إن الطاقة الكهروضوئية بالإضافة إلى تخزين الطاقة، ببساطة، هي مزيج من توليد الطاقة الشمسية وتخزين البطارية. ومع زيادة القدرة المتصلة بالشبكة الكهروضوئية، يتزايد التأثير على شبكة الطاقة، ويواجه تخزين الطاقة فرص نمو أكبر.
تتمتع الخلايا الكهروضوئية بالإضافة إلى تخزين الطاقة بفوائد عديدة. أولاً، يضمن مصدر طاقة أكثر استقرارًا وموثوقية. يشبه جهاز تخزين الطاقة بطارية كبيرة تقوم بتخزين الطاقة الشمسية الزائدة. عندما تكون الشمس غير كافية أو يكون الطلب على الكهرباء مرتفعًا، يمكنها توفير الطاقة لضمان استمرار إمداد الطاقة.
ثانيا، يمكن للخلايا الكهروضوئية بالإضافة إلى تخزين الطاقة أن تجعل توليد الطاقة الشمسية أكثر اقتصادا. ومن خلال تحسين التشغيل، يمكن أن يسمح باستخدام المزيد من الكهرباء بمفرده ويقلل تكلفة شراء الكهرباء. علاوة على ذلك، يمكن لمعدات تخزين الطاقة أيضًا أن تشارك في سوق خدمات الطاقة المساعدة لتحقيق فوائد إضافية. إن تطبيق تكنولوجيا تخزين الطاقة يجعل توليد الطاقة الشمسية أكثر مرونة ويمكن أن يلبي احتياجات الطاقة المختلفة. وفي الوقت نفسه، يمكنها أيضًا العمل مع محطات الطاقة الافتراضية لتحقيق التكامل بين مصادر الطاقة المتعددة وتنسيق العرض والطلب.
يختلف تخزين الطاقة الكهروضوئية عن توليد الطاقة المتصل بالشبكة. ويجب إضافة بطاريات تخزين الطاقة وأجهزة شحن وتفريغ البطاريات. على الرغم من أن التكلفة الأولية سترتفع إلى حد ما، إلا أن نطاق التطبيق أوسع بكثير. نقدم أدناه أربعة سيناريوهات لتطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية + تخزين الطاقة بناءً على تطبيقات مختلفة: سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة، وسيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة، وسيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة الكهروضوئية، وتطبيقات نظام تخزين الطاقة بالشبكة الصغيرة. مشاهد.
01
سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة
يمكن لأنظمة توليد الطاقة لتخزين الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة أن تعمل بشكل مستقل دون الاعتماد على شبكة الطاقة. غالبًا ما يتم استخدامها في المناطق الجبلية النائية والمناطق الضعيفة والجزر ومحطات الاتصالات الأساسية وأضواء الشوارع وأماكن التطبيق الأخرى. يتكون النظام من مجموعة كهروضوئية، وآلة مدمجة عاكسة كهروضوئية، وحزمة بطارية، وحمل كهربائي. تعمل المجموعة الكهروضوئية على تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عندما يكون هناك ضوء، وتزويد الحمل بالطاقة من خلال آلة التحكم العاكس، وشحن حزمة البطارية في نفس الوقت؛ عندما لا يكون هناك ضوء، تقوم البطارية بتزويد الطاقة إلى حمل التيار المتردد من خلال العاكس.
الشكل 1: رسم تخطيطي لنظام توليد الطاقة خارج الشبكة.
تم تصميم نظام توليد الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة خصيصًا للاستخدام في المناطق التي لا توجد بها شبكات كهرباء أو المناطق التي تعاني من انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر، مثل الجزر والسفن وغيرها. ولا يعتمد النظام خارج الشبكة على شبكة كهرباء كبيرة، بل يعتمد على "التخزين والاستخدام في نفس الوقت" أو وضع العمل "التخزين أولاً والاستخدام لاحقًا" هو تقديم المساعدة في أوقات الحاجة. تعد الأنظمة خارج الشبكة عملية للغاية للأسر المعيشية في المناطق التي لا توجد بها شبكات كهرباء أو المناطق التي تعاني من انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر.
02
سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية وخارج الشبكة
تُستخدم أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة على نطاق واسع في تطبيقات مثل الانقطاع المتكرر للتيار الكهربائي، أو الاستهلاك الذاتي الكهروضوئي الذي لا يمكن توصيله بالإنترنت، وارتفاع أسعار الكهرباء ذات الاستهلاك الذاتي، وأسعار الذروة للكهرباء أغلى بكثير من أسعار الكهرباء المنخفضة .
