計算方法 家庭用バックアップ・バッテリー・システム 容量：負荷推定技術。送電網がダウンすると、バックアップ電源は "あったらいいな "から "スコアボード "に変わります。経験上、バッテリーの性能に関する問題のほとんどは、負荷推定に根ざしたサイジングエラーであることが証明されています。これを解決するために複雑なシミュレーションは必要ありません。 ライトサイジング 高価な遊休容量にコストをかけることなく、重要な回復力を確保する。
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ステップ1：バックアップ電源の目標を明確にする（家庭全体とクリティカル負荷の比較）
最初の決定はハードウェアの決定ではない。スコープの決定だ。
バッテリー・バックアップには2つの一般的なアプローチがある：
- 家庭全体のバックアップ停電中もほぼすべての負荷がオンラインである場合
- クリティカル・ロード・バックアップ厳選された必須回路のみがサポートされる
全館バックアップは魅力的に聞こえるが、正直に値段をつけるまでは。セントラル空調、電気調理、EV充電は、"ちょっとした追加 "ではない。桁が変わるのだ。そのため、ほとんどの家庭や多くの小規模な商業施設では、最終的には クリティカルロード 戦略だ。
本当に譲れないものを見極めることから始めよう：
- 冷凍
- 医療機器または実験機器
- Wi-Fiとネットワーク
- 主要エリアの照明
- 排水ポンプまたは井戸ポンプ
この選択によって、インバータのサイジング、バッテリ容量、パネル構成、設置の複雑さが決まる。実際には、うまく設計された重要負荷システムは、ドルあたり最高の回復力を発揮し、実際の停電時の管理もはるかに容易である。
ステップ2：家庭のエネルギー負荷分析の実施方法
1日のエネルギー消費量（kWh）の調べ方
光熱費の請求書という、最もシンプルな情報源から始めましょう。ほとんどの請求書には、毎月のエネルギー使用量がキロワットアワー（kWh）単位で記載されています。年間データがある場合、簡単な平均値は次のようになります：
日平均kWh＝年間kWh÷365
スマートメーターデータやエネルギーモニタリングシステム（Sense、Emporia、Schneider Wiserなどお好みで）もあれば、時間ごとのピーク、平日と週末の行動、負荷のクラスタリングなど、より詳細な洞察を得ることができます。エンジニアはこのデータを好む傾向があります。
ひとつ重要な注意事項がある： 家庭の総消費量とバックアップ負荷は同じではない.バックアップのサイジングは、あなたが何をすべきかについてです。 携帯するつもり 停電の間、先月使ったものすべてではなく
クリティカルロードとは何か？
停電時にサポートする予定の全デバイスのリストを作成する。それぞれについて、以下のことをメモしてください：
- 定格出力（ワット）
- 1日の推定運転時間（時間）
- 起動電流やサージ電流が大きいかどうか
通常、機器の銘板、取扱説明書、またはエネルギー・ガイド・ラベルに定格電力が記載されています。重要な違いは 連続電力とサージ電力の比較.冷蔵庫は一日の大半で200ワットを消費し、コンプレッサーが始動すると800～1,200ワットに急上昇する。このスパイクによって、インバーターのサイズ不足が露呈することがよくある。
ステップ3: 電力とエネルギーの総需要を計算する (kW & kWh)
計算自体は簡単だ：
総エネルギー（kWh）＝Σ（機器電力（kW）×使用時間
例
- 冷蔵庫0.2 kW × 24 h = 4.8 kWh
- 照明0.1 kW × 6 h = 0.6 kWh
- インターネット＋ネットワーク：0.05 kW × 24 h = 1.2 kWh
1日の総臨界負荷量 6.6 kWh
そこからバッファーを追加する。A 15-20%マージン が妥当である。負荷は重複し、人々は停電中に習慣を変え、効率は現実の世界では決して固定された数字ではない。
インバータのサイジングにサージ電力が重要な理由
バッテリー容量（kWh）でわかること どのくらい 運転できる。インバーター出力（kW）でわかること 何 走ることができる。
高サージ負荷-空調コンプレッサー、井戸ポンプ、冷蔵庫-は、しばしばインバーターの選択を左右する。毎日のエネルギー必要量が控えめに見えても、モーター負荷が始動しようとした瞬間に弱いインバーターが故障することがある。その時、誰かが必ずこう聞くのだ。"でも、バッテリーは十分あるのに・・・なぜ停止したのだろう？"と。
これは、最も一般的な買い手の間違いの一つである。 kWとサージ能力がゲートキーパー.
