L'accumulo di energia fotovoltaica non è la stessa cosa della generazione di energia connessa alla rete. L'aggiunta di batterie, nonché di dispositivi di carica e scarica, comporta un aumento dei costi iniziali del 20-40%, ma il campo di applicazione è molto più ampio. In base alle diverse applicazioni, i sistemi di accumulo e generazione di energia solare fotovoltaica si dividono in quattro tipologie: sistemi di generazione di energia off-grid, sistemi di accumulo di energia off-grid, sistemi di accumulo di energia connessi alla rete e vari sistemi ibridi di micro-reti energetiche.
Sistema di generazione di energia fotovoltaica off-grid
Sistema di generazione di energia fotovoltaica off-grid (Off-Grid Photovoltaic Power Generation), celle solari incorporate nella calcolatrice, semplice applicazione nel corpo dell'orologio elettronico, con un pannello solare, un semplice dispositivo di ricarica, la batteria sulla composizione del sistema di generazione di energia fotovoltaica più semplice, tale dispositivo è spesso utilizzato dai pastori per portare con sé l'alimentazione per la radio e l'illuminazione serale. Ora esistono anche tali fonti di energia solare portatili.
Sistemi di accumulo di energia connessi alla rete e autonomi
Il sistema fotovoltaico, a seconda dell'applicazione pratica, è caratterizzato da una varietà di sistemi di accumulo di energia off-grid, che comprendono sia la generazione di energia connessa alla rete, sia l'accumulo di energia, nonché il funzionamento individuale off-grid. In alcune aree commerciali, a causa della capacità limitata del trasformatore, il sistema fotovoltaico non è autorizzato a immettere energia elettrica online per la vendita. Inoltre, si verifica instabilità nelle reti elettriche regionali e in altre aree il prezzo dell'energia su Internet è troppo basso, mentre i prezzi dell'energia monouso sono elevati e la differenza tra i prezzi di picco e di valle è notevole. In queste aree, l'installazione di impianti fotovoltaici è più adatta all'utilizzo di sistemi di accumulo di energia on-grid e off-grid.
I sistemi fotovoltaici e di accumulo di energia off-grid offrono quattro principali modalità di profitto:
1. Utilizzando l'energia fotovoltaica per alimentare il carico, è possibile impostare il prezzo dell'elettricità in base alle ore di punta, riducendo così i costi energetici.
2. Caricare nelle ore non di punta e scaricare nelle ore di punta, sfruttando la differenza di prezzo tra le ore di punta e quelle di valle per realizzare profitti.
3. Non può essere online, può essere installato per impedire il riflusso del sistema La potenza fotovoltaica è maggiore della potenza di carico, la potenza non può essere utilizzata fino all'accumulo della batteria.
4. In caso di blackout della rete, il sistema passa alla modalità off-grid. Il sistema fotovoltaico continua a generare elettricità e a funzionare come alimentazione di riserva. L'alimentazione del carico avviene tramite inverter, grazie all'energia fotovoltaica e a quella delle batterie.
Rispetto a un sistema di generazione di energia connesso alla rete, un sistema off-grid richiede un regolatore di carica/scarica e una batteria, con un conseguente aumento dei costi di circa il 30%, ma offre un campo di applicazione più ampio. In primo luogo, può essere impostato per erogare la potenza nominale nei momenti di picco del prezzo dell'elettricità, riducendo così la bolletta; in secondo luogo, può essere caricato nei momenti di minimo del prezzo dell'elettricità e scaricato nei momenti di picco, generando profitto sfruttando la differenza tra prezzo massimo e minimo; in terzo luogo, in caso di interruzione della rete elettrica, il sistema fotovoltaico continua a funzionare come fonte di energia di riserva e l'inverter può essere commutato in modalità off-grid, alimentando il carico sia dal fotovoltaico che dalle batterie.
sistema di accumulo di energia fotovoltaica connesso alla rete
I sistemi di produzione di energia fotovoltaica con accumulo di energia connesso alla rete possono immagazzinare l'energia in eccesso prodotta, aumentando la percentuale di autoproduzione e autoconsumo. Questi sistemi vengono utilizzati in situazioni in cui l'autoproduzione e l'autoconsumo fotovoltaico non possono essere immessi nella rete, le tariffe di picco sono molto più costose delle tariffe a livello di onda e le tariffe per l'autoconsumo sono significativamente più costose delle tariffe di immissione in rete. Il sistema è composto da un array quadrato fotovoltaico costituito da moduli di celle solari, un regolatore di carica solare, un banco batterie, un inverter connesso alla rete, un dispositivo di rilevamento della corrente, un carico e altri componenti. Il regolatore immagazzina parte dell'energia solare e ne fornisce una parte al carico quando la potenza solare è superiore alla potenza richiesta dal carico. Il sistema viene alimentato da una combinazione di energia di rete e solare quando la potenza solare non è sufficiente ad alimentare il carico. A seguito della revoca dei sussidi per il fotovoltaico, in alcuni paesi e località è possibile installare sistemi di accumulo di energia connessi alla rete prima dell'installazione degli impianti solari, consentendo l'autoproduzione e l'autoconsumo completi dell'energia fotovoltaica prodotta. Il dispositivo di accumulo di energia connesso alla rete può essere utilizzato con inverter di diversi produttori, mantenendo la configurazione originale. Quando il sensore di corrente rileva un flusso di corrente verso la rete, il dispositivo di accumulo si attiva, immagazzinando l'energia elettrica in eccesso nella batteria e, se la batteria è carica, attivando lo scaldabagno elettrico. La batteria può essere configurata per inviare energia al carico tramite l'inverter quando il consumo domestico aumenta durante la notte.
