Electrical Storage (372-376)

Electrical energy provided by generators such as PV panels and wind turbines can be stored on site for later use using Storage components.

Tip: Electric storage devices are included in the model by specifying them on the Electrical load centre dialog when one of the storage Electrical buss types has been selected.

There are 2 ways to model the define the performance of the electrical storage device:

1-Simple storage - simple definition of the performance of the storage device that is not intended to represent any specific type of storage technology.

2-Battery - more detailed performance definition of a battery using the kinetic battery model.

The type of storage device is defined by selecting the appropriate Category option on the Storage dialog.

Simple Storage

The Simple storage option is accessed by selecting the Simple storage category on the Storage dialog. The Simple type of Electrical storage component is used to model storage of electricity in an Electric load centre. It is a simple model that does not attempt to represent any of the detailed performance characteristics of a real storage device such as a battery. The type of power, AC or DC, depends on the configuration chosen as the Electrical buss type in the Electric load centre.

Name

This field contains a unique name for the electric storage device.

Category

There are 2 categories to choose from:

 Simple storage for a simple definition of the performance of batteries or other storage device.

 Battery for a more detailed performance definition of a battery

The Category selected affects the type of model used and the data to be entered on the Storage dialog.

Availability schedule

This schedule describes the times when the storage device is available. If storage is not available, by scheduling a value of 0, then no electrical energy can be stored or drawn from the device. Any non-zero schedule value means the devices is available. If this field is blank, the schedule has values of 1 for all time periods.

HEAT GAIN TO ZONE

Attach to a zone

If the losses from the storage device should be represented as heat gains to a zone then check this box and select the zone in the next field.

Zone

This field contains the name of the thermal zone where the storage device is located. The selected zone will receive the storage losses as heat gains. Battery

- 373 -

Radiative fraction for zone heat gains

This field contains the fraction of storage losses that enter the zone as long-wave thermal radiation. This should be a factor between 0.0 and 1.0. The balance of the losses are convective. This field is only used when a zone is attached.

SIMPLE OPTIONS

Nominal energetic efficiency for charging

This field contains the charging efficiency. This is the energetic efficiency of storing electrical energy in the storage device. A value of 1.0 means the device does not lose any energy when charging.

Nominal discharging energetic efficiency

This field contains the discharging efficiency. This is the energetic efficiency of drawing electrical energy from the storage device. A value of 1.0 means the device does not lose any energy when drawing power.

Maximum storage capacity

This field describes the maximum amount of energy that can be stored in the device in Joules. Once the storage device is full, no additional energy can be stored in it.

Maximum power for discharging

This field describes the maximum rate at which electrical power can be discharged from the storage device (in W).

Maximum power for charging

This field describes the maximum rate at which electrical power can be stored in the device (in W).

Initial state of charge

This field describes the value for the initial state of charge in Joules. This is used to model the storage device as having some amount of stored energy at the beginning of the simulation period.

Battery

Warning: Due to a bug in the EnergyPlus v8 ElectricLoadCenter:Storage:Battery object the DesignBuilder Battery option causes simulations to fail in models where the solar PV system is unable to meet the entire building electric load. EnergyPlus developers have been informed of the problem and we expect it to be fixed in a future version. In the meantime you are advised to use the Simple storage option.

The Battery option is accessed by selecting the Battery category on the Storage dialog. Batteries can be used to store charge in an Electric load centre. The battery bank is a collection of one or more individual battery modules. Given the surplus or deficit power from the electrical system and the state of charge from the previous time step, this object can model the voltage, current, and energy losses with charging and discharging during each time step. The cumulative battery damage can be also modelled and reported at the end of each simulation run.

The battery component allows both Lead-Acid and Nickel Cadmium batteries to be simulated. With input parameters derived from specific battery tests, the object is expected to support other battery types such as Lithium-ion batteries.

