Fotogalvaanika laienev võrku ühendatud võimsus ja sellest tulenev võrgumõju on loonud soodsamad tingimused energia salvestamise arendamiseks.
Fotogalvaaniline energia salvestamine erineb võrku ühendatud energiatootmisest selle poolest, et see kasutab salvestamiseks akusid ning seadmeid akude laadimiseks ja tühjendamiseks; alginvesteering on suurem, kuid võimalike rakenduste valik on oluliselt laiem. Selles artiklis esitame neli PV + energia salvestamise rakendusstsenaariumi, mis vastavad erinevatele rakendustele: PV võrgusisese energia salvestamise rakendusstsenaariumid, PV võrguvälise energia salvestamise rakendusstsenaariumid, hübriidvõrgu energiasalvestussüsteemi rakendusstsenaariumid ja PV mikrovõrgu energia salvestamise rakendusstsenaariumid.
1. PV-võrguvälise energia salvestamise rakenduste stsenaarium
Fotogalvaanilisi võrguväliseid energia salvestamise ja tootmise süsteeme kasutatakse üha enam kaugetes mägipiirkondades, elektrita aladel, saartel, side baasjaamades ja tänavavalgustuses, muu hulgas kohtades, kus need saavad töötada autonoomselt ilma elektrivõrgust sõltumata.
Süsteemi moodustavad päikesepaneelide massiiv, päikesepaneelide inverter, akusalvestus ja koormus. Valguse korral muudab päikesepaneelide massiiv päikeseenergia elektrienergiaks ja varustab samaaegselt koormust pöördjuhtimisega integreeritud masina kaudu ning laeb akupakki; valguse puudumisel toidab aku vahelduvvoolukoormust inverteri kaudu.
Võrguvälised fotogalvaanilised elektrienergia tootmise süsteemid on spetsiaalselt loodud kasutamiseks piirkondades, kus elektrivõrgud puuduvad või kus esineb sagedasi elektrikatkestusi. Need süsteemid töötavad põhimõttel „salvestamine ja kasutamine“ või „esmalt salvestamine ja seejärel kasutamine“, analoogselt sellega, kuidas sütt lume kaudu transporditakse. „Sütte sisse peidetud lumi“ Piirkondades, kus elektrivõrk puudub või kus peresid mõjutavad sagedased elektrikatkestused, on võrguvälised süsteemid väga praktilised.
2. PV hübriidvõrgu energia salvestamise rakenduste stsenaariumid
PV hübriidvõrgu energiasalvestussüsteeme kasutatakse tavaliselt sagedaste elektrikatkestuste ajal. Kõrged omatarbimise tariifid takistavad interneti ülejääki; tipptunni tariifid on oluliselt kallimad kui orutariifid ja alternatiivsete rakenduste tariifid.
Süsteem koosneb päikesepaneelide moodulitest, võrgust sõltumatutest ja võrguga ühendatud päikeseenergia integreeritud masinatest, akupakkidest, koormustest ja muudest komponentidest. Valguse käes muundab fotogalvaaniline massiiv päikeseenergia elektrienergiaks ja laeb akupanka, varustades samal ajal koormust päikeseenergia juhtimise inverteri kaudu; valguse puudumisel laeb aku päikeseenergia juhtimise inverterit ja seejärel varustab vahelduvvoolu koormust toitega.
Laadimis-/tühjenduskontrollerite ja akude lisamine võrku ühendatud ja võrgust sõltumatusse süsteemi suurendab kogukulusid umbes 30–50% võrreldes võrku ühendatud elektritootmissüsteemiga. See täiendus laiendab aga süsteemi potentsiaalseid rakendusi. Esiteks on võimalik konfigureerida PV-süsteem tootma elektrit nimivõimsusel suure elektrienergia nõudluse perioodidel, et vähendada elektrienergia kulusid. Teiseks on võimalik PV-süsteemi laadida võrgust sõltumatu töörežiimi ajal ja tühjendada seda tippnõudluse perioodil, kasutades ära tipp- ja oru segmentide hinnaerinevust. Lõpuks, juhul kui võrk pole saadaval, toimib PV-süsteem varutoiteallikana ja inverteri saab deaktiveerida, et töötada võrgust sõltumatus režiimis. Praegu rakendatakse seda stsenaariumi sagedamini arenenud riikides välismaal.
