In den letzten Jahren hat sich die Photovoltaik-Stromerzeugungstechnologie sprunghaft weiterentwickelt und die installierte Kapazität ist rasant gestiegen. Die Photovoltaik-Stromerzeugung weist jedoch Mängel auf, wie z. B. intermittierende und unkontrollierbare Eigenschaften. Bevor das Problem behoben wird, wird ein groß angelegter direkter Zugang zum Stromnetz große Auswirkungen haben und den stabilen Betrieb des Stromnetzes beeinträchtigen. . Durch das Hinzufügen von Energiespeicherverbindungen kann die Photovoltaik-Stromerzeugung reibungslos und stabil in das Netz eingespeist werden, und ein großflächiger Zugang zum Netz hat keinen Einfluss auf die Stabilität des Netzes. Und Photovoltaik + Energiespeicherung, das System hat ein breiteres Anwendungsspektrum.
Photovoltaik-Speichersystem, inklusive Solarmodulen, Steuerungen,Wechselrichter, Batterien, Lasten und andere Ausrüstung. Derzeit gibt es viele technische Wege, aber die Energie muss an einem bestimmten Punkt gesammelt werden. Derzeit gibt es hauptsächlich zwei Topologien: DC-Kopplung „DC-Kopplung“ und AC-Kopplung „AC-Kopplung“.
1 DC-gekoppelt
Wie in der Abbildung unten dargestellt, wird der vom Photovoltaikmodul erzeugte Gleichstrom über den Controller im Batteriepaket gespeichert, und das Netz kann die Batterie auch über den bidirektionalen DC-AC-Wandler laden. Der Energiesammelpunkt liegt am Ende der Gleichstrombatterie.
Das Funktionsprinzip der DC-Kopplung: Bei laufender Photovoltaikanlage dient der MPPT-Regler zum Laden der Batterie; Wenn die elektrische Last benötigt wird, gibt die Batterie Strom ab und der Strom wird durch die Last bestimmt. Das Energiespeichersystem ist an das Netz angeschlossen. Bei geringer Last und vollgeladener Batterie kann die Photovoltaikanlage Strom ins Netz einspeisen. Wenn die Lastleistung größer als die PV-Leistung ist, können das Netz und die PV die Last gleichzeitig mit Strom versorgen. Da die Stromerzeugung durch Photovoltaik und der Laststromverbrauch nicht stabil sind, ist es notwendig, sich auf die Batterie zu verlassen, um die Energie des Systems auszugleichen.
2 AC-gekoppelt
Wie in der Abbildung unten dargestellt, wird der vom Photovoltaikmodul erzeugte Gleichstrom über den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt und direkt der Last zugeführt oder ins Netz eingespeist. Das Netz kann die Batterie auch über einen bidirektionalen DC-AC-Wandler laden. Der Energiesammelpunkt liegt am Ende der Kommunikation.
Das Funktionsprinzip der Wechselstromkopplung: Sie umfasst ein Photovoltaik-Stromversorgungssystem und ein Batteriestromversorgungssystem. Die Photovoltaikanlage besteht aus Photovoltaikanlagen und netzgekoppelten Wechselrichtern; Das Batteriesystem besteht aus Batteriepaketen und bidirektionalen Wechselrichtern. Diese beiden Systeme können unabhängig voneinander arbeiten, ohne sich gegenseitig zu stören, oder sie können vom großen Stromnetz getrennt werden, um ein Mikronetzsystem zu bilden.
Sowohl die DC-Kopplung als auch die AC-Kopplung sind derzeit ausgereifte Lösungen, jede mit ihren eigenen Vor- und Nachteilen. Wählen Sie je nach Anwendung die am besten geeignete Lösung. Im Folgenden finden Sie einen Vergleich der beiden Lösungen.
1 Kostenvergleich
Die DC-Kopplung umfasst einen Controller, einen bidirektionalen Wechselrichter und einen Transferschalter, die AC-Kopplung umfasst einen netzgekoppelten Wechselrichter, einen bidirektionalen Wechselrichter und einen Stromverteilerschrank. Aus Kostengründen ist die Steuerung günstiger als der netzgekoppelte Wechselrichter. Der Transferschalter ist zudem günstiger als der Stromverteilerschrank. Das DC-Kopplungsschema kann auch in eine Maschine mit integrierter Steuerung und Wechselrichter umgewandelt werden, wodurch Geräte- und Installationskosten eingespart werden können. Daher sind die Kosten des DC-Kopplungsschemas etwas niedriger als die des AC-Kopplungsschemas.
2 Anwendbarkeitsvergleich
DC-Kopplungssystem, der Controller, die Batterie und der Wechselrichter sind in Reihe geschaltet, die Verbindung ist relativ eng, aber die Flexibilität ist schlecht. Im AC-Kopplungssystem sind der netzgekoppelte Wechselrichter, die Speicherbatterie und der bidirektionale Wandler parallel, die Verbindung ist nicht fest und die Flexibilität ist gut. Beispielsweise muss in einer bereits installierten Photovoltaikanlage ein Energiespeichersystem installiert werden. Besser ist es, eine Wechselstromkopplung zu verwenden. Solange eine Batterie und ein bidirektionaler Wandler installiert sind, hat dies keine Auswirkungen auf die ursprüngliche Photovoltaikanlage Die Auslegung des Energiespeichersystems hat grundsätzlich keinen direkten Bezug zur Photovoltaikanlage und kann je nach Bedarf bestimmt werden. Handelt es sich um ein neu installiertes Off-Grid-System, müssen Photovoltaik, Batterien und Wechselrichter entsprechend der Lastleistung und dem Stromverbrauch des Nutzers ausgelegt werden, besser geeignet ist ein DC-Kopplungssystem. Allerdings ist die Leistung des DC-Kopplungssystems relativ gering, im Allgemeinen unter 500 kW, und es ist besser, das größere System mit AC-Kopplung zu steuern.
3 Effizienzvergleich
Aus Sicht der Photovoltaik-Nutzungseffizienz weisen die beiden Systeme ihre eigenen Merkmale auf. Wenn der Benutzer tagsüber mehr und nachts weniger lädt, ist es besser, die AC-Kopplung zu verwenden. Die Photovoltaikmodule versorgen die Last über den netzgekoppelten Wechselrichter direkt mit Strom, und der Wirkungsgrad kann mehr als 96 % erreichen. Wenn die Belastung des Nutzers tagsüber relativ gering und nachts höher ist und die Photovoltaik-Stromerzeugung tagsüber gespeichert und nachts genutzt werden muss, ist es besser, eine Gleichstromkopplung zu verwenden. Das Photovoltaikmodul speichert über den Controller Strom in der Batterie und der Wirkungsgrad kann mehr als 95 % erreichen. Wenn es sich um eine Wechselstromkopplung handelt, muss die Photovoltaik zunächst über einen Wechselrichter in Wechselstrom und dann über einen bidirektionalen Wandler in Gleichstrom umgewandelt werden, wobei der Wirkungsgrad auf etwa 90 % sinkt.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Februar 2023