ステップ4：バックアップ電源が必要な期間は？(自立日数）
バックアップ期間は楽観論ではなく、現地の現実に基づくべきである。
短時間の日常的な停電が発生する地域もある。また、沿岸部のハリケーン地域、農村部のフィーダー、冬の暴風雨地帯などでは、数日間にわたる停電が発生する。そこで 自治の日 グリッドからの入力がない状態で、どれくらいの時間システムを稼働させなければならないか、ということである。
典型的な計画目標には以下が含まれる：
- 4～8時間短い停電や不安定な送電網の日
- 24時間宿泊＋全営業日
- 2～3日深刻な天候回復力
自律性が長いということは、通常バッテリー容量が増えるということである。調達の観点からは、自律性はコストをつり上げやすい要件でもあるため、慎重に定義する価値がある。
バッテリーのDoDと使用可能容量への影響とは？
定格バッテリー容量を、毎回ゼロにする燃料タンクのように扱うことはできない。
放電深度（DoD） バッテリーの定格エネルギーのうち、安全に使用できる量を定義する：
- リチウムイオン（特に LiFePO₄）：通常 80-90% DoD
- 鉛蓄電池：一般的に50%程度に制限される。
従って、使用可能な容量ということになる：
使用可能kWh = 定格容量 × DoD
90% DoDの10kWhリチウム電池は、およそ9kWhの使用可能エネルギーを供給する。
システム効率が最終計算に与える影響
エネルギーは充電、放電、変換の際に失われる。インバーター、配線、バッテリー管理のオーバヘッドがすべて寄与している。
ほとんどの住宅用システムの実用的な仮定は 10-15% 合計損失.純粋に銘板の数字だけでサイズを決め、効率を無視すれば、現実の稼働時間はほとんどの場合、期待を下回ることになる。
すべてを一つにする：
必要容量（kWh）＝（1日の限界負荷×自立日数）÷（DoD×システム効率）
例
- 1日の限界負荷7 kWh
- 自主権：2日間
- 国防総省：90% (0.9)
- 効率: 85% (0.85)
必要容量 18.3 kWh
これによって、設置業者やサプライヤーとの会話で、営業上の主張ではなく、仮定に基づいた防衛可能な数字を提示することができる。
バイヤーのためのスペックシート・チェックリスト（購入前に確認すべきこと）
必要なエネルギー量は計算でわかります。データシートは、実際のシステムがそれを実際に供給できるかどうかを教えてくれます。
バッテリーとインバータの仕様を確認する際は、以下の点を確認してください。 すべて 見出しのkWh数だけでなく、次のようなものもある：
- 規定のDoDにおける使用可能容量（kWh） メーカー指定の放電深度で、どの程度のエネルギーが利用可能か、またどのような運転条件下で利用可能かを確認する。
- 連続電力（kW）＋ピーク／サージ電力（kW）＋サージ継続時間 連続出力は、何が安定して運転できるかを決定する。サージ電力と継続時間は、モーターやコンプレッサーが確実に始動するかどうかを決定する。
- 最大充電出力と充電時間（kW） これは、太陽電池や発電機からバッテリーをどれだけ早く補充できるかを規定するもので、数日間の停電には欠かせない。
- 往復効率の仮定 効率の数値がDC-to-DCかAC-to-ACか、またインバータの損失が含まれているかどうかを確認する。
- 温度ディレーティング範囲 出力と使用可能容量は温度によって変化する。実験室以外の場所で性能を確認する。
- 保証期間：年数、サイクルまたはスループット、除外事項 保証期間の枠を超えて、サイクル限界、エネルギー処理能力の上限、運転上の制約を理解する。
- サービスおよびメンテナンスの要件 監視、ファームウェア・サポート、交換手順、オンサイト・サービスに関する期待事項を明確にする。
このチェックリストは、購入するシステムが計算どおりの性能を発揮できるかどうかを確認するのに役立ちます。紙の上だけでなく、現場で.
高度なサイジング要因ソーラー、気候、将来性
ソーラーパネル統合のためのサイジング
太陽光発電が計画の一部である場合、バッテリーのサイズは毎日の充電可能量を考慮する必要があり、それは季節によって異なる。
北欧や米国中西部での冬の生産量は、夏の生産量よりも劇的に低くなる可能性がある。バックアップに重点を置いた設計の場合 ワーストシーズン成績年平均ではない。そうでなければ、このシステムは紙の上では素晴らしいものに見えるが、コンディションが最も厳しいときには期待を裏切ることになる。
充電戦略：エネルギーギャップが方程式の半分にすぎない理由
サイジング計算では、停電を乗り切るために必要なエネルギー量がわかる。現実世界の回復力は、そのエネルギーがどれだけ速く供給されるかにも左右される。 交換.
