Aurinkosähköenergian varastointi ei ole sama asia kuin verkkoon kytketty sähköntuotanto. Akun varauksen sekä akun lataus- ja purkulaitteiden alkukustannukset nousevat 20–40 %, mutta sovellusala on paljon laajempi. Eri sovellusten mukaan aurinkosähköenergian varastointi- ja sähköntuotantojärjestelmät jaetaan verkon ulkopuolisiin sähköntuotantojärjestelmiin, verkon ulkopuolisiin energian varastointijärjestelmiin, verkkoon kytkettyihin energian varastointijärjestelmiin ja erilaisiin energiahybridimikroverkkojärjestelmiin ja niin edelleen neljään tyyppiin.
Aurinkosähköinen sähköntuotantojärjestelmä verkossa
Aurinkosähköinen sähköntuotantojärjestelmä, joka on off-grid-sähköverkkoon kytkemätön (Off-Grid Photovoltaic Power Generation), jossa aurinkokennot on upotettu laskimeen, yksinkertainen elektronisen kellon runko, jossa on aurinkopaneeli, yksinkertainen latauslaite ja akku, on yksinkertaisin aurinkosähköntuotantojärjestelmä. Paimenet käyttävät usein tällaista laitetta radion ja iltavalaistuksen virtalähteen kantamiseen. Nykyään on saatavilla myös tällaisia kannettavia aurinkopaneeleita.
Verkkoon kytketyt ja verkon ulkopuoliset energian varastointijärjestelmät
Aurinkosähköjärjestelmällä on useita erilaisia todellisia käyttötarkoituksia, ja verkon ulkopuoliselle energian varastointijärjestelmälle on ominaista sekä verkkoon kytketty sähköntuotanto että energian varastointi, mutta myös verkon ulkopuolinen yksittäiskäyttö. Joillakin kaupallisilla alueilla muuntajan aurinkosähköjärjestelmän rajoitetun kapasiteetin vuoksi sähköä ei voida myydä verkossa, vaan se johtuu myös alueellisten sähköverkkojen epävakaudesta. Lisäksi on olemassa alueita, joilla internet-hinta on liian halpaa, kertakäyttöisen sähkön hinnat ovat korkeat ja huippu- ja laaksohintojen erot ovat suuret. Aurinkosähkövoimaloiden asentaminen näille alueille soveltuu sekä verkkoon kytkettäväksi että verkon ulkopuoliseksi energian varastointijärjestelmäksi.
Aurinkosähkö- ja sähköverkon ulkopuolisella energian varastointijärjestelmällä on neljä päätapaa hyötyä:
1. Käyttämällä aurinkosähköä kuormalle voit asettaa sähkön huipputehon hinnan ja vähentää sähkökustannuksia.
2. Lataa ruuhka-ajan ulkopuolella ja pura ruuhka-aikaan hyödyntäen huippu- ja laaksohintojen erotusta voiton tekemiseksi.
3. Ei voi olla verkossa, voidaan asentaa estämään takaisinvirtausjärjestelmä, jos aurinkopaneelien teho on suurempi kuin kuormitusteho, tehoa ei voida käyttää akun varastointiin asti.
4. Verkkokatkos, järjestelmä siirtyy off-grid-tilaan. Aurinkosähköjärjestelmä jatkaa sähköntuotantoa, järjestelmä toimii edelleen varavirtalähteenä, aurinkosähkö ja akkuvirtalähteenä kuormalle invertterin kautta.
