5 كيلوواط طاقة شمسية منزلية: PV أحادي الطور 220 فولت + BESS 5 كيلوواط/10 كيلوواط ساعة استهلاك ذاتي تحليل معمق
5 kWp كهروضوئي · نظام تخزين طاقة منزلي 5 kW/10 kWh (ساعتان) · 220 فولت أحادي الطور · منع التغذية العكسية (تصدير صفري)
1 · TL;DR Conclusion
الخلاصة: هذا المنزل بقدرة 5 كيلوواط يشغل نظامًا أحادي الطور 220 فولت مع 5 كيلوواط ذروة كهروضوئية + بطارية منزلية 5 كيلوواط/10 كيلوواط ساعة في وضع الاستهلاك الذاتي (تصدير صفري) — إجمالي المُكوِّن ≈ 17,678 دولار، EPC ≈ 5,500 دولار، فترة استرداد 4 سنة، معدل العائد الداخلي 25.51%، عائد الاستثمار 514% على مدى 25 سنة، 3.01 طن CO2 يتم تجنبها سنويًا (على مستوى الجدوى).
- •تغذية جهد منخفض أحادية الطور 220 فولت؛ 5 كيلوواط مركبة → 4 كيلوواط طلب، stdKva 4، حصة متجددة 100%
- •5 كيلوواط ذروة كهروضوئية ≈5,016 كيلوواط ساعة/سنة (P50)، 0.8 استهلاك ذاتي → 4,013 كيلوواط ساعة مستهلكة ذاتيًا + 1,003 كيلوواط ساعة فائض
- •نظام تخزين طاقة البطارية 5 كيلوواط/10 كيلوواط ساعة (ساعتان، 768 فولت تيار مستمر) + جهاز منع التغذية العكسية (تصدير صفري) — احتياطي + تقليص الذروة
- •الاقتصاد: 5,500 دولار EPC، فترة استرداد 4 سنة، معدل العائد الداخلي 25.51%، عائد الاستثمار 514% على 25 سنة، تكلفة الطاقة المستوية 0.1137 دولار/كيلوواط ساعة، صافي القيمة الحالية ≈ -532 دولار (هامشي)
- •تحذير: انخفاض الجهد V1 بنسبة 5–7% (أحادي الطور)، تخزين V8 ساعتين < أساس تقليص الذروة 4 ساعات
2 · Solution Overview
نظام شمسي منزلي بقدرة 5 كيلوواط هو أصغر حجم في أداة التكوين: اتصال أحادي الطور 220 فولت، وخلايا كهروضوئية على السطح بحجم يناسب حمل المنزل، وبطارية منزلية لنقل الطاقة الشمسية النهارية إلى المساء. الاستهلاك الذاتي مع عدم التصدير (منع التغذية العكسية) هو الوضع الافتراضي في ظل قيود التغذية السكنية.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 0.22 kV | base | 0 kW | 0% |
| Solar PV 5 kWp | variable | 4 kW | 100% |
| BESS 5 kW / 10 kWh | variable | 0 kW | 0% |
3 · Design Process & Rationale
1. تحديد المتطلبات
حمل منزلي 5 كيلوواط (إضاءة 1.5 كيلوواط + أجهزة 3.5 كيلوواط)، إمداد أحادي الطور 220 فولت، أكبر محرك 1.5 كيلوواط.
2. الحمل والتصنيف
لا يوجد حمل حرج/مصنف؛ الطلب 4 كيلوواط (معامل تنوع 0.8).
3. تحجيم الطاقة الشمسية
5 كيلوواط ذروة على السطح ≈ 5,016 كيلوواط ساعة/سنة (1,200 ساعة حمل كامل، PR 0.836).
4. تحجيم نظام تخزين البطاريات
بطارية منزلية 5 كيلوواط/10 كيلوواط ساعة (ساعتان)، 768 فولت تيار مستمر، لنقل الاستهلاك الذاتي + النسخ الاحتياطي.
5. تصدير صفري
antiExport=yes → إضافة حماية ضد التغذية العكسية (الطاقة العكسية) تلقائيًا.
6. الاتصال بالشبكة
220 فولت أحادي الطور، حماية ضد الجزر الكهربائي + قياس وفق كود الشبكة المحلي (بانتظار الموافقة).
