Systemy fotowoltaiczne i generatory magazynujące energię

Rok 2021 będzie złym rokiem dla wielu krajów i regionów, ale bardziej szczęśliwym dla generacja energii słonecznej I magazynowanie energii   W branży użytkownicy mają duże zapotrzebowanie na produkty i usługi.

Mówiąc najprościej, magazynowanie energii polega na magazynowaniu energii i oszczędzaniu jej nadmiaru, gdy nie jest potrzebna, aby jej nie marnować. To podstawowa definicja magazynowania energii, ale jaki jest związek między magazynowaniem energii a fotowoltaiką? Czy fotowoltaika potrzebuje magazynowania energii?

Przez dziesięciolecia magazynowanie energii było nierozerwalnie związane z wytwarzaniem, przesyłem, dystrybucją i użytkowaniem energii elektrycznej. Obecnie, wraz ze stale rosnącą podażą odnawialnych źródeł energii, sektor energetyczny przechodzi gwałtowne zmiany. Energia odnawialna to przyszłość, co sprawia, że ​​potrzeba dostarczania energii elektrycznej na żądanie, o każdej porze i w każdym miejscu, staje się jeszcze większym wyzwaniem.

Systemy magazynowania energii pozwalają przedsiębiorstwom użyteczności publicznej i konsumentom oszczędzać koszty, zapewniając szereg technologicznych rozwiązań do zarządzania podażą i popytem oraz tworząc bardziej elastyczną infrastrukturę energetyczną.

System magazynowania energii składa się z dwóch głównych części. System konwersji energii (PCS) realizuje konwersję prądu przemiennego na prąd stały i stały na prąd przemienny, gdzie energia elektryczna trafia do akumulatora w celu jego naładowania lub energia zmagazynowana w akumulatorze jest przekształcana na prąd przemienny i przesyłana z powrotem do sieci. Wybór odpowiedniego rozwiązania elektrowni zależy od obsługiwanego napięcia i warunków przepływu mocy.

W zależności od typu, składa się on zazwyczaj z układu ogniw fotowoltaicznych, sterownika solarnego i falownika (falownika podłączonego do sieci i falownika do magazynowania energii), zestawu akumulatorów i urządzenia do zarządzania akumulatorami (BMS), systemu monitorowania i zarządzania energią EMS oraz obciążenia itp.

Regulator solarny, połączony z modułami słonecznymi i akumulatorami, może być używany samodzielnie do zasilania obciążenia prądem stałym; może być również używany w połączeniu z falownikiem, a także ze zintegrowanym układem sterowania i falownikiem, co zwiększa elastyczność systemu. Regulator oferuje obecnie dwa schematy: PWM i MPPT, które są wykorzystywane w różnych sytuacjach.

Falownik off-grid łączy akumulator z obciążeniem. Jego główną funkcją jest zamiana prądu stałego z akumulatora na prąd przemienny. W fotowoltaicznych systemach off-grid jest on zazwyczaj używany w połączeniu z kontrolerem. Obecnie większość małych i średnich systemów off-grid jest budowana w oparciu o zintegrowane urządzenie z falownikiem sterującym, które integruje kontroler fotowoltaiczny i falownik w jedną całość, co ułatwia instalację. Obecnie dostępne są trzy rodzaje falowników off-grid: falownik z modyfikowaną falą, falownik sinusoidalny o wysokiej częstotliwości oraz falownik sinusoidalny o częstotliwości sieciowej, które sprawdzają się w różnych sytuacjach.

Falownik magazynujący energię łączy akumulator z siecią (lub obciążeniem). Układ jest taki sam jak w falowniku off-grid, który zamienia prąd stały z akumulatora na prąd przemienny, ale falownik magazynujący energię jest mocniejszy i może przepływać w obu kierunkach, co pozwala na konwersję prądu stałego na prąd przemienny, który następnie może być przesyłany do sieci elektroenergetycznej lub do sieci elektroenergetycznej. W przypadku obciążenia prądem przemiennym, falownik może również przekształcać prąd przemienny w prąd stały, umożliwiając ładowanie akumulatora z sieci elektroenergetycznej. Dlatego falownik magazynujący energię nazywany jest również konwerterem dwukierunkowym (PCS – Power Conversion System).

W porównaniu z tradycyjnym systemem wytwarzania energii podłączonym do sieci, koszt domowego systemu magazynowania energii wzrósł, a instalacja jest bardziej skomplikowana, ale zakres zastosowań jest szerszy, a funkcjonalność bardziej zaawansowana. Wraz ze spadkiem kosztów systemów magazynowania energii, coraz bardziej opłacalne staje się zastępowanie tradycyjnych technologii wytwarzania energii systemami magazynowania energii słonecznej. Uważa się, że w niedalekiej przyszłości domowe magazyny energii zapoczątkują nową erę konkurencji.