Krótko mówiąc, fotowoltaika i magazynowanie energii to połączenie wytwarzania energii słonecznej i magazynowania energii w akumulatorach. W miarę jak moc podłączana do sieci fotowoltaicznej staje się coraz większa, jej wpływ na sieć energetyczną staje się coraz większy, a magazynowanie energii staje przed większymi możliwościami rozwoju.
Fotowoltaika i magazynowanie energii mają wiele zalet. Po pierwsze, zapewnia bardziej stabilne i niezawodne zasilanie. Urządzenie magazynujące energię przypomina dużą baterię przechowującą nadmiar energii słonecznej. Gdy słońce jest niewystarczające lub zapotrzebowanie na energię elektryczną jest wysokie, może zapewnić energię, aby zapewnić ciągłe zasilanie.
Po drugie, fotowoltaika w połączeniu z magazynowaniem energii może również sprawić, że wytwarzanie energii słonecznej będzie bardziej ekonomiczne. Optymalizując działanie, może pozwolić na samodzielne zużycie większej ilości energii elektrycznej i obniżyć koszty zakupu energii elektrycznej. Co więcej, urządzenia do magazynowania energii mogą również uczestniczyć w rynku usług pomocniczych zasilania, przynosząc dodatkowe korzyści. Zastosowanie technologii magazynowania energii sprawia, że wytwarzanie energii słonecznej jest bardziej elastyczne i może zaspokoić różne potrzeby energetyczne. Jednocześnie może także współpracować z wirtualnymi elektrowniami, aby osiągnąć komplementarność wielu źródeł energii oraz koordynację podaży i popytu.
Magazynowanie energii fotowoltaicznej różni się od wytwarzania energii wyłącznie podłączonej do sieci. Należy dodać akumulatory magazynujące energię oraz urządzenia do ładowania i rozładowywania akumulatorów. Chociaż początkowe koszty w pewnym stopniu wzrosną, zakres zastosowań jest znacznie szerszy. Poniżej przedstawiamy następujące cztery scenariusze zastosowań fotowoltaiki + magazynowania energii w oparciu o różne zastosowania: scenariusze zastosowań fotowoltaicznych magazynowania energii poza siecią, scenariusze zastosowań fotowoltaicznych magazynowania energii poza siecią, scenariusze zastosowań magazynowania energii podłączonej do sieci fotowoltaicznej oraz zastosowania systemów magazynowania energii w mikrosieciach. Sceny.
01
Scenariusze zastosowań fotowoltaicznych magazynów energii poza siecią
Fotowoltaiczne systemy magazynowania energii poza siecią mogą działać niezależnie, bez polegania na sieci energetycznej. Są często używane w odległych obszarach górskich, obszarach pozbawionych zasilania, wyspach, stacjach bazowych komunikacji, latarniach ulicznych i innych miejscach zastosowań. System składa się z układu fotowoltaicznego, zintegrowanej maszyny z falownikiem fotowoltaicznym, zestawu akumulatorów i obciążenia elektrycznego. Układ fotowoltaiczny przekształca energię słoneczną w energię elektryczną, gdy jest światło, dostarcza energię do obciążenia poprzez maszynę sterującą inwerterem i jednocześnie ładuje pakiet akumulatorów; gdy nie ma światła, akumulator dostarcza energię do obciążenia prądu przemiennego przez falownik.
Rysunek 1 Schemat ideowy systemu wytwarzania energii poza siecią.
Fotowoltaiczny system wytwarzania energii poza siecią został specjalnie zaprojektowany do stosowania na obszarach bez sieci elektroenergetycznych lub obszarach o częstych przerwach w dostawie prądu, takich jak wyspy, statki itp. System off-grid nie opiera się na dużej sieci energetycznej, ale opiera się na „jednoczesne przechowywanie i używanie” Lub tryb pracy „najpierw przechowuj, a później użyj” polega na zapewnieniu pomocy w potrzebie. Systemy poza siecią są bardzo praktyczne w przypadku gospodarstw domowych na obszarach bez sieci energetycznych lub na obszarach, w których występują częste przerwy w dostawie prądu.
