源利用率：結合太陽能發電系統，儲存白天產生的多余電能，供晚上或陰天使用，提高可再生能源的利用率，減少對傳統能源的依賴。