טכנולוגיית אגירת אנרגיה מסייעת לפרויקטים פוטו-וולטאיים (PV) להפחית את צריכת החשמל ומבטיחה שילוב מערכות פוטו-וולטאיות בקנה מידה גדול ברשת. מבין טכנולוגיות אגירת האנרגיה הבשלות והממוסחרות כיום, אגירת אנרגיה אלקטרוכימית מתאימה לשילוב עם פרויקטים פוטו-וולטאיים בשל יתרונותיה של אי-השפעה מתנאים טבעיים, תגובה מהירה ומחזור חיים ארוך.
א. מערכת פוטו-וולטאית
ייצור חשמל פוטו-וולטאי, המכונה גם ייצור חשמל סולארי פוטו-וולטאי, היא טכנולוגיה הממירה אנרגיית אור לאנרגיה חשמלית באמצעות האפקט הפוטואלקטרי בממשק המוליך למחצה. היא מורכבת בעיקר משלושה חלקים: פאנלים סולאריים (מודולי PV), בקרים וממירי מתח.
ניתן לחלק תחנות כוח פוטו-וולטאיות באופן גס לשתי קטגוריות על סמך סידור הרכיבים: תחנות כוח פוטו-וולטאיות מרכזיות ותחנות כוח פוטו-וולטאיות מבוזרות.
תחנות כוח פוטו-וולטאיות מרכזיות: אלו הן תחנות כוח פוטו-וולטאיות בקנה מידה גדול הבנויות באזורים נרחבים כמו מדבריות, כאשר החשמל המיוצר משולב ישירות ברשת הציבורית ומחובר למערכת הולכת מתח גבוה כדי לספק עומסים מרוחקים. הן נמצאות בדרך כלל באזורים כמו צ'ינגהאי, נינגשיה, גאנסו ושינג'יאנג.
תחנות כוח פוטו-וולטאיות מבוזרות: אלו נבנות ומופעלות על שטח המשתמש או בסמוך לו, בעיקר לצריכה עצמית, כאשר עודפי החשמל מוזן לרשת. הן בדרך כלל משתמשות בגגות, חניות רכב ואזורים מפוזרים אחרים לבניית תחנות כוח פוטו-וולטאיות, והן נפוצות בדרום ובצפון סין. פיתוח אנרגיה פוטו-וולטאית מבוזרת התמודד בעבר עם אתגרים עקב הכללתו בניהול קנה המידה. עם זאת, הוא הפך לנושא חם בתעשייה עקב מדיניות "הפיילוט המבוזר של כל המחוז".
II. שיטות אינטגרציה של מערכות אגירת אנרגיה
תחנות כוח פוטו-וולטאיות יכולות לאמץ שתי גישות טכניות: אינטגרציה מרכזית בצד AC ואינטגרציה מבוזרת בצד DC.
אינטגרציה מרכזית בצד AC:
בגישה זו, חבילת סוללות אגירת האנרגיה ממוקמת באופן מרכזי בתחנת הכוח המאיץ/מחלקת הכוח של תחנת הכוח. זרם הישר עובר היפוך ומוגבר לפני שהוא מחובר לאפיק הזרם החילופין של תחנת הכוח המאיץ, כאשר חילופי זרם בין מערכת אגירת האנרגיה למערכת החשמל נשלטים על ידי השיגור. שיטה זו דורשת הגדרת מספר PCS (מערכות המרת חשמל) לפעולה מקבילה והוספת שנאי בוסטר והתקני חלוקה.
אינטגרציה מבוזרת בצד DC:
שיטה זו מפזרת יחידות אגירת אנרגיה על פני תת-מערכים פוטו-וולטאיים שונים, כאשר כל תת-מערך מצויד בהתקן אגירת אנרגיה משלו, המורכב בעיקר מממיר פוטו-וולטאי, שנאי בוסטר, מודול DC/DC וסוללת אגירה. בתכנית אגירת אנרגיה מבוזרת זו, התקשורת בין מודול ה-DC/DC לממיר ה-PV יכולה להחליק את תפוקת החשמל, אך היא אינה יכולה לאגור עודפי חשמל בצד ה-AC. כדי להשיג זרימת חשמל דו-כיוונית, יש להחליף את הממיר ה-PV החד-כיווני בממיר PCS דו-כיווני.
עבור תחנות כוח פוטו-וולטאיות קיימות, שיטת האינטגרציה המבוזרת בצד הזרם הישיר מתמודדת עם אילוצים עקב שטח מוגבל למיקום ציוד ושינויים משמעותיים בחיווט חשמלי, מה שמחייב הפסקות חשמל ארוכות לצורך שיפוץ, ובכך גורר עלויות גבוהות יותר.
יישום מערכות אגירת אנרגיה אלקטרוכימיות בפרויקטים פוטו-וולטאיים מבטיח את האיכות ותאימות הרשת של אנרגיה נקייה, תוך עמידה בדרישות אגירת אנרגיה מחייבות של חברות הרשת. זה גם מטפל בבעיית הגבלת האור ומפחית בזבוז משאבים.
