Фотоэлектрические системы и генераторы для хранения энергии

2021 год будет плохим для многих стран и регионов, но, к счастью для многих, выработка солнечной энергии и хранение энергии   В промышленности пользователи предъявляют высокий спрос на свою продукцию и услуги.

Проще говоря, хранение энергии — это накопление энергии и сохранение её избытка, когда она не нужна, чтобы не тратить её впустую. Это базовое определение хранения энергии, но какова связь между хранением энергии и фотовольтаикой? Нужны ли фотоэлектрическим системам системы хранения энергии?

На протяжении десятилетий хранение энергии было неразрывно связано с производством, передачей, распределением и использованием электроэнергии. Сегодня, с постоянно растущим предложением возобновляемых источников энергии, энергетический сектор претерпевает кардинальные изменения. Возобновляемая энергия — это будущее, что делает задачу обеспечения электроэнергией по требованию в любое время и в любом месте еще более сложной.

Системы хранения энергии позволяют экономить средства коммунальных предприятий и потребителей, предоставляя широкий спектр технологических средств для управления спросом и предложением, а также для создания более гибкой энергетической инфраструктуры.

Система хранения энергии состоит из двух основных частей. Система преобразования энергии (СПЭ) осуществляет преобразование переменного тока в постоянный и постоянного тока в переменный, при этом электрическая энергия поступает в батарею для ее зарядки, или же энергия, накопленная в батарее, преобразуется в переменный ток и подается обратно в сеть. Выбор подходящего решения для электростанции зависит от поддерживаемых условий напряжения и потока мощности.

В зависимости от типа, она, как правило, состоит из фотоэлектрической батареи, солнечного контроллера и инвертора (сетевого инвертора и инвертора для хранения энергии), аккумуляторной батареи и устройства управления батареями (BMS), системы мониторинга и управления энергией (EMS) и нагрузки и т. д.

Контроллер солнечной энергии, подключенный к солнечным модулям и батареям, может использоваться как автономно для питания нагрузки постоянного тока; он также может использоваться совместно с инвертором, а также вместе с интегрированным блоком управления и инвертором для повышения гибкости системы. В настоящее время контроллер имеет две схемы: ШИМ и MPPT, которые используются в разных случаях.

Автономный инвертор соединяет аккумулятор и нагрузку. Его основная функция — преобразование постоянного тока от аккумулятора в переменный ток. В фотоэлектрических автономных системах он обычно используется совместно с контроллером. В настоящее время большинство малых и средних автономных систем выполнены в виде интегрированного блока управления инвертором, который объединяет фотоэлектрический контроллер и инвертор в одном устройстве, что удобно для установки. В настоящее время существует три схемы автономных инверторов: инвертор с модифицированной волной, высокочастотный синусоидальный инвертор и инвертор с синусоидальной волной промышленной частоты, которые подходят для различных условий эксплуатации.

Инвертор с накопителем энергии соединяет аккумулятор с сетью (или нагрузкой). Схема устройства аналогична схеме автономного инвертора, который преобразует постоянный ток аккумулятора в переменный, но инвертор с накопителем энергии обладает большей мощностью, и энергия может передаваться в обоих направлениях, так что постоянный ток может быть преобразован в переменный, который может быть отправлен в электросеть или в сеть. При использовании нагрузки переменного тока он также может выпрямлять переменный ток в постоянный, чтобы сеть могла заряжать аккумулятор, поэтому инвертор с накопителем энергии также называют двунаправленным преобразователем PCS (Power Conversion System).

По сравнению с традиционными системами выработки электроэнергии, подключенными к сети, стоимость бытовых систем хранения энергии возросла, а установка стала сложнее, но при этом расширилась область их применения и повысилась их функциональность. Поскольку стоимость систем хранения энергии продолжает снижаться, все более экономичной заменой традиционных технологий выработки электроэнергии становится система хранения солнечной энергии. Считается, что в ближайшем будущем бытовые системы хранения энергии также откроют новую эру конкуренции.