Verrattuna verkkoon kytkettyyn sähköntuotantojärjestelmään ja verkon ulkopuoliseen järjestelmään lataus-/purkausohjaimen ja akun tarve kasvaa, mikä lisää järjestelmän kustannuksia noin 30 %, mutta sovellusalue on laajempi. Ensinnäkin se voidaan asettaa tuottamaan nimellistehoa sähkön hinnan huipulla sähkölaskun pienentämiseksi; toiseksi se voidaan ladata sähkön hinnan alemmalla tasolla ja purkaa huipputasolla, mikä hyödyntää huippu- ja alemmilla hinnoilla saatavaa erotusta; kolmanneksi, kun sähköverkko on pois päältä, aurinkosähköjärjestelmä jatkaa toimintaansa varavirtalähteenä, ja invertteri voidaan kytkeä verkon ulkopuoliseen tilaan, jolloin aurinkosähkö ja akut voidaan syöttää kuormalle invertterin kautta.
Verkkoon kytketty aurinkosähköenergian varastointijärjestelmä
Aurinkosähkön tuotantojärjestelmät, joissa on verkkoon kytketty energian varastointi, voivat varastoida ylimääräistä sähköä, mikä lisää itse tuotetun ja kulutetun sähkön osuutta. Näitä järjestelmiä käytetään tilanteissa, joissa aurinkosähkön omaa tuotantoa ja kulutusta ei voida syöttää internetiin, huipputariffit ovat paljon kalliimpia kuin aaltojen tasohinnat ja omakulutustariffit ovat huomattavasti kalliimpia kuin syöttötariffit. Järjestelmä koostuu aurinkosähkön neliömäisestä ryhmästä, joka koostuu aurinkokennomoduuleista, aurinkosäätimestä, akkupankista, verkkoon kytketystä invertteristä, virranmittauslaitteesta, kuormasta ja muista komponenteista. Säädin varastoi osan aurinkoenergiasta ja toimittaa osan siitä kuormalle, kun aurinkoenergia on suurempi kuin kuorman teho. Järjestelmä saa virtansa verkko- ja aurinkoenergian yhdistelmästä, kun aurinkoenergia ei riitä kuorman virransyöttöön. Aurinkosähkötukien lopettamisen jälkeen verkkoon kytkettyjä energian varastointijärjestelmiä voidaan asentaa ennen aurinkojärjestelmien asentamista joissakin maissa ja paikkakunnilla, jolloin aurinkosähkön tuotanto voidaan tuottaa ja kuluttaa kokonaan itse. Verkkoon kytkettyä energian varastointilaitetta voidaan käyttää eri valmistajien inverttereiden kanssa säilyttäen alkuperäinen kokoonpano. Kun virta-anturi havaitsee virran kulkevan verkkoon, verkkoon kytketty energian varastointilaite aktivoituu, varastoi ylimääräisen sähkön akkuun ja, jos akku on täynnä, aktivoi sähköisen lämminvesivaraajan. Akku voidaan asettaa lähettämään sähköä kuormalle invertterin kautta, kun kotitalouden kuormitus kasvaa yöllä.
Mikroverkkojärjestelmä energian varastointiin
Mikroverkkojärjestelmä koostuu neliömäisestä aurinkokennoryhmästä, verkkoon kytketystä invertteristä, kaksisuuntaisesta PCS-muuntimesta, älykkäästä kytkentäkytkimestä, akkupankista ja generaattorista. Kuorma ja niin edelleen. Kun valoa on, aurinkosähköryhmä muuntaa aurinkoenergian sähköksi. Sitten se käyttää invertteriä kuorman virransyöttöön ja PCS-kaksisuuntaista muunninta akkupaketin lataamiseen. Kun valoa ei ole, akku käyttää PCS-kaksisuuntaista muunninta kuorman virransyöttöön. Mikroverkko on tehokkain ratkaisu sähköverkon turvallisuuden varmistamiseksi, koska se voi hyödyntää täysimääräisesti ja tehokkaasti hajautetun puhtaan energian lupausta samalla minimoiden pienen kapasiteetin, arvaamattoman tuotantotehon ja itsenäisen virtalähteen heikon luotettavuuden haitat. Järjestelmän turvallinen käyttö täydentää massiivista sähköverkkoa. Mikroverkot voivat merkittävästi auttaa perinteisiä yrityksiä modernisoitumaan sekä talouden että ympäristönsuojelun kannalta. Asiantuntijoiden mukaan mikroverkkosovellukset ovat monipuolisia ja niiden koko voi vaihdella muutamasta kilowatista kymmeniin megawatteihin. Mikroverkot voidaan suunnitella niinkin pienelle kuin yhdelle rakennukselle kuin niin suurille teollisuudenaloille, kaivoksille, yrityksille, sairaaloille ja kouluille.
