A crecente capacidade de conexión á rede da enerxía fotovoltaica e o impacto resultante na rede crearon condicións máis favorables para o desenvolvemento do almacenamento de enerxía.
O almacenamento de enerxía fotovoltaica difire da xeración de enerxía conectada á rede en que utiliza baterías para o almacenamento e dispositivos para cargar e descargar as baterías; o investimento inicial será maior, pero a gama de posibles aplicacións será considerablemente máis ampla. Neste artigo, presentamos catro escenarios de aplicación de almacenamento de enerxía fotovoltaica + que corresponden a varias aplicacións: escenarios de aplicación de almacenamento de enerxía fotovoltaica conectada á rede, escenarios de aplicación de almacenamento de enerxía fotovoltaica fóra da rede, escenarios de aplicación de sistemas de almacenamento de enerxía de rede híbrida e escenarios de aplicación de almacenamento de enerxía de microrrede fotovoltaica.
1. Escenario para aplicacións de almacenamento de enerxía fotovoltaica fóra da rede
Os sistemas de almacenamento e xeración de enerxía fotovoltaica fóra da rede utilízanse cada vez máis en rexións montañosas remotas, zonas sen electricidade, illas, estacións base de comunicación e alumeado público, entre outros lugares onde poden funcionar de forma autónoma sen depender da rede eléctrica.
Un conxunto fotovoltaico, un inversor fotovoltaico, un almacenamento de baterías e unha carga de enerxía compoñen o sistema. Cando hai luz, o conxunto fotovoltaico transforma a enerxía solar en enerxía eléctrica e, simultaneamente, subministra enerxía á carga a través da máquina integrada de control inverso e carga a batería; cando non hai luz, a batería alimenta a carga de CA a través do inversor.
Os sistemas de xeración de enerxía fotovoltaica autónoma están deseñados especificamente para o seu despregamento en rexións que carecen de redes eléctricas ou que experimentan cortes de subministración frecuentes. Estes sistemas funcionan de xeito "almacenamento e uso" ou "primeiro almacenamento e despois uso", análogo a como se envía o carbón vexetal a través da neve. "A neve incrustada no carbón vexetal" En zonas sen rede eléctrica ou con frecuentes apagóns que afectan ás familias, os sistemas autónomos son moi prácticos.
2. Escenarios para aplicacións de almacenamento de enerxía híbrida en redes fotovoltaicas
Os sistemas de almacenamento de enerxía híbrida fotovoltaica de rede empréganse habitualmente durante as frecuentes interrupcións do suministro eléctrico. As tarifas elevadas de autoconsumo evitan excedentes para Internet; as tarifas de pico son significativamente máis caras que as tarifas de vale e as das aplicacións alternativas.
O sistema está composto por paneis fotovoltaicos compostos por módulos de células solares, maquinaria integrada de enerxía solar conectada e fóra da rede, paquetes de baterías, cargas e outros compoñentes. En presenza de luz, o panel fotovoltaico transforma a enerxía solar en enerxía eléctrica e carga o banco de baterías mentres subministra enerxía á carga a través do inversor de control solar; cando a luz está ausente, a batería carga o inversor de control solar e posteriormente subministra enerxía á carga de CA.
A inclusión de controladores de carga/descarga e baterías no sistema conectado á rede e illado aumenta o custo total aproximadamente entre un 30 % e un 50 % en comparación co sistema de xeración de enerxía conectado á rede. Non obstante, este aumento amplía as aplicacións potenciais do sistema. En primeiro lugar, é posible configurar o sistema fotovoltaico para xerar enerxía á súa capacidade nominal durante períodos de alta demanda de electricidade para reducir os custos da electricidade. En segundo lugar, é posible cargar o sistema fotovoltaico durante o modo de traballo illado e descargalo durante o período de demanda máxima de electricidade, aproveitando a diferenza de prezos entre os segmentos máximo e mínimo. Por último, no caso de que a rede non estea dispoñible, o sistema fotovoltaico funciona como unha fonte de alimentación de reserva e o inversor pódese desactivar para funcionar nun modo illado. Actualmente, este escenario impleméntase con máis frecuencia en países desenvolvidos no estranxeiro.