The kinetic battery model assumes that part of the battery’s energy storage capacity is immediately available in discharging or charging while the rest is chemically bound. As a function of constant current, the battery capacity is related to three parameters: the maximum capacity at infinitesimal current, the capacity ratio of available charges, and the conversion ratio between available charges and bound charges. These parameters are usually obtained via curve fitting based on battery data sheets or test data. - 374 -

Each individual battery module is modelled as a voltage source in series with an electrical resistance. KiBaM assumes that the internal resistance is constant and the open circuit voltage varies with the electric current, the state of charge and the operation mode (charging or discharging). For an individual battery module, the open circuit voltage at any time is correlated to the voltage at fully charged/discharged state and three other regression coefficients. These regression coefficients are usually obtained via curve fitting based on battery test data.

The object offers user the option to perform battery life calculation. If battery life is modelled, the user needs to provide a group of coefficients for the correlation between the number of cycles for battery failure and the corresponding cycle range. More detailed information can be found in the Engineering Reference.

Name

This alpha field contains the identifying name for the battery bank.

Category

There are 2 categories of electrical storage device to choose from:

Simple storage for a simple definition of the performance of batteries or other storage device.

Battery for a more detailed performance definition of a battery

The Category selected affects the type of model used and the data to be entered on the Storage dialog.

Availability schedule

This alpha field contains the schedule name (ref. Schedule) that describes when the battery is available. A schedule value greater than 0 (usually 1 is used) indicates that electrical energy can be stored or drawn from the battery. A value less than or equal to 0 (usually 0 is used) denotes that the battery is not available. If this field is blank, the schedule has values of 1 for all time periods.

HEAT GAIN TO ZONE

Attach to a zone

If the losses from the storage device should be represented as heat gains to a zone then check this box and select the zone in the next field.

Zone

This field contains the name of the thermal zone where the battery is located. Entering a valid name of zone here will direct EnergyPlus to include the energy storage losses as heat gains to the named thermal zone. If the battery is not within a thermal zone, this field can be left blank and the thermal energy associated with storage losses is removed from the building model.

Radiative fraction for zone heat gains

This field contains the fraction of storage losses that enter the zone as long-wave thermal radiation. This numeric filed should have a value between 0.0 and 1.0. The balance of the losses is convective. This data is only required when the Attach to a zone option is checked.

BATTERY STORAGE

Number of battery modules in parallel

This field defines the number of modules connected in parallel in the battery bank.

Number of battery modules in series

This field defines the number of modules connected in series in the battery bank. The total number of modules in a battery bank is equal to the number of modules in parallel times the number of modules in series. Battery

- 375 -

ذخیره­سازی الکتریکی (372-376)

انرژی الکتریکی ارائه شده توسط ژنراتورها مانند پنل­های PV و توربین­های بادی می­تواند با استفاده از اجزای ذخیره­سازی در محلی برای استفاده بعدی ذخیره شود.

نکته: دستگاه­های ذخیره­سازی الکتریکی در این مدل شامل مشخص کردن آنها در گفتگوی مرکز بار الکتریکی است، زمانی که یکی از انواع باس الکتریکی ذخیره­سازی انتخاب شده است.

2 روش برای مدل­سازی تعریف عملکرد دستگاه ذخیره­سازی الکتریکی وجود دارد:

1- ذخیره­سازی ساده - تعریف ساده از عملکرد دستگاه ذخیره­سازی که برای نشان دادن هر نوع خاصی از تکنولوژی ذخیره­سازی در نظر گرفته نشده است.

2-باتری - تعریف عملکرد دقیق­تر باتری با استفاده از مدل نیروی محرکه باتری.

نوع دستگاه ذخیره­سازی با انتخاب گزینه مناسب دسته در گفتگو ذخیره­سازی تعریف می­شود.

ذخیره­سازی ساده

گزینه ذخیره­سازی ساده با انتخاب بخش ذخیره­سازی ساده در گفتگو ذخیره­سازی قابل دسترسی است. نوع ساده از اجزای ذخیره­سازی الکتریکی برای مدل­سازی ذخیره­سازی الکتریکی در مرکز بار الکتریکی استفاده می­شود. این یک مدل ساده است که سعی در ارائه هیچ یک از ویژگی­های عملکرد دقیق یک دستگاه ذخیره­سازی واقعی مانند باتری ندارد. نوع برق، AC یا DC بستگی به پیکربندی انتخاب شده به عنوان نوع باس الکتریکی در مرکز بار الکتریکی دارد.

