400 kW BIPV Солнечная+Накопитель+Здание DC: PV 200 kWp + BESS 150 kW/300 kWh Самопотребление Детальный анализ
Фотоэлектрическая система, интегрированная в здание, 200 kWp · BESS 150 kW/300 kWh · SCB13-400/10 · собственное потребление с защитой от обратной подачи
1 · TL;DR Conclusion
Заключение: данное здание BIPV солнечная+накопитель+DC мощностью 400 кВт использует 200 кВтп PV + 150 кВт/300 кВт·ч BESS + питание от сети 10 кВ с самопотреблением без обратной подачи, на сухом трансформаторе SCB13-400/10 (распределение DC, интегрировано в здание) — итог конфигуратора ≈ $169 717, EPC ≈ $192 500, окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, 121,8 т CO2/год предотвращено (уровень технико-экономического обоснования).
- •Сочетание PV+BESS: 200 кВтп PV (доля 63%) + 150 кВт BESS (38%), 750 кВт установленной мощности, 100% возобновляемая энергия
- •Самопотребление с защитой от обратной подачи (antiExport=yes): нулевой экспорт; реле обратной мощности APR-1000 добавляется автоматически
- •Здание с распределением по постоянному току: PV питает нагрузки здания по шине постоянного тока, исключая одну ступень преобразования AC/DC
- •самопотребление PV экономит ≈$50 398/год (вкл. сглаживание пиков BESS)
- •Экономика: $192 500 EPC, окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, LCOE $0,0983/кВт·ч, 121,8 т CO2/год предотвращено
2 · Solution Overview
Здание BIPV солнечное+накопление+DC объединяет фотоэлектрические строительные материалы, накопление и распределение постоянного тока в самом здании: фотоэлектрические элементы являются облицовкой/крышей, их выход постоянного тока напрямую питает нагрузки постоянного тока и BESS через шину постоянного тока, избегая повторного преобразования AC/DC; сеть обеспечивает резервное питание через трансформатор, а защита от обратной подачи гарантирует отсутствие обратного потока. Эта схема мощностью 400 кВт построена вокруг экономики самопотребления.
| Source | Role | Share kW | Share |
|---|---|---|---|
| Grid 10 kV | base | 0 kW | 0% |
| Solar PV 200 kWp | variable | 200 kW | 63% |
| BESS 150 kW / 300 kWh | variable | 120 kW | 38% |
3 · Design Process & Rationale
1. Определение требований
Здание с BIPV хочет самопотребление, без экспорта и эстетичную интеграцию. Сначала зафиксировать границу: нагрузка здания 400 кВт (вкл. 60 кВт чувствительных DC/IT + 40 кВт нелинейной нагрузки выпрямителя); PV является строительным материалом, BESS выполняет управление по времени использования и спросом.
2. Классификация нагрузок
Потребность 320 кВт (коэффициент 0,8), с 60 кВт критических (пожар/лифт/IT), 60 кВт чувствительных, 40 кВт нелинейной нагрузки — резерв BESS покрывает критическую нагрузку, гармоники требуют подавления.
3. Состав источников
200 кВтп PV (63%) + 150 кВт/300 кВт·ч BESS (38%) + сеть 10 кВ. Хранение 2 ч для арбитража, срезания пиков и управления спросом (storageUse: peak-shaving/backup/demand).
4. Распределение DC и интеграция в здание
Выход BIPV питает DC-нагрузки и BESS напрямую через DC-шину (на одну ступень преобразования AC/DC меньше, ниже потери); AC-нагрузки проходят через инверторы; сеть резервирует через сухой трансформатор (SCB13-400/10, предпочтительно внутри помещения).
5. Защита от обратной подачи и самопотребление
antiExport=yes: без обратного потока; конфигуратор автоматически добавляет реле обратной мощности APR-1000. PV сначала обслуживает нагрузки, излишек заряжает BESS, который разряжается в пик — гарантируя нулевой экспорт и отсутствие утечки по счету.
6. Выбор трансформатора
320 кВт → ≈337 кВА → 400 кВА сухой (redundancy=single; здание с одним вводом переносит кратковременные отключения). Загрузка 84% находится в экономической зоне.
7. Качество электроэнергии
DC-нагрузки и нелинейная нагрузка выпрямителя (40 кВт, THDi 10%) требуют реакторов расстройки для предотвращения усиления гармоник; включены батарея конденсаторов PFC + реактор расстройки.
8. Экономика
PV вырабатывает 203 040 кВт·ч/год, 0,8 самопотребления; BESS срезает 150 кВт×4 ч, экономя ≈28 470 $/год. Общая окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, LCOE 0,0983 $/кВт·ч, 121,8 т CO2/год предотвращено.
Pain Points → Solution → Evidence
Сложное согласование с сетью; страх штрафов за обратный переток
Самопотребление с защитой от обратного перетока (antiExport=yes), нулевой экспорт
Реле обратной мощности APR-1000 добавлено автоматически; соответствие подтверждено (без отказов)
Много нагрузок постоянного тока; повторные преобразования AC/DC приводят к потерям энергии
Распределение DC: фотоэлектрическая система питает нагрузки DC напрямую через шину DC, на один этап меньше
Архитектура распределения DC + меньшие потери; загрузка 84% в экономической зоне
Плата за мощность достигает предела, а пиковые тарифы резко растут
Срезание пиков с помощью BESS + управление спросом: 150 кВт×4 ч, разряд в пик
economic.shaving: ≈28 470 $/год; demand.peakShaveKw 64 кВт
Когда окупится?
