El almacenamiento de energía fotovoltaica no es lo mismo que la generación de energía conectada a la red. Si bien el costo inicial aumenta entre un 20 % y un 40 %, el ámbito de aplicación es mucho más amplio. Según sus aplicaciones, los sistemas de generación y almacenamiento de energía solar fotovoltaica se dividen en cuatro tipos: sistemas de generación de energía fuera de la red, sistemas de almacenamiento de energía fuera de la red, sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red y diversos sistemas híbridos de microrredes.
Sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red
Sistema de generación de energía fotovoltaica fuera de la red (generación de energía fotovoltaica fuera de la red), células solares además de estar integradas en la calculadora, la aplicación simple en la carcasa de un reloj electrónico, con un panel solar, un dispositivo de carga simple, la batería en la composición del sistema de generación de energía fotovoltaica más simple, dicho dispositivo es usado a menudo por los pastores para llevar consigo el suministro de energía para la radio y la iluminación nocturna. Ahora también existen sistemas portátiles de energía solar.
Sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red y sistemas aislados de la red.
Los sistemas fotovoltaicos, según su aplicación práctica, son diversos. Los sistemas de almacenamiento de energía fuera de la red se caracterizan por generar energía conectada a la red, almacenarla y operar de forma independiente. En algunas zonas comerciales, debido a la capacidad limitada del transformador, no se permite la venta de electricidad en línea, y también existe inestabilidad en las redes eléctricas regionales. Además, en algunas zonas, el precio de la electricidad en internet es demasiado bajo, los precios de la energía para un solo uso son altos y la diferencia entre precios máximos y mínimos es grande. Por lo tanto, la instalación de plantas de energía fotovoltaica en estas zonas es adecuada para sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red y fuera de la red.
Los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía fuera de la red tienen cuatro formas principales de generar ganancias:
1. Al utilizar energía fotovoltaica para alimentar la carga, se puede fijar el precio de la electricidad en horas pico y reducir los costos de electricidad.
2. Cobrar en horas valle y descargar en horas punta, aprovechando la diferencia de precios entre horas punta y valle para obtener beneficios.
3. No puede estar en línea, se puede instalar para evitar el reflujo del sistema. Si la potencia fotovoltaica es mayor que la potencia de carga, la potencia no se puede utilizar hasta el almacenamiento de la batería.
4. Apagón de la red, el sistema cambia al modo fuera de la red, el sistema fotovoltaico continúa generando electricidad, el sistema continúa funcionando como fuente de alimentación de respaldo, suministrando energía fotovoltaica y de batería a la carga a través del inversor.
En comparación con los sistemas de generación de energía conectados a la red, los sistemas fuera de la red incorporan un controlador de carga/descarga y una batería, lo que incrementa el costo del sistema en aproximadamente un 30%, pero amplían su ámbito de aplicación. En primer lugar, se puede configurar para que genere energía a la potencia nominal en el momento de mayor demanda de electricidad, reduciendo así la factura; en segundo lugar, se puede cargar en el momento de menor demanda y descargar en el momento de mayor demanda para obtener ingresos aprovechando la diferencia entre ambos precios; en tercer lugar, cuando la red eléctrica falla, el sistema fotovoltaico continúa funcionando como fuente de energía de respaldo, y el inversor puede cambiarse al modo fuera de la red, permitiendo que tanto el sistema fotovoltaico como las baterías alimenten la carga a través del inversor.
Sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica conectado a la red
Los sistemas de producción de energía fotovoltaica con almacenamiento de energía conectado a la red pueden almacenar el exceso de energía generada, aumentando así la proporción de autogeneración y autoconsumo. Estos sistemas se utilizan en situaciones donde la autogeneración y el autoconsumo fotovoltaico no pueden inyectarse a la red, las tarifas de hora punta son mucho más caras que las tarifas de nivel de onda, y las tarifas de autoconsumo son significativamente más caras que las tarifas de alimentación. El sistema se compone de un conjunto cuadrado fotovoltaico formado por módulos de células solares, un controlador solar, un banco de baterías, un inversor conectado a la red, un detector de corriente, una carga y otros componentes. El controlador almacena parte de la energía solar y la suministra a la carga cuando la potencia solar es mayor que la potencia de la carga. El sistema se alimenta mediante una combinación de energía de la red y energía solar cuando la energía solar no es suficiente para alimentar la carga. Tras la retirada de las subvenciones a la energía fotovoltaica, en algunos países y localidades se pueden instalar sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red antes de la instalación de sistemas solares, lo que permite que la producción de energía fotovoltaica sea completamente autogenerada y autoconsumida. El dispositivo de almacenamiento de energía conectado a la red puede utilizarse con inversores de diversos fabricantes, manteniendo la configuración original. Cuando el sensor de corriente detecta un flujo de corriente hacia la red, el dispositivo se activa, almacenando el exceso de electricidad en la batería y, si esta está llena, activando el calentador de agua eléctrico. La batería puede configurarse para suministrar electricidad a la carga a través del inversor cuando aumenta el consumo doméstico durante la noche.