نام

این قسمت دارای یک نام منحصر به فرد برای دستگاه ذخیره­سازی الکتریکی است.

دسته­بندی

2 مجموعه برای انتخاب وجود دارد:

• ذخیره­سازی ساده برای تعریف ساده عملکرد باتری یا دستگاه ذخیره­سازی دیگر.

• باتری برای تعریف عملکرد دقیق­تر باتری

دسته انتخاب شده بر روی نوع مدل استفاده شده و داده در گفتگوی ذخیره وارد می­شوند.

برنامه دسترسی

این برنامه زمانی را که دستگاه ذخیره­سازی در دسترس است توضیح می­دهد. اگر ذخیره­سازی در دسترس نباشد، با برنامه­ریزی یک مقدار از صفر، پس از آن هیچ انرژی الکتریکی را نمی­توان ذخیره و یا از دستگاه کشید. هر مقدار برنامه غیر صفر به این معنی است که دستگاه در دسترس است. اگر این قسمت خالی باشد، برنامه دارای مقادیر 1 برای تمام دوره­های زمانی است.

بهره گرما در منطقه

پیوستن به یک منطقه

اگر تلفات دستگاه ذخیره­سازی باید به عنوان گرما در یک منطقه نشان داده شود، این جعبه را چک کنید و منطقه را در قسمت بعدی انتخاب کنید.

منطقه

این قسمت شامل نام منطقه حرارتی است که در آن دستگاه ذخیره­سازی قرار دارد. منطقه انتخاب شده، تلفات ذخیره­سازی را به عنوان افزایش گرما دریافت می­کند. باتری

- 373 -

کسری تابشی برای بهره گرمای منطقه

این قسمت شامل کسری از تلفات ذخیره­سازی است که به عنوان تابش حرارتی طول موج وارد منطقه می­شود. این باید یک عامل بین 0.0 و 1.0 باشد. تعادل تلفات انتقال حرارت است. این قسمت فقط زمانی استفاده می­شود که یک منطقه متصل شود.

گزینه­های ساده

راندمان انرژی نامی برای شارژ

این قسمت شامل راندمان شارژ است. این راندمان انرژی ذخیره انرژی الکتریکی در دستگاه ذخیره­سازی است. مقدار 1.0 بدین معنی است که دستگاه هنگام شارژ هیچ انرژی تلف نمی­کند.

راندمان انرژی نامی برای تخلیه

این قسمت شامل راندمان تخلیه است. این راندمان انرژی از انرژی الکتریکی کشیده شده از دستگاه ذخیره­سازی است. مقدار 1.0 بدین معنی است که دستگاه هنگام کشیدن توان، هیچ انرژی تلف نمی­کند.

حداکثر ظرفیت ذخیره­سازی

این قسمت حداکثر مقدار انرژی که می­تواند در دستگاه بر حسب ژول ذخیره شود را توصیف می­کند. هنگامی که دستگاه ذخیره­سازی کامل است، هیچ انرژی اضافی نمی­تواند در آن ذخیره شود.

حداکثر توان برای تخلیه

این قسمت حداکثر نرخی را نشان می­دهد که در آن توان الکتریکی می­تواند از دستگاه ذخیره­سازی (بر حسب وات) تخلیه شود.

حداکثر توان برای شارژ

این قسمت حداکثر نرخی است که در آن توان الکتریکی در دستگاه (بر حسب وات) ذخیره می­شود.

وضعیت اولیه شارژ

این قسمت مقداری برای حالت اولیه شارژ را بر حسب ژول توصیف می­کند. این برای مدل­سازی دستگاه ذخیره­سازی به عنوان داشتن مقدار انرژی ذخیره شده در ابتدای دوره شبیه­سازی استفاده می­شود.

باتری

هشدار: با توجه به یک مشکل در انرژی پلاس V8

دیدگاه کاربران