En los últimos años, la tecnología de generación de energía fotovoltaica ha avanzado a pasos agigantados y la capacidad instalada ha aumentado rápidamente. Sin embargo, la generación de energía fotovoltaica tiene desventajas como ser intermitente e incontrolable. Antes de abordarlo, el acceso directo a gran escala a la red eléctrica tendrá un gran impacto y afectará el funcionamiento estable de la red eléctrica. . Agregar enlaces de almacenamiento de energía puede hacer que la generación de energía fotovoltaica salga a la red de manera fluida y estable, y el acceso a gran escala a la red no afectará la estabilidad de la red. Y fotovoltaico + almacenamiento de energía, el sistema tiene un rango de aplicación más amplio.
Sistema de almacenamiento fotovoltaico, incluidos módulos solares, controladores,inversores, baterias, cargas y otros equipos. En la actualidad existen muchas rutas técnicas, pero es necesario recoger la energía en un punto determinado. En la actualidad, existen principalmente dos topologías: acoplamiento de CC "DC Coupling" y acoplamiento de CA "AC Coupling".
1 DC acoplado
Como se muestra en la figura siguiente, la energía CC generada por el módulo fotovoltaico se almacena en el paquete de baterías a través del controlador, y la red también puede cargar la batería a través del convertidor CC-CA bidireccional. El punto de acumulación de energía está en el extremo de la batería de CC.
El principio de funcionamiento del acoplamiento de CC: cuando el sistema fotovoltaico está en funcionamiento, se utiliza el controlador MPPT para cargar la batería; cuando la carga eléctrica tiene demanda, la batería liberará la energía y la corriente está determinada por la carga. El sistema de almacenamiento de energía está conectado a la red. Si la carga es pequeña y la batería está completamente cargada, el sistema fotovoltaico puede suministrar energía a la red. Cuando la potencia de carga es mayor que la potencia fotovoltaica, la red y la energía fotovoltaica pueden suministrar energía a la carga al mismo tiempo. Debido a que la generación de energía fotovoltaica y el consumo de energía de la carga no son estables, es necesario depender de la batería para equilibrar la energía del sistema.
2 AC acoplados
Como se muestra en la figura siguiente, la corriente continua generada por el módulo fotovoltaico se convierte en corriente alterna a través del inversor y se alimenta directamente a la carga o se envía a la red. La red también puede cargar la batería a través de un convertidor bidireccional DC-AC. El punto de reunión de energía está al final de la comunicación.
El principio de funcionamiento del acoplamiento de CA: incluye un sistema de suministro de energía fotovoltaica y un sistema de suministro de energía por batería. El sistema fotovoltaico consta de conjuntos fotovoltaicos e inversores conectados a la red; El sistema de baterías consta de paquetes de baterías e inversores bidireccionales. Estos dos sistemas pueden funcionar de forma independiente sin interferir entre sí, o pueden separarse de la gran red eléctrica para formar un sistema de microrred.
Tanto el acoplamiento de CC como el de CA son soluciones actualmente maduras, cada una con sus propias ventajas y desventajas. Según las diferentes aplicaciones, elija la solución más adecuada. La siguiente es una comparación de las dos soluciones.
1 comparación de costos
El acoplamiento de CC incluye controlador, inversor bidireccional y interruptor de transferencia, el acoplamiento de CA incluye inversor conectado a la red, inversor bidireccional y gabinete de distribución de energía. Desde el punto de vista del coste, el controlador es más barato que el inversor conectado a la red. El interruptor de transferencia también es más económico que el gabinete de distribución de energía. El esquema de acoplamiento de CC también se puede convertir en una máquina integrada de control e inversor, lo que puede ahorrar costos de equipo y costos de instalación. Por lo tanto, el costo del esquema de acoplamiento de CC es un poco menor que el del esquema de acoplamiento de CA.
2 Comparación de aplicabilidad
El sistema de acoplamiento de CC, el controlador, la batería y el inversor están conectados en serie, la conexión es relativamente cercana, pero la flexibilidad es pobre. En el sistema de acoplamiento de CA, el inversor conectado a la red, la batería de almacenamiento y el convertidor bidireccional están en paralelo, la conexión no es estrecha y la flexibilidad es buena. Por ejemplo, en un sistema fotovoltaico ya instalado, es necesario instalar un sistema de almacenamiento de energía, es mejor utilizar acoplamiento de CA, siempre que se instalen una batería y un convertidor bidireccional, no afectará al sistema fotovoltaico original, y El sistema de almacenamiento de energía En principio, el diseño no tiene relación directa con el sistema fotovoltaico y puede determinarse en función de las necesidades. Si se trata de un sistema fuera de la red recién instalado, la energía fotovoltaica, las baterías y los inversores deben diseñarse de acuerdo con la potencia de carga y el consumo de energía del usuario, y un sistema de acoplamiento de CC es más adecuado. Sin embargo, la potencia del sistema de acoplamiento de CC es relativamente pequeña, generalmente inferior a 500 kW, y es mejor controlar el sistema más grande con acoplamiento de CA.
3 comparación de eficiencia
Desde la perspectiva de la eficiencia de utilización fotovoltaica, los dos esquemas tienen sus propias características. Si el usuario carga más durante el día y menos durante la noche, es mejor utilizar acoplamiento AC. Los módulos fotovoltaicos suministran energía directamente a la carga a través del inversor conectado a la red y la eficiencia puede alcanzar más del 96%. Si la carga del usuario es relativamente pequeña durante el día y más durante la noche, y la generación de energía fotovoltaica debe almacenarse durante el día y usarse durante la noche, es mejor utilizar el acoplamiento de CC. El módulo fotovoltaico almacena electricidad en la batería a través del controlador y la eficiencia puede alcanzar más del 95%. Si se trata de acoplamiento de CA, la energía fotovoltaica primero debe convertirse en energía de CA a través de un inversor y luego en energía de CC a través de un convertidor bidireccional, y la eficiencia caerá a aproximadamente el 90%.
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Hora de publicación: 15 de febrero de 2023