Sistema de microrred para almacenamiento de energía
Un conjunto cuadrado de células solares, un inversor conectado a la red, un convertidor bidireccional PCS, un interruptor de conmutación inteligente, un banco de baterías y un generador conforman el sistema de microrred. Cuando hay luz, el conjunto fotovoltaico convierte la energía solar en electricidad. Luego, utiliza el inversor para alimentar la carga y el convertidor bidireccional PCS para cargar el paquete de baterías. Cuando no hay luz, la batería utiliza el convertidor bidireccional PCS para alimentar la carga. La microrred es la solución más eficiente para garantizar la seguridad de la red eléctrica porque puede aprovechar de manera plena y eficiente el potencial de la energía limpia distribuida, minimizando al mismo tiempo los inconvenientes de la pequeña capacidad, la producción de energía impredecible y la baja fiabilidad del suministro eléctrico independiente. El funcionamiento seguro del sistema sirve como un complemento beneficioso para la red eléctrica masiva. Las microrredes pueden ayudar considerablemente a las empresas tradicionales a modernizarse tanto en términos económicos como de protección ambiental. Los expertos dicen que las aplicaciones de las microrredes son diversas y pueden variar en tamaño desde unos pocos kilovatios hasta decenas de megavatios. Las microrredes pueden diseñarse para instalaciones que van desde un solo edificio hasta grandes complejos como industrias, minas, empresas, hospitales y escuelas.
A finales de octubre de 2020, la Administración Nacional de Energía aprobó la implementación del “Código de Eficiencia del Sistema de Energía Fotovoltaica”, que liberaliza completamente la relación de capacidad de las centrales fotovoltaicas, con una relación de capacidad recomendada de hasta 1.
Oportunidad:Los envíos nacionales de módulos fotovoltaicos seguirán aumentando significativamente a largo plazo, al igual que los envíos de inversores. Una sobreasignación razonable puede lograr el menor LCOE, mejorar la TIR del proyecto y acelerar la promoción de la paridad.
Desafío:El abandono de la iluminación y la volatilidad de la sobredimensión y la sobrecarga de la capacidad del inversor de generación de energía fotovoltaica.
El establecimiento de un sistema de estándares sólidos para la industria del almacenamiento de energía implica muchos eslabones de equipos, el rendimiento de los equipos de la cadena industrial varía, y los incendios y otros accidentes son un cuello de botella clave que afecta el desarrollo del almacenamiento de energía.
Aclarar la situación de mercado independiente del almacenamiento de energía: las instalaciones de almacenamiento de energía pueden combinarse con energía fotovoltaica, energía térmica y otras fuentes de energía en su conjunto, para participar en los servicios de desplazamiento de picos y desplazamiento de frecuencia del sistema eléctrico y obtener ingresos, pero también como una entidad de mercado independiente.
Es necesario un apoyo político diversificado y estable, así como un apoyo político industrial para el almacenamiento de energía que esté sincronizado con la liberalización del mercado, al tiempo que se implementan políticas industriales diversificadas para diferentes escenarios de aplicación.
El futuro desarrollo energético de China seguirá un proceso que va desde altas emisiones de carbono a bajas emisiones y, finalmente, a cero emisiones. En el sector eléctrico, las nuevas energías, que inicialmente sustituían gradualmente las existentes, se integrarán progresivamente en la generación de energía, completando así la paridad entre el almacenamiento y la generación de energía. Se prevé que para 2035, las nuevas fuentes de energía, como la fotovoltaica, representen más del 30 % de la matriz energética, impulsando el aumento del consumo energético sin incrementar las emisiones de carbono.
Ya sea que la planta de almacenamiento de energía esté instalada en el ejemplo de transmisión o distribución de energía, ya sea con un sitio compartido de estación de campo de energía renovable o acceso independiente a la planta de almacenamiento de energía de la red, provienen principalmente del beneficio del mercado eléctrico y la diversificación del modo.
La nueva energía se orienta hacia el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía conectados a la red, utilizando energía eólica y solar, y se están realizando demostraciones en todo el mundo. El almacenamiento de energía, que respalda la energía fotovoltaica y eólica, proporciona un efecto económico de estabilización continua, regulación del consumo de energía eólica y solar, entre otros beneficios, y ha generado mejoras significativas.