Sistema a microrete per l'accumulo di energia
Un sistema di microrete è composto da un array quadrato di celle solari, un inverter connesso alla rete, un convertitore bidirezionale PCS, un interruttore di commutazione intelligente, un banco batterie e un generatore. Quando c'è luce, l'array fotovoltaico converte l'energia solare in elettricità. Utilizza quindi l'inverter per alimentare il carico e il convertitore bidirezionale PCS per caricare il pacco batterie. Quando non c'è luce, la batteria utilizza il convertitore bidirezionale PCS per alimentare il carico. La microrete è la soluzione più efficiente per garantire la sicurezza della rete elettrica perché può sfruttare appieno ed efficacemente il potenziale dell'energia pulita distribuita, minimizzando al contempo gli svantaggi della piccola capacità, della produzione di energia imprevedibile e della bassa affidabilità di un approvvigionamento energetico indipendente. Il funzionamento sicuro del sistema rappresenta un valido complemento alla rete elettrica tradizionale. Le microreti possono contribuire in modo significativo alla modernizzazione delle imprese tradizionali, sia dal punto di vista economico che ambientale. Gli esperti affermano che le applicazioni delle microreti sono diverse e possono variare in dimensioni da pochi kilowatt a decine di megawatt. Le microreti possono essere progettate per dimensioni che vanno da un singolo edificio fino a interi complessi industriali, miniere, aziende, ospedali e scuole.
Alla fine di ottobre 2020, l'Amministrazione nazionale per l'energia ha approvato l'attuazione del "Codice di efficienza del sistema fotovoltaico", che liberalizza completamente il rapporto di capacità degli impianti fotovoltaici, con un rapporto di capacità raccomandato fino a 1.
Opportunità:Nel lungo periodo, le spedizioni nazionali di moduli fotovoltaici continueranno ad aumentare significativamente, così come quelle di inverter. Un'allocazione oculata può consentire di ottenere il costo livellato dell'energia (LCOE) più basso, migliorare il tasso di rendimento interno (IRR) del progetto e accelerare il raggiungimento della parità di prezzo.
Sfida:Abbandono della luce e volatilità della capacità di sovra-adattamento e sovraccarico dell'inverter di generazione di energia fotovoltaica.
L'istituzione di un solido sistema di standard per l'industria dell'accumulo di energia, il sistema di accumulo di energia coinvolge molti collegamenti tra le apparecchiature, le prestazioni delle apparecchiature della catena industriale variano, incendi e altri incidenti rappresentano un collo di bottiglia fondamentale che influenza lo sviluppo dell'accumulo di energia.
Chiarire lo status di mercato indipendente dell'accumulo di energia: gli impianti di accumulo di energia possono essere combinati con impianti fotovoltaici, termici e altre fonti energetiche nel loro insieme, per partecipare ai servizi di spostamento dei picchi e di frequenza del sistema elettrico e generare ricavi, ma anche operare come entità di mercato indipendenti.
È necessario un sostegno politico diversificato e stabile, nonché un supporto di politica industriale per lo stoccaggio di energia, sincronizzato con la liberalizzazione del mercato, implementando al contempo politiche industriali diversificate per i diversi scenari applicativi.
Lo sviluppo energetico futuro della Cina passerà da un mix energetico ad alto contenuto di carbonio a uno a basso contenuto di carbonio e infine a zero emissioni di carbonio. Nel settore elettrico, le nuove energie, inizialmente in fase di sostituzione incrementale, inizieranno gradualmente a sostituire completamente le fonti tradizionali, al fine di raggiungere la parità tra accumulo di energia e nuove energie sul lato degli utenti e accumulo di energia e nuove energie sul lato della produzione. Si prevede che entro il 2035, le nuove fonti energetiche, come il fotovoltaico, rappresenteranno oltre il 30% del mix energetico, sostenendo la tendenza al rialzo dei consumi energetici senza aumentare le emissioni di carbonio.
Sia che l'impianto di accumulo di energia installato nell'esempio di trasmissione o distribuzione di energia, sia che si tratti di un impianto di accumulo di energia con accesso indipendente alla rete, i vantaggi principali derivano dalla diversificazione delle modalità di funzionamento e dal mercato dell'energia.
La nuova direzione di sviluppo delle energie rinnovabili pulite e connesse alla rete sta prendendo piede, con l'avvio graduale di dimostrazioni a livello globale per l'accumulo di energia eolica e solare. L'accumulo di energia a supporto del fotovoltaico e dell'eolico, con i suoi effetti economici di stabilizzazione continua, regolazione e riduzione della domanda di energia eolica e solare, ha portato a notevoli miglioramenti.
