Sistemi fotovoltaici e generatori di accumulo di energia

Il 2021 sarà un anno difficile per molti paesi e regioni, ma fortunatamente per il produzione di energia solare E accumulo di energia   Nel settore industriale, gli utenti sono molto richiesti di prodotti e servizi.

In parole semplici, l'accumulo di energia consiste nel immagazzinare energia e conservare l'energia in eccesso quando non è necessaria, in modo da non sprecarla. Questa è la definizione di base di accumulo di energia, ma qual è la relazione tra accumulo di energia e fotovoltaico? Il fotovoltaico ha bisogno di un sistema di accumulo di energia?

Per decenni, l'accumulo di energia è stato inseparabile dalla generazione, trasmissione, distribuzione e utilizzo dell'elettricità. Oggi, con la crescente disponibilità di fonti di energia rinnovabile, il settore energetico sta attraversando profondi cambiamenti. Le energie rinnovabili rappresentano il futuro, il che rende ancora più impegnativa la necessità di fornire elettricità su richiesta, sempre e ovunque.

I sistemi di accumulo di energia consentono di risparmiare sui costi sia per le aziende di servizi pubblici che per i consumatori, offrendo una gamma di soluzioni tecnologiche per gestire la domanda e l'offerta e creare un'infrastruttura energetica più flessibile.

Il sistema di accumulo di energia è costituito da due parti principali. Un sistema di conversione di potenza (PCS) esegue la conversione da corrente alternata a corrente continua e viceversa, in cui l'energia elettrica viene immessa nella batteria per caricarla, oppure l'energia immagazzinata nella batteria viene convertita in corrente alternata e reimmessa nella rete. La soluzione di centrale elettrica più appropriata dipende dalle condizioni di tensione e flusso di potenza supportate.

A seconda della tipologia, è generalmente composto da un array fotovoltaico, un regolatore solare e un inverter (inverter di rete e inverter per l'accumulo di energia), un pacco batterie e un dispositivo di gestione delle batterie (BMS), un sistema di monitoraggio e gestione dell'energia (EMS) e un carico, ecc.

Il regolatore solare, collegato ai moduli solari e alle batterie, può essere utilizzato autonomamente per alimentare un carico in corrente continua; può essere impiegato anche in combinazione con l'inverter, oppure integrato con la macchina dotata di controllo e inverter per aumentarne la flessibilità. Il regolatore dispone attualmente di due modalità operative: PWM e MPPT, utilizzabili in diverse situazioni.

L'inverter off-grid collega la batteria al carico. La sua funzione principale è quella di convertire la corrente continua (CC) della batteria in corrente alternata (CA). Nei sistemi fotovoltaici off-grid, viene generalmente utilizzato in combinazione con un regolatore di carica. Attualmente, la maggior parte dei sistemi off-grid di piccole e medie dimensioni è realizzata con un inverter integrato, che unisce il regolatore fotovoltaico e l'inverter in un unico dispositivo, semplificando l'installazione. Esistono attualmente tre tipologie di inverter off-grid: inverter a onda modificata, inverter a onda sinusoidale ad alta frequenza e inverter a onda sinusoidale a frequenza di rete, adatti a diverse applicazioni.

L'inverter per accumulo di energia collega la batteria alla rete elettrica (o al carico). Il circuito hardware è lo stesso dell'inverter off-grid, che converte la corrente continua della batteria in corrente alternata, ma l'inverter per accumulo di energia è più potente e l'energia può fluire in entrambe le direzioni, convertendo la corrente continua in corrente alternata, che può essere inviata alla rete elettrica o raddrizzata quando si utilizza un carico CA, in modo che la corrente alternata possa essere caricata dalla rete. Per questo motivo, l'inverter per accumulo di energia è anche chiamato convertitore bidirezionale PCS (Power Conversion System).

Rispetto ai tradizionali sistemi di generazione di energia connessi alla rete, i sistemi di accumulo energetico domestico presentano costi più elevati e un'installazione più complessa, ma offrono un campo di applicazione più ampio e funzionalità più potenti. Con il continuo calo dei costi dei sistemi di accumulo energetico, la sostituzione delle tecnologie di generazione tradizionali con sistemi di accumulo di energia solare diventa sempre più conveniente. Si prevede che, nel prossimo futuro, anche i sistemi di accumulo energetico domestico entreranno in una nuova era di competizione.