Τι είναι ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας;
Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας είναι ένας συνδυασμός εξοπλισμού και τεχνολογίας που μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια για την τροφοδοσία οικιακών συσκευών, ενώ αποθηκεύει την περίσσεια για χρήση τη νύχτα ή σε περίπτωση απουσίας ηλεκτρικής ενέργειας.
Τι είναι και ποια είναι τα κύρια συστατικά του;
1. Φωτοβολταϊκή μονάδα: αποτελείται από αρκετές φωτοβολταϊκές μονάδες (γνωστές και ως ηλιακά πάνελ) που είναι υπεύθυνες για τη δέσμευση του ηλιακού φωτός και τη μετατροπή του σε συνεχές ρεύμα.
2. Ράφια, αξεσουάρ και καλώδια: χρησιμοποιούνται για τη στερέωση των ηλιακών συλλεκτών και τη μεταφορά της παραγόμενης συνεχούς ρεύματος στον μετατροπέα.
3. Μετατροπείς (μετατροπείς συνδεδεμένοι στο δίκτυο και εκτός δικτύου): Η ισχύς εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) δημιουργείται αντιστρέφοντας την ισχύ συνεχούς ρεύματος (DC) που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες και αποθηκεύοντας την πλεονάζουσα ισχύ σε ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, το οποίο μπορεί επίσης να συνδεθεί με το δίκτυο της πόλης.
4. Συσκευές αποθήκευσης ενέργειας: Συνήθως αναφέρονται σε μπαταρίες, όπως μπαταρίες λιθίου και άλλους τύπους μπαταριών, οι οποίες αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή ενέργεια και η οποία δεν χρησιμοποιείται αμέσως μέσω μετατροπέα για μελλοντική χρήση.
5. EMS και BMS: Το EMS είναι το σύστημα που παρακολουθεί και διαχειρίζεται τη λειτουργία ολόκληρου του συστήματος για να διασφαλίσει ότι όλα τα μέρη λειτουργούν αποτελεσματικά και με ασφάλεια. Το BMS είναι το σύστημα διαχείρισης της μπαταρίας αποθήκευσης, το οποίο βελτιστοποιεί και ελέγχει τη φόρτιση και την εκφόρτιση της μπαταρίας.
6. Κουτί σύγκλισης: συμπεριλαμβανομένων όλων των ειδών εξοπλισμού και διακοπτών προστασίας, όπως προστασία από υπερτάσεις (προστασία από κεραυνούς) στη μέση του ηλιακού μετατροπέα πρόσβασης, ασφάλειες, διακόπτες κυκλώματος DC, διακόπτες εισόδου κοινής ωφέλειας, διακόπτες εξόδου αδιάλειπτης παροχής ρεύματος και ούτω καθεξής.
Φωτοβολταϊκό φαινόμενο, πώς να αποκτήσετε ηλεκτρική ενέργεια από την ηλιακή ενέργεια
1. Απορρόφηση φωτονίων: Όταν το ηλιακό φως (συμπεριλαμβανομένων άλλων πηγών φωτός) χτυπά το υλικό (πυρίτιο) του ηλιακού πάνελ, η ενέργεια των φωτονίων απορροφάται από το υλικό ημιαγωγών.
2. Διέγερση ηλεκτρονίων: Η απορροφούμενη ενέργεια φωτονίων προκαλεί τη μετάβαση των ηλεκτρονίων στον ημιαγωγό από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας, μετατρέποντάς τα από δεσμευμένη κατάσταση σε ελεύθερη.
3. Δημιουργία ζευγών ηλεκτρονίου-οπής: Όταν ένα ηλεκτρόνιο διεγείρεται στη ζώνη αγωγιμότητας, αφήνει μια οπή στη ζώνη σθένους. Αυτό το ηλεκτρόνιο και η οπή σχηματίζουν ένα ζεύγος ηλεκτρονίου-οπής.
4. Δημιουργία ηλεκτρικού πεδίου: Περιοχές τύπου P και N υπάρχουν συνήθως σε φωτοβολταϊκά υλικά και στη συμβολή αυτών των δύο περιοχών (δηλαδή, στη συμβολή PN), σχηματίζεται ένα εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο.
5. Οδήγηση της ροής των ηλεκτρονίων: Αυτό το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο ωθεί τα ελεύθερα ηλεκτρόνια να κινηθούν προς την περιοχή τύπου Ν και τις οπές να κινηθούν προς την περιοχή τύπου Ρ, και αυτή η κίνηση δημιουργεί ένα ρεύμα.