実際のところ、システムがしばしば失敗するのは、能力が不足しているからではなく、次のような理由からである。 充電が追いつかない 停電サイクルの間。
主な考慮事項は以下の通り：
- ソーラー充電機能 1日の太陽光発電量は、特に長時間の曇天時には、1日の臨界負荷＋損失を上回らなければならない。
- 発電機アシスト充電 発電機を使用する場合は、バッテリーとインバーターが過度のサイクルストレスを与えることなく高率充電をサポートしていることを確認する。発電機のサイズは、負荷サポートと再充電の両方のニーズに合わせるべきである。
- 充電率制限と停電パターン 充電速度の遅い大型バッテリーは、急速充電が可能な小型システムよりも性能が劣る可能性がある。
エンジニアリングの観点からは、キャパシティは1回でどれだけ長持ちするかを定義するものだ。 再充電戦略は、度重なる停電に耐えられるかどうかを決定する。
気候と気温がバッテリーのサイジングに与える影響
寒さは利用可能な出力を低下させ、熱は老化を促進する。極端な気候では、適度なオーバーサイジングと思慮深い熱計画が、性能と寿命の両方を向上させることが多い。
設置場所も重要だ。屋内の温度的に安定した環境は、一般的に屋外設置よりも長期的に優れています。
将来の成長計画（EV、家の増築）
負荷が横ばいになることはほとんどない。EV充電、ヒートポンプ、そして幅広い電動化のトレンドが需要を押し上げる。
モジュラー・バッテリー・システムは、後から容量を拡張することが可能で、初日に過剰なサイズにするよりも経済的な場合が多い。
避けるべき一般的なサイズの間違い
- 実際の利用パターンを過小評価
- DoDと効率損失の無視
- kWとサージを見落とし、kWhだけに注目する
- 将来の負荷増加を忘れる
これらはエッジケースではなく、バックアップシステムが期待に応えられない最も一般的な理由である。
DIYサイズ計算機とプロのインストーラーの比較
オンライン計算機は、大まかな見積もりや初期の計画に役立つ。
負荷が複雑になったり、医療機器、遠隔作業インフラ、重要な冷蔵設備など、現場に重大な影響が及ぶようになれば、専門家による監査を受ける価値があります。なぜなら、システムは表計算ソフトの中で故障するのではなく、面倒な実際の停電の中で故障するからである。
ケーススタディ2,500平方フィートの住宅用バッテリーシステムのサイジング
最近のプロジェクトでは、ホームオフィスと医療機器を備えた2,500平方フィートの住宅が優先された：
- 冷凍
- 照明
- ネットワーキング
- 1つのHVACゾーン
1日の限界負荷~目標自律性：2日間
DoDと効率を考慮した結果、最終的な勧告は以下のようになった。 20kWhHVACの起動サージに対応できるインバーターと組み合わせた。全戸方式と比較して、システム・コストを30%以上削減すると同時に、すべての回復力目標を達成した。
結論
真のバッテリーサイジングは、最適なランタイムと価値を保証するために、スペックシートの最大値よりも実際の負荷と将来の柔軟性を優先します。ハードウェアにコミットする前に、負荷リストを私たちと共有してください-私たちは、高価な驚きを防ぐためにあなたの仮定を正直にチェックします。 お問い合わせ に対して カスタマイズされたホームバッテリー・ソリューション.
よくあるご質問
セントラル空調には何kWh必要ですか？
セントラルACシステムは、運転中に3～5kWの電力を消費することが多く、起動時のサージはさらに大きくなります。ほとんどのバックアップ設計は、ランタイムを制限するか、バッテリーサイズを合理的に保つために単一ゾーンをサポートします。
バッテリーシステムを後から拡張できますか？
はい。最近のシステムの多くはモジュール式で、需要の拡大に応じて容量を追加できる。
kWとkWh：バッテリーの違いは？
kWは瞬間的な電力を、kWhは時間的な総エネルギーを測定します。信頼性の高いバックアップには、両方のサイズを正しく設定する必要があります。
家庭用バッテリー・システムの寿命は？
リチウムベースのシステムは、運転条件にもよるが、一般的に10～15年の耐用年数または数千回のサイクルを提供する。
バッテリーのバックアップに重要負荷パネルは必要ですか？
ほとんどの場合、そうです。専用の重要負荷パネルにより、重要でない負荷でバッテリーを消耗することなく、必要な回路を確実にサポートします。