02
Scenariusze zastosowań fotowoltaiki i magazynowania energii poza siecią
Fotowoltaiczne systemy magazynowania energii poza siecią są szeroko stosowane w zastosowaniach takich jak częste przerwy w dostawie prądu lub fotowoltaiczne zużycie własne, którego nie można podłączyć do Internetu, wysokie ceny energii elektrycznej na potrzeby własne, a ceny energii elektrycznej w godzinach szczytu są znacznie droższe niż minimalne ceny energii elektrycznej .
Rysunek 2 Schemat ideowy równoległego i pozasieciowego systemu wytwarzania energii
System składa się z układu fotowoltaicznego składającego się z elementów ogniw słonecznych, uniwersalnej maszyny zasilanej energią słoneczną i poza siecią, zestawu akumulatorów i obciążenia. Układ fotowoltaiczny przekształca energię słoneczną w energię elektryczną, gdy jest światło, i dostarcza energię do obciążenia za pośrednictwem falownika sterującego energią słoneczną typu „wszystko w jednym” podczas ładowania zestawu akumulatorów; gdy nie ma światła, akumulator zasila urządzenie typu „wszystko w jednym” z falownikiem sterującym energią słoneczną, a następnie zasila obciążenie prądem zmiennym.
W porównaniu z systemem wytwarzania energii podłączonym do sieci, system poza siecią zawiera kontroler ładowania i rozładowania oraz akumulator. Koszt systemu wzrasta o około 30% -50%, ale zakres zastosowań jest szerszy. Po pierwsze, można go ustawić na moc znamionową, gdy cena energii elektrycznej osiągnie szczyt, co zmniejszy wydatki na energię elektryczną; po drugie, można go ładować w okresach doliny i rozładowywać w okresach szczytu, wykorzystując różnicę cen w godzinach szczytu do zarabiania pieniędzy; po trzecie, w przypadku awarii sieci energetycznej system fotowoltaiczny nadal działa jako źródło zasilania rezerwowego. , falownik można przełączyć w tryb pracy off-grid, a fotowoltaika i akumulatory mogą dostarczać energię do obciążenia poprzez falownik. Scenariusz ten jest obecnie szeroko stosowany w zamorskich krajach rozwiniętych.
03
Scenariusze zastosowań magazynowania energii podłączonej do sieci fotowoltaicznej
Fotowoltaiczne systemy wytwarzania energii podłączone do sieci zazwyczaj działają w trybie sprzężenia prądu przemiennego, obejmującym fotowoltaikę i magazynowanie energii. System może magazynować nadwyżkę wyprodukowanej energii i zwiększać udział zużycia własnego. Fotowoltaikę można stosować w naziemnej dystrybucji i magazynowaniu energii fotowoltaicznej, przemysłowym i komercyjnym magazynowaniu energii fotowoltaicznej oraz w innych scenariuszach. System składa się z układu fotowoltaicznego składającego się z elementów ogniw słonecznych, falownika podłączonego do sieci, zestawu akumulatorów, kontrolera ładowania i rozładowania PCS oraz obciążenia elektrycznego. Gdy energia słoneczna jest mniejsza niż moc obciążenia, system jest zasilany wspólnie energią słoneczną i siecią. Gdy energia słoneczna jest większa niż moc obciążenia, część energii słonecznej dostarcza energię do obciążenia, a część jest magazynowana przez sterownik. Jednocześnie system magazynowania energii można również wykorzystać do arbitrażu doliny szczytów, zarządzania popytem i innych scenariuszy w celu zwiększenia modelu zysku systemu.