الشكل 2: رسم تخطيطي لنظام توليد الطاقة المتوازي وخارج الشبكة
يتكون النظام من مجموعة كهروضوئية مكونة من مكونات الخلايا الشمسية، وجهاز متعدد الإمكانات يعمل بالطاقة الشمسية وخارج الشبكة، وحزمة بطارية، وحمولة. تقوم المجموعة الكهروضوئية بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية عندما يكون هناك ضوء، وتوفر الطاقة للحمل من خلال جهاز الكل في واحد العاكس للتحكم في الطاقة الشمسية، أثناء شحن البطارية؛ عندما لا يكون هناك ضوء، تقوم البطارية بتزويد الطاقة إلى جهاز الكل في واحد العاكس للتحكم في الطاقة الشمسية، ومن ثم تحميل التيار المتردد.
بالمقارنة مع نظام توليد الطاقة المتصل بالشبكة، يضيف النظام خارج الشبكة وحدة تحكم بالشحن والتفريغ وبطارية. تزيد تكلفة النظام بحوالي 30%-50%، ولكن نطاق التطبيق أوسع. أولاً، يمكن ضبطه على الإخراج عند الطاقة المقدرة عندما يصل سعر الكهرباء إلى ذروته، مما يقلل من نفقات الكهرباء؛ ثانيًا، يمكن شحنها خلال فترات الوادي وتفريغها خلال فترات الذروة، باستخدام فرق سعر الذروة والوادي لكسب المال؛ ثالثًا، عندما تتعطل شبكة الكهرباء، يستمر النظام الكهروضوئي في العمل كمصدر طاقة احتياطي. ، يمكن تحويل العاكس إلى وضع العمل خارج الشبكة، ويمكن للخلايا الكهروضوئية والبطاريات توفير الطاقة للحمل من خلال العاكس. يُستخدم هذا السيناريو حاليًا على نطاق واسع في البلدان المتقدمة في الخارج.
03
سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة الكهروضوئية
تعمل أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية لتخزين الطاقة المتصلة بالشبكة بشكل عام في وضع اقتران التيار المتردد لتخزين الطاقة الكهروضوئية + الطاقة. يمكن للنظام تخزين توليد الطاقة الزائدة وزيادة نسبة الاستهلاك الذاتي. يمكن استخدام الخلايا الكهروضوئية في توزيع وتخزين الطاقة الكهروضوئية الأرضية وتخزين الطاقة الكهروضوئية الصناعية والتجارية وسيناريوهات أخرى. يتكون النظام من مجموعة كهروضوئية مكونة من مكونات الخلايا الشمسية، وعاكس متصل بالشبكة، وحزمة بطارية، ووحدة تحكم في الشحن والتفريغ، وحمل كهربائي. عندما تكون الطاقة الشمسية أقل من طاقة الحمل، يتم تشغيل النظام بالطاقة الشمسية والشبكة معًا. عندما تكون الطاقة الشمسية أكبر من طاقة الحمل، يقوم جزء من الطاقة الشمسية بتزويد الحمل بالطاقة، ويتم تخزين الجزء الآخر من خلال وحدة التحكم. وفي الوقت نفسه، يمكن أيضًا استخدام نظام تخزين الطاقة في المراجحة في وادي الذروة وإدارة الطلب وسيناريوهات أخرى لزيادة نموذج ربح النظام.