Lokakuun 2020 lopussa Kansallinen energiavirasto hyväksyi ”PV Power System Efficiency Code” -nimisen säännöstön käyttöönoton, joka vapauttaa täysin aurinkosähkövoimalaitosten kapasiteettisuhteen ja jonka suositeltu kapasiteettisuhde on enintään 1.
Mahdollisuus:Kotimaisten aurinkopaneelien toimitukset jatkavat merkittävää kasvuaan pitkällä aikavälillä, ja myös invertteritoimitukset lisääntyvät. Kohtuullinen yliallokointi voi saavuttaa alhaisimmat LCOE-luvut, parantaa projektin sisäistä korkokantaa ja nopeuttaa pariteetin edistämistä.
Haaste:Valon hylkääminen ja aurinkosähköntuotantoinvertterin ylikuormitus- ja ylikuormituskapasiteetin vaihtelu.
Vakaan energian varastointialan standardijärjestelmän luominen, energian varastointijärjestelmään liittyy paljon laitteiden linkkejä, teollisuusketjujen laitteiden suorituskyky vaihtelee, tulipalot ja muut onnettomuudet ovat keskeinen pullonkaula, joka vaikuttaa energian varastoinnin kehitykseen.
Selventää energian varastoinnin itsenäistä markkina-asemaa. Energian varastointilaitokset voidaan yhdistää aurinkosähköön, lämpövoimaan ja muihin energialähteisiin kokonaisuutena, jotta ne voivat osallistua sähköjärjestelmän huippusiirto- ja taajuussiirtopalveluihin ja saada tuloja, mutta myös itsenäisenä markkinayksikkönä.
Monipuolinen ja vakaa poliittinen tuki, teollisuuspoliittinen tuki energian varastoinnille on synkronoitava markkinoinnin kanssa samalla, kun toteutetaan monipuolisia teollisuuspolitiikkoja eri sovellusskenaarioissa.
Kiinan tuleva energiakehitys etenee prosessin kautta, jossa hiilivoimalaitos siirtyy hiilivoimalaitoksesta vähähiiliseen ja hiilineutraaliuteen. Sähköntuotannon puolella energian varastointi + uusi energia -pariteetti on vähitellen alkanut korvata varastoja. Energian varastointi + uusi energia -pariteetti on saatu päätökseen sähköntuotannon puolella. Uusien energialähteiden, kuten aurinkosähkön, odotetaan muodostavan yli 30 % energialähteiden yhdistelmästä vuoteen 2035 mennessä, mikä tukee energiankulutuksen kasvutrendiä lisäämättä hiilidioksidipäästöjä.
Olipa kyseessä sitten siirtoesimerkissä asennettu energian varastointilaitos tai sähkönjakelulaitos, jossa on uusiutuvan energian kenttäaseman jakamispaikka tai itsenäinen pääsy sähköverkkoon, hyödyt ovat pääasiassa sähkömarkkinoiden ja energiamuotojen monipuolistamisen etuja.
Uuden energian suuntaan kohti puhdasta uusiutuvaa energiaa, verkkoon kytkettyä energian varastointikehitystä, tuuli- ja aurinkoenergian muodossa, vähitellen ympäri maailmaa, jotta demonstraatiot alkaisivat. Aurinkosähköä tukeva energian varastointi, tuulivoima jatkuvan vakauttamisen taloudellisen vaikutuksen aikaansaamiseksi, tuulen ja valon hylkäämisen säätely jne. ovat tuoneet hyviä parannuksia.
