5 kW Điện Mặt Trời Gia Đình: PV Một Pha 220 V + BESS 5 kW/10 kWh Tự Tiêu Thụ Phân Tích Chuyên Sâu
5 kWp PV · BESS gia đình 5 kW/10 kWh (2 h) · 220 V một pha · chống phát ngược (không phát lên lưới)
1 · TL;DR Conclusion
Kết luận: ngôi nhà 5 kW này vận hành hệ thống một pha 220 V với 5 kWp PV + pin gia đình 5 kW/10 kWh ở chế độ tự tiêu thụ (không xuất lưới) — tổng cấu hình ≈ $17.678, EPC ≈ $5.500, hoàn vốn 4 năm, IRR 25,51%, ROI 514% trong 25 năm, 3,01 t CO2 tránh được/năm (mức khả thi).
- •Nguồn cấp hạ áp một pha 220 V; lắp đặt 5 kW → nhu cầu 4 kW, stdKva 4, tỷ lệ tái tạo 100%
- •5 kWp PV ≈5.016 kWh/năm (P50), tự tiêu thụ 0,8 → 4.013 kWh tự dùng + 1.003 kWh dư thừa
- •BESS 5 kW/10 kWh (2 giờ, 768 VDC) + thiết bị chống phát ngược (không xuất lưới) — dự phòng + cắt đỉnh
- •Kinh tế: $5.500 EPC, hoàn vốn 4 năm, IRR 25,51%, ROI 514% trong 25 năm, LCOE $0,1137/kWh, NPV ≈ -$532 (cận biên)
- •Lưu ý: sụt áp V1 5–7% (một pha), lưu trữ V8 2 giờ < cơ sở cắt đỉnh 4 giờ
2 · Solution Overview
Hệ thống năng lượng mặt trời gia đình 5 kW là quy mô nhỏ nhất trong công cụ cấu hình: kết nối một pha 220 V, PV trên mái nhà được thiết kế phù hợp với tải của hộ gia đình và pin gia đình để chuyển năng lượng mặt trời ban ngày sang buổi tối. Tự tiêu thụ với không phát lên lưới (chống phát ngược) là mặc định theo các hạn chế phát điện dân dụng.
| 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. Xác định yêu cầu
Tải gia đình 5 kW (chiếu sáng 1,5 kW + thiết bị 3,5 kW), nguồn một pha 220 V, động cơ lớn nhất 1,5 kW.
2. Tải và phân loại
Không có tải quan trọng/phân loại; nhu cầu 4 kW (hệ số đồng thời 0,8).
3. Tính toán PV
5 kWp trên mái ≈ 5.016 kWh/năm (1.200 giờ đầy tải, PR 0,836).
4. Tính toán BESS
Pin gia đình 5 kW/10 kWh (2 giờ), 768 VDC, để dịch chuyển tự tiêu thụ + dự phòng.
5. Không phát lên lưới
antiExport=yes → tự động thêm bảo vệ chống phát ngược (công suất ngược).
6. Kết nối lưới điện
220 V một pha, chống đảo lưới + đo đếm theo quy chuẩn lưới địa phương (đang chờ phê duyệt).
Pain Points → Solution → Evidence
Phát điện lên lưới bị hạn chế hoặc không đáng
Tự tiêu thụ + chống phát ngược xuất khẩu bằng không
antiExport=yes; thiết bị chống phát ngược được tự động thêm ($1,800)
Điện mặt trời đạt đỉnh vào giữa trưa nhưng nhà dùng vào buổi tối
BESS 10 kWh dịch chuyển 2 giờ điện mặt trời
storageHours 2; cắt V24 tiết kiệm $949/năm (chênh lệch $0.13)
Sụt áp một pha và giới hạn cáp nhỏ
Cáp 16 mm² + hiệu chỉnh PF
V1 cảnh báo sụt 5–7% — tăng tiết diện cáp hoặc cải thiện PF
Hệ thống nhỏ trông có vẻ không hiệu quả trên giấy
Kinh tế trung thực: giá trị là khả năng phục hồi + tự tiêu thụ
Hoàn vốn 4 năm, IRR 25.51%, NPV ≈ -$532 — trợ cấp/TOU cải thiện
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Công suất PV | 5 kWp | 5.016 kWh/năm (P50), PR 0,836 | 100% tái tạo, cấp 4 kW Giới hạn bởi diện tích mái / bóng che |
| Công suất BESS | 5 kW / 10 kWh (2 h) | Tự tiêu thụ + dự phòng | 768 VDC, tế bào 280 Ah V8: 2 h < 4 h cơ sở cắt đỉnh — mở rộng cho chênh lệch giá TOU |
| Tự tiêu thụ | 0,8 | selfUseRatio mặc định | 4.013 kWh tự dùng, 1.003 kWh dư Cao hơn với pin lớn hơn |
| Không xuất | antiExport=yes | Hạn chế phát lên lưới | Chống phát ngược tự động thêm Cho phép đo net → đặt antiExport=no |
| Kinh tế | $5.500 EPC | Phạm vi PV + BESS | Hoàn vốn 4 năm, IRR 25,51% Biên tại 5 kW — trợ cấp/TOU cải thiện |
| Sụt áp | 5–7% (V1 cảnh báo) | 220 V một pha 5 kW | Đầu cực 0,975 pu Tăng cáp / cải thiện PF / 3 pha |
| CO2 tránh | 3,01 t/năm | 5.016 kWh × carbon lưới | ≈3 t tránh Phụ thuộc cơ cấu lưới |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Dòng năng lượng
Ban ngày 5 kW PV cấp cho nhà 4 kW trước, phần dư sạc pin; buổi tối pin xả + lưới bù đắp thiếu hụt; chống phát ngược đảm bảo không xuất lưới — tự tiêu thụ trong nháy mắt.