الشكل 3: رسم تخطيطي لنظام تخزين الطاقة المتصل بالشبكة
وباعتبارها سيناريو ناشئًا لتطبيقات الطاقة النظيفة، فقد اجتذبت أنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالشبكة الكهروضوئية الكثير من الاهتمام في سوق الطاقة الجديدة في بلدي. يجمع النظام بين توليد الطاقة الكهروضوئية وأجهزة تخزين الطاقة وشبكة طاقة التيار المتردد لتحقيق الاستخدام الفعال للطاقة النظيفة. المزايا الرئيسية هي كما يلي: 1. تحسين معدل الاستفادة من توليد الطاقة الكهروضوئية. يتأثر توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل كبير بالطقس والظروف الجغرافية، كما أنه عرضة لتقلبات توليد الطاقة. من خلال أجهزة تخزين الطاقة، يمكن تسهيل إنتاج الطاقة الناتجة عن توليد الطاقة الكهروضوئية ويمكن تقليل تأثير تقلبات توليد الطاقة على شبكة الطاقة. وفي الوقت نفسه، يمكن لأجهزة تخزين الطاقة توفير الطاقة للشبكة في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة وتحسين معدل استخدام توليد الطاقة الكهروضوئية. 2. تعزيز استقرار شبكة الكهرباء. يمكن لنظام تخزين الطاقة المتصل بالشبكة الكهروضوئية تحقيق مراقبة وتعديل شبكة الطاقة في الوقت الفعلي وتحسين الاستقرار التشغيلي لشبكة الطاقة. عندما تتقلب شبكة الطاقة، يمكن لجهاز تخزين الطاقة الاستجابة بسرعة لتوفير أو امتصاص الطاقة الزائدة لضمان التشغيل السلس لشبكة الطاقة. 3. تعزيز استهلاك الطاقة الجديدة مع التطور السريع لمصادر الطاقة الجديدة مثل الخلايا الكهروضوئية وطاقة الرياح، أصبحت قضايا الاستهلاك بارزة بشكل متزايد. يمكن لنظام تخزين الطاقة المتصل بالشبكة الكهروضوئية تحسين إمكانية الوصول ومستوى استهلاك الطاقة الجديدة وتخفيف ضغط تنظيم الذروة على شبكة الطاقة. من خلال إرسال أجهزة تخزين الطاقة، يمكن تحقيق إنتاج سلس لطاقة الطاقة الجديدة.
04
سيناريوهات تطبيق نظام تخزين الطاقة Microgrid
باعتباره جهازًا مهمًا لتخزين الطاقة، يلعب نظام تخزين طاقة الشبكة الصغيرة دورًا متزايد الأهمية في تطوير الطاقة الجديدة ونظام الطاقة في بلدي. مع تقدم العلوم والتكنولوجيا وتعميم الطاقة المتجددة، تستمر سيناريوهات تطبيق أنظمة تخزين طاقة الشبكات الصغيرة في التوسع، بما في ذلك بشكل رئيسي الجانبين التاليين:
1. توليد الطاقة الموزعة ونظام تخزين الطاقة: يشير توليد الطاقة الموزعة إلى إنشاء معدات توليد الطاقة الصغيرة بالقرب من جانب المستخدم، مثل الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح وما إلى ذلك، ويتم تخزين توليد الطاقة الزائدة من خلال نظام تخزين الطاقة بحيث يمكن استخدامه خلال فترات ذروة الطاقة أو توفير الطاقة أثناء فشل الشبكة.
2. مصدر الطاقة الاحتياطية للشبكة الصغيرة: في المناطق النائية والجزر والأماكن الأخرى حيث يصعب الوصول إلى شبكة الطاقة، يمكن استخدام نظام تخزين الطاقة للشبكة الصغيرة كمصدر طاقة احتياطي لتوفير إمدادات طاقة مستقرة للمنطقة المحلية.
يمكن للشبكات الصغيرة الاستفادة بشكل كامل وفعال من إمكانات الطاقة النظيفة الموزعة من خلال تكامل الطاقة المتعددة، وتقليل العوامل غير المواتية مثل السعة الصغيرة، وتوليد الطاقة غير المستقر، وانخفاض موثوقية إمدادات الطاقة المستقلة، وضمان التشغيل الآمن لشبكة الطاقة، وهي ملحق مفيد لشبكات الطاقة الكبيرة. تعد سيناريوهات تطبيق Microgrid أكثر مرونة، ويمكن أن يتراوح النطاق من آلاف الواط إلى عشرات الميغاواط، كما أن نطاق التطبيق أوسع.
الشكل 4: رسم تخطيطي لنظام تخزين طاقة الشبكة الكهربائية الضوئية الصغيرة
سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة الكهروضوئية غنية ومتنوعة، وتغطي أشكالًا مختلفة مثل خارج الشبكة، والمتصلة بالشبكة، والشبكات الصغيرة. في التطبيقات العملية، تتمتع السيناريوهات المختلفة بمزايا وخصائص خاصة بها، مما يوفر للمستخدمين طاقة نظيفة مستقرة وفعالة. مع التطوير المستمر وخفض تكلفة التكنولوجيا الكهروضوئية، سوف يلعب تخزين الطاقة الكهروضوئية دورًا متزايد الأهمية في نظام الطاقة المستقبلي. وفي الوقت نفسه، فإن تعزيز وتطبيق السيناريوهات المختلفة سيساعد أيضًا على التطور السريع لصناعة الطاقة الجديدة في بلدي ويساهم في تحقيق تحول الطاقة والتنمية الخضراء ومنخفضة الكربون.
وقت النشر: 11-مايو-2024