≈192 500 $ EPC; собственное потребление PV + срезание пиков BESS экономят ≈50 398 $/год
economic: окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, ROI 492% за 25 лет
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Мощность трансформатора | 1×400 кВА (SCB13-400/10) | 320 кВт → 337 кВА → 400 кВА сухого типа | Загрузка 84%; сухой тип подходит для внутренней установки в здании Переход на 500/630 кВА для роста или двойного питания |
| Мощность ФЭП | 200 кВтп (BIPV) | Доля 63%; выработка 203 040 кВт·ч/год | Питает нагрузки постоянного тока днём, приоритет собственного потребления Ограничено площадью фасада/крыши; больше ФЭП требует больше накопителей |
| Мощность BESS | 150 кВт / 300 кВт·ч (2 ч) | Арбитраж по времени использования + срезание пиков + управление спросом | Срезает 150 кВт×4 ч, экономя $28 470/год Более агрессивное управление спросом требует большего BESS |
| Режим сети | сетевое подключение + защита от обратной подачи | Здания потребляют сами и не экспортируют | Нулевой обратный поток, избегая препятствий согласования и штрафов Для островного режима использовать сетевое подключение-остров плюс дизель |
| Распределение постоянного тока | Встроенная в здание шина постоянного тока | Постоянный ток BIPV напрямую питает нагрузки постоянного тока здания | На один этап преобразования меньше — ниже потери и стоимость Большие нагрузки переменного тока всё ещё требуют инверторов; шина постоянного тока рассчитана по нагрузке |
| Нелинейная нагрузка | 40 кВт (THDi 10%) | Нагрузки постоянного тока/выпрямителя генерируют гармоники | Расстроенные реакторы предотвращают усиление гармоник Добавить APF, если THDi превышает предел |
| Экономика | IRR 24,57% · 5 лет | $192 500 EPC + $50 398/год экономии + денежный поток 25 лет | Ключевой показатель инвестиционной привлекательности Тариф, инсоляция и коэффициент собственного потребления — ключевые чувствительности |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Поток энергии
BIPV 200 кВт питает нагрузки постоянного тока и BESS напрямую через шину постоянного тока, избыток заряжает батарею; BESS разряжается на 150 кВт в пик и заряжается в ночное время; сеть покрывает дефицит без обратного потока (APR-1000 защита от обратной подачи). Цепочка показывает прямое питание постоянным током + нулевой экспорт.
Экономика
203 040 кВт·ч/год выработано, 162 432 кВт·ч собственное потребление (0,8), нулевой экспорт; экономия $50 398/год, инвестиции $192 500, окупаемость 5 лет, IRR 24,57%, LCOE $0,0983/кВт·ч, NPV $303 489.
Управление спросом
Максимальная нагрузка 320 кВт; BESS снижает 64 кВт платы за мощность; разряд в пик снижает 150 кВт×4 ч, экономия ≈$28 470/год.
Работа 24 ч
Кривая типичного дня: дневное прямое питание от PV совпадает с нагрузкой, разряд BESS в пик срезает пик, ночная зарядка в часы минимума, всё с нулевым экспортом — собственное потребление и управление спросом в хронологическом порядке.
Other views (shown): Качество электроэнергии и гармоники · Профиль напряжения · Особенности схемы · Экологическое снижение номинала
7 · Economics & Payback
Оборудование всего ≈ $169 717, EPC ≈ $192 500 (вкл. BIPV PV/BESS/распределение DC/монтаж). Собственное потребление PV экономит ≈$50 398/год (вкл. сглаживание пиков BESS); в целом окупаемость за 5 лет, IRR 24,57%, ROI 492% за 25 лет, LCOE $0,0983/кВт·ч, NPV $303 489, 121,8 т CO2 избегается/год.
8 · FAQ
Что такое BIPV солнечная+накопитель+DC (光储直柔)?
Сколько PV следует установить?
Какой размер BESS?
Как реализована защита от обратной подачи (без экспорта)?
Сколько экономит распределение DC?
Когда окупается?
Как покрываются критические нагрузки (лифт/пожар/IT)?
Как обрабатываются гармоники DC/выпрямителя?
Сухой или масляный трансформатор?
Какие документы для подключения к сети нужны?
Special Considerations
- Самопотребление с защитой от обратного потока (antiExport=yes) автоматически добавило реле обратной мощности APR-1000; переключитесь на antiExport=no вместе с одобрением сетевой организации, если требуется экспорт.
- Архитектура распределения постоянного тока является схематичной; напряжение шины постоянного тока и распределение нагрузок ожидают обследования нагрузок постоянного тока на месте проектного института.
- Единственный трансформатор (redundancy=single) не имеет резервирования N-1; здание допускает кратковременные перерывы, а критическая нагрузка 60 кВт покрывается резервом BESS.
- Нелинейная нагрузка 40 кВт (THDi 10%) имеет реакторы расстройки; добавьте APF, когда возрастут нагрузки быстрой зарядки постоянного тока/выпрямителя.
- Оценка на уровне технико-экономического обоснования; чертежи ожидают доработки лицензированным проектным институтом.
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
Комплексная поставка оборудования для традиционной и солнечной энергетики
От проектирования систем распределения электроэнергии до солнечной энергии — трансформаторы, распределительные устройства, подстанции и солнечное оборудование, размеры и цены в одном месте. Воспользуйтесь нашими калькуляторами, чтобы получить полную спецификацию материалов и цену FOB.