3. Võrguühendusega fotogalvaaniliste energiasalvestussüsteemide rakendamise stsenaariumid
Võrku ühendatud energia salvestamise fotogalvaaniline elektritootmissüsteem, mis töötab vahelduvvooluühenduse režiimis, kasutades peamiselt fotogalvaanilisi ja energiasalvestuskomponente. Lisaks isetoodetud omatarbimise ja maapealse fotogalvaanilise jaotuse salvestuse osakaalu suurendamisele, tööstuslikule ja kaubanduslikule fotogalvaanilisele energia salvestamisele ning muudele potentsiaalsetele rakendustele on süsteemil võime salvestada ka ülejäävat elektritootmist.
Päikesepatareide moodulid koosnevad fotogalvaanilisest massiivist, mida täiendavad akupakk, laadimis-/tühjenduskontroller PCS ja energiat tarbiv koormus. Olukordades, kus päikeseenergia jääb koormusvõimsusest väiksemaks, toidab süsteemi osaliselt päikeseenergia ja võrk. Vastupidiselt, kui päikeseenergia ületab koormusvõimsuse, kasutatakse osa päikeseenergiast koormuse toiteks, ülejäänud osa salvestatakse kontrolleri abil. Lisaks saab energiasalvestussüsteemi kasutada nõudluse haldamisel, tipp- ja oruarbitraažil ning muudes stsenaariumides, et suurendada süsteemi kasumlikkust.
Hiina uuel energiaturul on PV-võrku ühendatud energiasalvestussüsteem pälvinud märkimisväärset huvi kui tekkiv taastuvenergia rakendusstsenaarium. Energiasalvestusseadme, fotogalvaanilise energia tootmise ja vahelduvvooluvõrgu integreerimise abil maksimeerib süsteem taastuvenergia kasutamist.
4. Mikrovõrgu energiasalvestussüsteemi rakenduste stsenaariumid
Tänu oma olulisusele energiasalvestusseadmena on mikrovõrgu energiasalvestussüsteem omandamas üha silmapaistvamat positsiooni Hiina elektrisüsteemis ja uue energia arengus.
Taastuvenergia populaarsuse kasvades ning teaduse ja tehnoloogia edasiarenedes kasvavad ka mikrovõrgu energiasalvestussüsteemide rakendusstsenaariumid. Need stsenaariumid puudutavad peamiselt kahte allpool loetletud aspekti:
1). Hajutatud energiatootmine ja energia salvestamise süsteem: Hajutatud energiatootmine hõlmab väikesemahuliste energiatootmisseadmete paigutamist lõpptarbija lähedale, kasutades selliseid allikaid nagu tuuleenergia, päikesepaneelid ja muud. Kogu toodetud ülejääkenergia salvestatakse seejärel energia salvestamise süsteemi, mis toimib varutoiteallikana suure elektrienergia nõudluse või võrgukatkestuste ajal.
2). Mikrovõrgu varutoiteallikas: Usaldusväärse kohaliku elektrivarustuse tagamiseks kaugemates piirkondades, saartel ja muudes kohtades, kus on keeruline võrku pääseda, saab reservtoiteallikatena kasutada mikrovõrgu energiasalvestussüsteeme.
Mitme energiaallika täiendavuse ärakasutamise abil saavad mikrovõrgud optimeerida hajutatud puhta energia potentsiaali kasutamist. See võimaldab neil leevendada ebasoodsaid aspekte, nagu piiratud võimsus, ebausaldusväärne elektrienergia tootmine ja ebausaldusväärsed sõltumatud toiteallikad, tagades samal ajal ka suurema elektrivõrgu turvalise töö. Seetõttu on mikrovõrgud väärtuslikuks täienduseks suuremale elektrivõrgule. Mikrovõrgu rakendusstsenaariumide ulatus on märkimisväärselt suurem, ulatudes mõnest kilovatist kuni kümnete megavattideni, ja võimalike rakenduste valik on oluliselt laiem.
Fotogalvaanilise energia salvestamise kasutusmustrid on ulatuslikud ja mitmekesised, hõlmates mikrovõrke, võrguväliseid süsteeme ja võrku ühendatud süsteeme. Taastuvenergia praktilisi rakendusi iseloomustavad iga stsenaariumitüübi ainulaadsed eelised ja omadused, mis kokkuvõttes varustavad kasutajaid usaldusväärse ja tõhusa energiaga.
Kuna PV-tehnoloogia areneb pidevalt ja kulud langevad, on PV-energia salvestamisel tuleviku energiasüsteemis olulisem koht. Samal ajal hõlbustab erinevate stsenaariumide arendamine ja rakendamine Hiina tärkava energiasektori kiiret arengut ning aitab kaasa energia ümberkujundamisele ja vähese süsinikuheitega keskkonnasäästlikule arengule.