Kinh tế
5.016 kWh/năm; PV tiết kiệm $1.491 (bao gồm cắt đỉnh BESS); $5.500 EPC, hoàn vốn 4 năm, IRR 25,51%, LCOE $0,1137/kWh, NPV ≈ -$532, 3,01 t CO2 tránh được/năm.
Chất lượng điện năng
Sụt áp một pha 220 V 5–7% (V1 cảnh báo), đầu cực 0,975 pu; bù công suất phản kháng nâng PF — điểm chất lượng điện năng then chốt cho hệ thống nhỏ.
Dự phòng & khả năng phục hồi
Pin 10 kWh duy trì ~2 h nhu cầu 4 kW khi mất lưới; cần inverter hybrid để đảo lưới thực sự.
Other views (shown): Đặc tính điện áp · Đặc điểm sơ đồ · LCC (chi phí vòng đời) · Môi trường
7 · Economics & Payback
EPC ≈ $5.500 (5 kWp PV + 5 kW/10 kWh BESS). Tự tiêu thụ PV tiết kiệm ≈$1.491/năm (ở $0,12/kWh) (bao gồm cắt đỉnh BESS); tổng thể hoàn vốn 4 năm, IRR 25,51%, ROI 25 năm 514%, LCOE $0,1137/kWh, NPV ≈ -$532 (gần hòa vốn), 3,01 t CO2 tránh được/năm. Ở quy mô hộ gia đình là cận biên nếu không có trợ cấp — giá trị chính là khả năng phục hồi dự phòng + tự tiêu thụ.
8 · FAQ
Cần bao nhiêu năng lượng mặt trời cho một hộ gia đình 5 kW?
Kích thước pin bao nhiêu?
Một pha hay ba pha?
Tôi có thể bán điện dư lên lưới không?
Chi phí bao nhiêu và hoàn vốn ra sao?
Nó có giữ đèn sáng khi mất điện không?
Còn chống đảo thì sao?
Nó tiết kiệm bao nhiêu CO2?
Tại sao NPV hơi âm?
Special Considerations
- V1 cảnh báo sụt áp tích lũy 5–7% ở 220 V một pha — hãy tăng tiết diện cáp dịch vụ hoặc cải thiện PF trước khi nghiệm thu.
- V8: cơ sở lưu trữ 2 h < 4 h cắt đỉnh; để kinh doanh chênh lệch theo thời gian sử dụng, hãy tăng dung lượng pin.
- Chế độ không phát lên lưới tự động thêm thiết bị chống phát ngược; nếu có đo đếm thuần, đặt antiExport=no để bán phần dư ≈1.003 kWh/năm.
- NPV ≈ -$532 (gần hòa vốn) tại $0,12/kWh + $0,06/kWh giá mua điện — trợ cấp hoặc chênh lệch TOU cao hơn sẽ cải thiện đáng kể.
- Mức khả thi; phê duyệt đấu nối lưới (chống đảo lưới + đo đếm) đang chờ theo quy chuẩn lưới địa phương.
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
Cung cấp một lần các thiết bị năng lượng mặt trời và thông thường
Từ thiết kế hệ thống phân phối điện đến năng lượng mặt trời - máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trạm biến áp và thiết bị năng lượng mặt trời, được định cỡ và báo giá ở một nơi. Sử dụng máy tính của chúng tôi để nhận hóa đơn nguyên vật liệu và giá FOB đầy đủ.