Apa itu sistem penyimpanan energi fotovoltaik?
Sistem penyimpanan energi fotovoltaik adalah kombinasi peralatan dan teknologi yang mengubah energi matahari menjadi energi listrik untuk memasok peralatan rumah tangga sekaligus menyimpan kelebihan energi untuk digunakan pada malam hari atau saat tidak ada aliran listrik dari PLN.
Apa itu dan apa saja komponen utamanya?
1. Modul fotovoltaik: terdiri dari beberapa modul fotovoltaik (juga dikenal sebagai panel surya) yang bertugas menangkap sinar matahari dan mengubahnya menjadi arus searah.
2. Rangka, aksesori, dan kabel: digunakan untuk memasang panel surya dan mengalirkan daya DC yang dihasilkan ke inverter.
3. Inverter (inverter terhubung jaringan dan inverter tanpa jaringan): Daya arus bolak-balik (AC) dihasilkan dengan membalik daya arus searah (DC) yang dihasilkan oleh panel surya, dan menyimpan daya berlebih dalam sistem penyimpanan energi, yang juga dapat dihubungkan ke jaringan listrik kota.
4. Perangkat penyimpanan energi: Biasanya merujuk pada baterai, seperti baterai lithium dan jenis baterai lainnya, yang menyimpan listrik yang dihasilkan oleh energi matahari yang tidak langsung digunakan melalui inverter untuk digunakan di kemudian hari.
5. EMS dan BMS: EMS adalah sistem yang memantau dan mengelola pengoperasian seluruh sistem untuk memastikan bahwa semua bagian bekerja secara efisien dan aman. BMS adalah sistem manajemen baterai penyimpanan, yang mengoptimalkan dan mengontrol pengisian dan pengosongan baterai.
6. Kotak konvergensi: termasuk semua jenis peralatan dan sakelar proteksi, seperti proteksi lonjakan arus (proteksi petir) di tengah inverter akses surya, sekering, pemutus sirkuit DC, pemutus sirkuit input utilitas, pemutus sirkuit output catu daya tak terputus, dan sebagainya.
Efek fotovoltaik, bagaimana cara mendapatkan listrik dari energi matahari.
1. Penyerapan foton: Ketika sinar matahari (termasuk sumber cahaya lainnya) mengenai material (silikon) panel surya, energi foton diserap oleh material semikonduktor tersebut.
2. Eksitasi elektron: Energi foton yang diserap menyebabkan elektron dalam semikonduktor melompat dari pita valensi ke pita konduksi, mengubahnya dari keadaan terikat menjadi keadaan bebas.
3. Pembentukan pasangan elektron-lubang: Ketika sebuah elektron tereksitasi ke pita konduksi, ia meninggalkan sebuah lubang di pita valensi. Elektron dan lubang ini membentuk pasangan elektron-lubang.
4. Pembentukan medan listrik: Daerah tipe-P dan tipe-N biasanya terdapat pada material fotovoltaik, dan pada persimpangan kedua daerah ini (yaitu, persimpangan PN), medan listrik internal terbentuk.
5. Mendorong aliran elektron: Medan listrik internal ini mendorong elektron bebas untuk bergerak menuju wilayah tipe-N dan lubang untuk bergerak menuju wilayah tipe-P, dan pergerakan ini menciptakan arus.
6. Mengumpulkan arus: Melalui inverter, arus ini diubah menjadi listrik AC atau DC dan disimpan dalam sistem penyimpanan energi untuk digunakan kemudian.
Cara kerja inverter yang terhubung ke jaringan listrik dan yang tidak terhubung ke jaringan listrik, serta mode operasinya.
1. Inverter yang terhubung ke jaringan listrik mengubah daya DC yang dihasilkan oleh panel surya menjadi tegangan bus yang sesuai untuk inverter melalui modul MPPT, dan kemudian mengubahnya menjadi daya AC melalui komponen elektronik untuk memasok peralatan rumah tangga. Jika terdapat daya berlebih, daya tersebut akan diubah menjadi tegangan yang sama dengan sistem penyimpanan dan diisi ke dalam sistem penyimpanan untuk cadangan. Jika masih ada daya berlebih, daya tersebut akan dibalik dan diintegrasikan ke dalam jaringan listrik.
2. Sistem penyimpanan energi PV memiliki mode pembangkitan dan konsumsi sendiri, mode pengurangan beban puncak dan pengisian beban lembah, serta mode prioritas baterai.
Mode pembangkitan dan penggunaan mandiri: listrik yang dihasilkan oleh panel surya diubah menjadi arus bolak-balik (AC) dan langsung disuplai ke peralatan rumah tangga, sementara kelebihannya diisi ke dalam sistem penyimpanan; jika arus yang dihasilkan oleh panel surya tidak cukup untuk digunakan oleh peralatan rumah tangga, maka akan ditambah menggunakan jaringan listrik kota.
Mode Pengurangan Beban Puncak dan Pengisian Beban Lembah: Pada waktu terendah yang telah ditentukan, daya AC dari jaringan listrik kota akan diubah menjadi daya DC dan diisi ke dalam sistem penyimpanan energi; pada waktu puncak yang telah ditentukan, daya DC dalam sistem penyimpanan energi akan diubah menjadi daya AC untuk disuplai ke peralatan rumah tangga; jika daya baterai tidak mencukupi, maka akan ditambah dengan daya dari jaringan listrik kota.
Mode Prioritas Baterai: Apa pun situasinya, pertama-tama pastikan daya sistem penyimpanan energi penuh. Ketika energi surya menghasilkan daya lebih, daya tersebut akan langsung diubah menjadi daya AC untuk digunakan pada baterai rumah, dan ketika fungsi koneksi jaringan diaktifkan, kelebihan daya akan ditambahkan ke jaringan listrik kota.
Cara mendesain dan menghitung berapa watt panel surya yang perlu dipasang.
Panel surya: LESSO 550W
Ukuran: P 2278 x 1134 mm, kira-kira 2,6 kaki persegi.
Berat: 28 kg
Daya: 550W
Rumus perhitungan luas:
Catatan: Mendukung panel surya di bawah 7KW
Daya total panel surya: 550W*12=6,6KW
Luas atap yang dibutuhkan: 12 x 2,6 kaki persegi = 31,2 kaki persegi.
Perhitungan pembangkitan listrik harian:
Ambil contoh Wenzhou, Tiongkok, puncak sinar matahari 3,77 jam, pembangkitan daya per watt per tahun 1,088 kWh, jam penggunaan efektif tahunan 1087,08 jam. Sudut pemasangan: 18 derajat.
Pembangkitan daya harian puncak = 6,6 KW x 3,77 jam = 24,88 KWH
Produksi listrik tahunan = 6,6 KW x 1087,08 jam = 7174,728 KWH