Pain Points → Solution → Evidence
التغذية العكسية للشبكة مقيّدة أو غير مجدية
الاستهلاك الذاتي + منع التغذية العكسية بتصدير صفري
antiExport=yes; جهاز منع التغذية العكسية يُضاف تلقائيًا ($1,800)
ذروة الطاقة الشمسية عند الظهيرة لكن المنزل يستهلك في المساء
نظام تخزين 10 kWh ينقل ساعتين من الطاقة الشمسية
storageHours 2; تقليص V24 يوفر $949/سنة (فرق $0.13)
هبوط الجهد أحادي الطور وحدود الكابل الصغير
كابل 16 mm² + تصحيح معامل القدرة
V1 يحذر من هبوط 5–7% — كبّر الكابل أو حسّن معامل القدرة
الأنظمة الصغيرة تبدو هامشية على الورق
اقتصاد صادق: القيمة هي المرونة + الاستهلاك الذاتي
فترة استرداد 4 سنة، IRR 25.51%، NPV ≈ -$532 — الدعم/TOU يحسّنها
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| قدرة PV | 5 كيلوواط ذروة | 5,016 كيلوواط ساعة/سنة (P50)، PR 0.836 | 100% متجددة، تغذي 4 كيلوواط محدودة بمساحة السطح / التظليل |
| قدرة BESS | 5 كيلوواط / 10 كيلوواط ساعة (2 ساعة) | الاستهلاك الذاتي + النسخ الاحتياطي | 768 فولت تيار مستمر، خلايا 280 أمبير ساعة V8: 2 ساعة < 4 ساعات أساس تقليص الذروة — وسّع لمراجحة TOU |
| الاستهلاك الذاتي | 0.8 | selfUseRatio الافتراضي | 4,013 كيلوواط ساعة مستهلكة ذاتيًا، 1,003 كيلوواط ساعة فائض أعلى مع بطارية أكبر |
| تصدير صفري | antiExport=yes | تقييد التغذية | مضاد التغذية العكسية يضاف تلقائيًا القياس الصافي مسموح → اضبط antiExport=no |
| الاقتصاد | 5,500 دولار EPC | نطاق PV + BESS | استرداد 4 سنة، IRR 25.51% هامشي عند 5 كيلوواط — الدعم/TOU يحسن |
| انخفاض الجهد | 5–7% (V1 تحذير) | 220 فولت أحادي الطور 5 كيلوواط | الطرف 0.975 pu وسّع الكابل / حسّن PF / ثلاثي الطور |
| CO2 المتجنب | 3.01 طن/سنة | 5,016 كيلوواط ساعة × كربون الشبكة | ≈3 طن متجنب يعتمد على مزيج الشبكة |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
تدفق الطاقة
نهارًا، تغذي 5 kW PV المنزل 4 kW أولاً، والفائض يشحن البطارية؛ مساءً، تفريغ البطارية + الشبكة يسدان الفجوة؛ الحماية ضد التغذية العكسية تضمن تصديرًا صفريًا — الاستهلاك الذاتي في لمحة.
الاقتصاد
5,016 kWh/سنة؛ PV يوفر $1,491 (بما في ذلك تقليص ذروة BESS)؛ $5,500 EPC، استرداد 4 سنة، IRR 25.51%، LCOE $0.1137/kWh، NPV ≈ -$532، 3.01 طن CO2 متجنبة/سنة.
جودة الطاقة
انخفاض أحادي الطور 220 V بنسبة 5–7% (V1 تحذير)، الطرف 0.975 pu؛ التعويض التفاعلي يرفع PF — نقطة جودة الطاقة الرئيسية للأنظمة الصغيرة.
الاحتياطي والمرونة
بطارية 10 kWh تحمل ~2 ساعة من طلب 4 kW عند فقدان الشبكة؛ يلزم عاكس هجين للعزل الحقيقي خارج الشبكة.
Other views (shown): مظهر الجهد · ميزات المخطط · LCC (تكلفة دورة الحياة) · بيئي
7 · Economics & Payback
EPC ≈ 5,500 دولار (5 kWp PV + 5 kW/10 kWh BESS). يوفر الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية ≈1,491 دولارًا سنويًا (بسعر 0.12 دولار/كWh) (بما في ذلك تقليص ذروة BESS)؛ بشكل عام، فترة استرداد 4 عامًا، معدل العائد الداخلي 25.51%، عائد الاستثمار على 25 عامًا 514%، تكلفة الطاقة المستوية 0.1137 دولار/كWh، صافي القيمة الحالية ≈ -532 دولار (قريب من التعادل)، 3.01 طن من CO2 يتم تجنبها سنويًا. الحجم السكني هامشي بدون إعانات — القيمة الأساسية هي مرونة النسخ الاحتياطي + الاستهلاك الذاتي.
8 · FAQ
كمية الطاقة الشمسية لمنزل بقدرة 5 kW؟
ما حجم البطارية؟
أحادي الطور أم ثلاثي الطور؟
هل يمكنني بيع الفائض للشبكة؟
كم التكلفة وفترة الاسترداد؟
هل يبقي الأضواء مضاءة أثناء انقطاع الكهرباء؟
ماذا عن منع الجزيرة؟
كم يوفر من CO2؟
لماذا NPV سلبي قليلاً؟
Special Considerations
- V1 يحذر من انخفاض الجهد التراكمي 5–7% عند 220 فولت أحادي الطور — قم بتكبير كابل الخدمة أو تحسين معامل القدرة قبل الاعتماد النهائي.
- V8: أساس تخزين 2 ساعة < 4 ساعات لتقليص الذروة؛ لمراجحة وقت الاستخدام قم بتكبير البطارية.
- وضع التصدير الصفري يضيف تلقائيًا جهاز منع التغذية العكسية؛ إذا كان القياس الصافي متاحًا، اضبط antiExport=no لبيع الفائض ≈1,003 كيلوواط ساعة/سنة.
- صافي القيمة الحالية ≈ -532 دولار (قريب من نقطة التعادل) عند 0.12 دولار/كيلوواط ساعة + 0.06 دولار/كيلوواط ساعة سعر التغذية — الإعانات أو فارق TOU أعلى يحسنه بشكل ملموس.
- مستوى الجدوى؛ موافقة ربط الشبكة (منع الجزر + القياس) معلقة وفقًا لكود الشبكة المحلي.
Turn this into your project
Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.
Open in Power System Configurator →Related Scenarios
توريد شامل لمعدات الطاقة التقليدية والطاقة الشمسية
من تصميم نظام توزيع الطاقة إلى الطاقة الشمسية - المحولات، والمفاتيح الكهربائية، والمحطات الفرعية، ومعدات الطاقة الشمسية، بأحجامها وأسعارها في مكان واحد. استخدم الآلات الحاسبة لدينا للحصول على قائمة كاملة بالمواد وسعر FOB.