Rysunek 3 Schemat ideowy systemu magazynowania energii podłączonego do sieci
Jako wyłaniający się scenariusz zastosowania czystej energii, systemy magazynowania energii podłączone do sieci fotowoltaicznej cieszą się dużym zainteresowaniem na nowym rynku energii w moim kraju. System łączy w sobie wytwarzanie energii fotowoltaicznej, urządzenia magazynujące energię i sieć energetyczną prądu przemiennego, aby osiągnąć efektywne wykorzystanie czystej energii. Główne zalety są następujące: 1. Poprawa stopnia wykorzystania wytwarzania energii fotowoltaicznej. Na wytwarzanie energii fotowoltaicznej duży wpływ mają warunki pogodowe i geograficzne i jest ona podatna na wahania wytwarzania energii. Dzięki magazynom energii można wygładzić moc wyjściową wytwarzania energii fotowoltaicznej i zmniejszyć wpływ wahań wytwarzania energii na sieć energetyczną. Jednocześnie urządzenia magazynujące energię mogą dostarczać energię do sieci w warunkach słabego oświetlenia i poprawiać stopień wykorzystania wytwarzania energii fotowoltaicznej. 2. Zwiększ stabilność sieci energetycznej. System magazynowania energii podłączony do sieci fotowoltaicznej może monitorować i regulować sieć energetyczną w czasie rzeczywistym oraz poprawiać stabilność operacyjną sieci energetycznej. W przypadku wahań w sieci energetycznej urządzenie magazynujące energię może szybko zareagować, dostarczając lub pochłaniając nadmiar mocy, aby zapewnić płynne działanie sieci energetycznej. 3. Promowanie nowego zużycia energii Wraz z szybkim rozwojem nowych źródeł energii, takich jak fotowoltaika i energia wiatrowa, kwestie zużycia stają się coraz bardziej widoczne. System magazynowania energii podłączony do sieci fotowoltaicznej może poprawić możliwości dostępu i poziom zużycia nowej energii oraz zmniejszyć presję regulacji szczytowej w sieci elektroenergetycznej. Poprzez rozmieszczenie urządzeń magazynujących energię można uzyskać płynną produkcję nowej energii.
04
Scenariusze zastosowań mikrosieciowych systemów magazynowania energii
Jako ważne urządzenie do magazynowania energii, mikrosieciowe systemy magazynowania energii odgrywają coraz ważniejszą rolę w nowym systemie rozwoju energetyki i zasilania w moim kraju. Wraz z postępem nauki i technologii oraz popularyzacją energii odnawialnej, scenariusze zastosowań mikrosieciowych systemów magazynowania energii stale się rozszerzają, obejmując głównie dwa następujące aspekty:
1. Rozproszony system wytwarzania energii i magazynowania energii: Rozproszone wytwarzanie energii odnosi się do instalowania małych urządzeń do wytwarzania energii w pobliżu użytkownika, takich jak fotowoltaika, energia wiatrowa itp., a nadwyżka wytworzonej energii jest magazynowana przez system magazynowania energii dzięki czemu może być używany w okresach szczytowego poboru mocy lub zapewnia zasilanie podczas awarii sieci.
2. Zasilanie rezerwowe w mikrosieci: W odległych obszarach, na wyspach i w innych miejscach, gdzie dostęp do sieci energetycznej jest utrudniony, system magazynowania energii w mikrosieci może służyć jako źródło zasilania rezerwowego w celu zapewnienia stabilnego zasilania lokalnego obszaru.
Mikrosieci mogą w pełni i efektywnie wykorzystać potencjał rozproszonej czystej energii poprzez komplementację multienergetyczną, redukować niekorzystne czynniki takie jak mała moc, niestabilność wytwarzania energii i niska niezawodność niezależnego zasilania, zapewnić bezpieczną pracę sieci elektroenergetycznej, a także są przydatne uzupełnienie dużych sieci energetycznych. Scenariusze zastosowań mikrosieci są bardziej elastyczne, skala może wahać się od tysięcy watów do dziesiątek megawatów, a zakres zastosowań jest szerszy.
Rysunek 4 Schemat ideowy systemu magazynowania energii w mikrosieci fotowoltaicznej
Scenariusze zastosowań fotowoltaicznych magazynów energii są bogate i różnorodne i obejmują różne formy, takie jak systemy poza siecią, podłączone do sieci i mikrosieci. W praktycznych zastosowaniach różne scenariusze mają swoje zalety i cechy, zapewniając użytkownikom stabilną i wydajną czystą energię. Wraz z ciągłym rozwojem i redukcją kosztów technologii fotowoltaicznej, magazynowanie energii fotowoltaicznej będzie odgrywać coraz większą rolę w przyszłym systemie energetycznym. Jednocześnie promocja i zastosowanie różnych scenariuszy pomoże również w szybkim rozwoju nowego przemysłu energetycznego w moim kraju i przyczyni się do realizacji transformacji energetycznej oraz rozwoju ekologicznego i niskoemisyjnego.
Czas publikacji: 11 maja 2024 r