6. Συλλογή του ρεύματος: Μέσω ενός μετατροπέα, αυτό το ρεύμα μετατρέπεται σε AC ή DC ηλεκτρική ενέργεια και αποθηκεύεται στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας για μελλοντική χρήση.
Πώς λειτουργούν οι συνδεδεμένοι στο δίκτυο και οι μετατροπείς εκτός δικτύου και ο τρόπος λειτουργίας τους
1. Ο μετατροπέας που είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο μετατρέπει την ισχύ συνεχούς ρεύματος που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ σε κατάλληλη τάση διαύλου για τον μετατροπέα μέσω της μονάδας MPPT και στη συνέχεια την μετατρέπει σε ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω ηλεκτρονικών εξαρτημάτων για την τροφοδοσία οικιακών συσκευών και, εάν υπάρχει πλεονάζουσα ισχύς, θα μετατραπεί στην ίδια τάση με αυτήν του συστήματος αποθήκευσης και θα φορτιστεί στο σύστημα αποθήκευσης για δημιουργία αντιγράφων ασφαλείας και, εάν υπάρχει πλεονάζουσα ισχύς, θα αντιστραφεί και θα ενσωματωθεί στο ηλεκτρικό δίκτυο.
2. Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας διαθέτουν λειτουργίες αυτοπαραγωγής και αυτοκατανάλωσης, λειτουργίες αιχμής-ξυρίσματος και λειτουργίας κοιλάδας-πλήρωσης, καθώς και λειτουργίες προτεραιότητας μπαταρίας.
Λειτουργία αυτοπαραγωγής και αυτοχρήσης: η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) και παρέχεται απευθείας στις οικιακές συσκευές, ενώ η περίσσεια φορτίζεται στο σύστημα αποθήκευσης. Εάν το ρεύμα που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ δεν επαρκεί για να χρησιμοποιηθεί από τις οικιακές συσκευές, αναπληρώνεται χρησιμοποιώντας το ηλεκτρικό δίκτυο της πόλης.
Λειτουργία Peak Shaving και Valley Filling: Κατά τον καθορισμένο χρόνο κατώτατης στάθμης, η ισχύς AC από το δίκτυο της πόλης θα μετατραπεί σε ισχύ DC και θα φορτιστεί στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Κατά τον καθορισμένο χρόνο αιχμής, η ισχύς DC στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας θα μετατραπεί σε ισχύ AC για να τροφοδοτήσει τις οικιακές συσκευές. Εάν η ισχύς της μπαταρίας δεν επαρκεί, θα συμπληρωθεί από το δίκτυο της πόλης.
Λειτουργία προτεραιότητας μπαταρίας: Ανεξάρτητα από την κατάσταση, βεβαιωθείτε πρώτα ότι η ισχύς του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας είναι πλήρης. Όταν η ηλιακή ενέργεια παράγει περισσότερη ενέργεια, θα μετατραπεί απευθείας σε εναλλασσόμενο ρεύμα για χρήση με οικιακή μπαταρία και, όταν ενεργοποιηθεί η λειτουργία σύνδεσης στο δίκτυο, η περίσσεια θα προστεθεί στο δίκτυο της πόλης.
Πώς να σχεδιάσετε και να υπολογίσετε πόσα ηλιακά πάνελ W θα εγκαταστήσετε
Ηλιακό πάνελ: LESSO 550W
Μέγεθος: Μ 2278 x 1134 χιλ. περίπου 2,6 τ.μ.
Βάρος: 28 κιλά
Ισχύς: 550W
Τύπος υπολογισμού επιφάνειας:
Σημείωση: Υποστηρίξτε ηλιακούς συλλέκτες κάτω των 7KW
Συνολική ισχύς ηλιακού πάνελ: 550W*12=6.6KW
Απαιτούμενη επιφάνεια στέγης: 12 x 2,6 τ.μ. = 31,2 τ.μ.
Υπολογισμός ημερήσιας παραγωγής ενέργειας:
Πάρτε για παράδειγμα το Γουενζού της Κίνας, με μέγιστη ηλιοφάνεια 3,77 ώρες, παραγωγή ενέργειας ανά watt ανά έτος 1,088KWH, ετήσια αποτελεσματική χρήση ωρών 1087,08 ώρες. Γωνία εγκατάστασης: 18 μοίρες.
Μέγιστη ημερήσια παραγωγή ενέργειας = 6,6KW x 3,77H = 24,88KWH
Ετήσια παραγωγή ενέργειας = 6,6KW x 1087,08H = 7174,728KWH