3. Escenarios para a aplicación de sistemas de almacenamento de enerxía fotovoltaica conectados á rede
Sistema de xeración de enerxía fotovoltaica con almacenamento de enerxía conectado á rede, que funciona en modo de acoplamento de CA utilizando principalmente compoñentes fotovoltaicos e de almacenamento de enerxía. Ademais de aumentar a proporción de autoconsumo autoxerado e almacenamento de distribución fotovoltaica terrestre, almacenamento de enerxía fotovoltaica industrial e comercial e outras aplicacións potenciais, o sistema posúe a capacidade de almacenar o excedente de xeración de enerxía.
Os módulos de células solares compoñen a matriz fotovoltaica, que se complementa cun paquete de baterías, un controlador de carga/descarga PCS e unha carga que consume enerxía. En situacións nas que a enerxía solar non alcanza a potencia da carga, o sistema aliméntase en parte con enerxía solar e coa rede. Pola contra, cando a enerxía solar supera a potencia da carga, unha parte da enerxía solar utilízase para subministrar enerxía á carga, mentres que a parte restante almacénase a través do controlador. Ademais, o sistema de almacenamento de enerxía pódese empregar na xestión da demanda, na arbitraxe de picos e vales e noutros escenarios para aumentar o modelo de rendibilidade do sistema.
No novo mercado enerxético da China, o sistema de almacenamento de enerxía conectado á rede fotovoltaica espertou un interese considerable como escenario emerxente de aplicación de enerxías renovables. Ao integrar un dispositivo de almacenamento de enerxía, a xeración de enerxía fotovoltaica e unha rede de CA, o sistema maximiza o uso da enerxía renovable.
4. Escenarios para aplicacións de sistemas de almacenamento de enerxía en microrredes
Debido á súa importancia como dispositivo de almacenamento de enerxía, o sistema de almacenamento de enerxía en microrredes está a asumir unha posición máis destacada no sistema eléctrico e no desenvolvemento de novas enerxías da China.
A medida que a enerxía renovable gaña popularidade e os avances científicos e tecnolóxicos continúan avanzando, os escenarios de aplicación para os sistemas de almacenamento de enerxía en microrredes seguen crecendo. Estes escenarios refírense principalmente aos dous aspectos que se enumeran a continuación:
1). Xeración distribuída de enerxía e sistema de almacenamento de enerxía: A xeración distribuída de enerxía refírese á colocación de aparellos de xeración de enerxía a pequena escala moi preto do usuario final, utilizando fontes como a enerxía eólica, a solar fotovoltaica e outras. Calquera excedente de enerxía xerada almacénase posteriormente nun sistema de almacenamento de enerxía, que serve como fonte de alimentación de reserva durante períodos de alta demanda de electricidade ou cortes da rede.
2). Subministración de enerxía en microrredes: Para unha subministración de enerxía local fiable en zonas remotas, illas e outros lugares con difícil acceso á rede, os sistemas de almacenamento de enerxía en microrredes poden utilizarse como fontes de enerxía de reserva.
Ao aproveitar a complementación multienerxética, as microrredes poden optimizar o uso do potencial da enerxía limpa distribuída. Isto permítelles mitigar aspectos desfavorables como a capacidade limitada, a xeración de enerxía pouco fiable e as subministracións de enerxía independentes pouco fiables, ao tempo que garanten o funcionamento seguro da rede eléctrica máis grande. Como resultado, as microrredes serven como un valioso complemento para a rede eléctrica máis grande. A escala dos escenarios de aplicación das microrredes é considerablemente maior, abarcando desde uns poucos quilovatios ata decenas de megavatios, e a variedade de posibles implementacións é considerablemente máis ampla.
Os patróns de utilización para o almacenamento de enerxía fotovoltaica son amplos e variados, e abarcan microrredes, sistemas illados e sistemas conectados á rede. As aplicacións prácticas da enerxía renovable caracterízanse polos beneficios e atributos únicos de cada tipo de escenario, que conxuntamente fornecen aos usuarios enerxía fiable e eficaz.
A medida que a tecnoloxía fotovoltaica continúa a avanzar e os custos continúan a diminuír, o almacenamento de enerxía fotovoltaica asumirá unha posición máis significativa no sistema enerxético do futuro. Simultaneamente, o avance e a implementación de diversos escenarios facilitarán a rápida progresión do sector enerxético emerxente da China e axudarán a lograr a transformación enerxética e un desenvolvemento ambientalmente sostible e baixo en carbono.
