Energieopslagtechnologie helpt fotovoltaïsche (PV) projecten de stroomafschakeling te verminderen en zorgt voor grootschalige integratie van PV-systemen in het elektriciteitsnet. Van de momenteel ontwikkelde en commercieel verkrijgbare energieopslagtechnologieën is elektrochemische energieopslag geschikt voor integratie met PV-projecten vanwege de voordelen ervan, zoals ongevoeligheid voor natuurlijke omstandigheden, snelle respons en een lange levensduur.
I. Fotovoltaïsch systeem
Fotovoltaïsche energieopwekking, ook wel zonne-energieopwekking genoemd, is een technologie die lichtenergie omzet in elektrische energie door middel van het foto-elektrisch effect op de halfgeleiderinterface. Het bestaat hoofdzakelijk uit drie onderdelen: zonnepanelen (PV-modules), controllers en omvormers.
Fotovoltaïsche energiecentrales kunnen grofweg in twee categorieën worden verdeeld op basis van de opstelling van de componenten: gecentraliseerde PV-centrales en decentrale PV-centrales.
Gecentraliseerde zonne-energiecentrales: Dit zijn grootschalige zonne-energiecentrales die gebouwd zijn in uitgestrekte gebieden zoals woestijnen. De opgewekte elektriciteit wordt direct geïntegreerd in het openbare elektriciteitsnet en aangesloten op het hoogspanningsnet om afnemers op grote afstand van stroom te voorzien. Ze komen veel voor in regio's zoals Qinghai, Ningxia, Gansu en Xinjiang.
Gedistribueerde PV-energiecentrales: Deze worden gebouwd en geëxploiteerd op of nabij het terrein van de gebruiker, voornamelijk voor eigen gebruik, waarbij overtollige elektriciteit aan het net wordt geleverd. Ze maken doorgaans gebruik van daken, carports en andere verspreide locaties om PV-energiecentrales te bouwen en zijn gebruikelijk in Zuid- en Noord-China. De ontwikkeling van gedistribueerde PV-systemen stuitte aanvankelijk op uitdagingen vanwege de schaalvoordelen. Het is echter een belangrijk onderwerp in de sector geworden dankzij het "brede pilotproject voor gedistribueerde zonne-energie in hele districten".
II. Integratiemethoden van energieopslagsystemen
Zonne-energiecentrales kunnen twee technische benaderingen hanteren: gecentraliseerde integratie aan de wisselstroomzijde en gedistribueerde integratie aan de gelijkstroomzijde.
Gecentraliseerde integratie aan de AC-zijde:
Bij deze aanpak is het energieopslagsysteem centraal geplaatst in het boosterstation/schakelstation van de energiecentrale. De gelijkstroom wordt omgezet en versterkt voordat deze wordt aangesloten op de wisselstroombus van het boosterstation. De energie-uitwisseling tussen het energieopslagsysteem en het elektriciteitsnet wordt geregeld door de dispatcher. Deze methode vereist de configuratie van meerdere PCS'en (Power Conversion Systems) voor parallelle werking en de toevoeging van boostertransformatoren en verdeelinrichtingen.
Gedistribueerde integratie aan de DC-zijde:
Bij deze methode worden energieopslageenheden verdeeld over verschillende PV-subarrays, waarbij elke subarray is uitgerust met een eigen energieopslagapparaat, dat hoofdzakelijk bestaat uit een PV-omvormer, een boostertransformator, een DC/DC-module en een accu. In dit gedistribueerde energieopslagsysteem kan de communicatie tussen de DC/DC-module en de PV-omvormer de stroomafgifte stabiliseren, maar kan overtollige energie aan de AC-zijde niet worden opgeslagen. Om een bidirectionele stroomstroom te realiseren, moet de unidirectionele PV-omvormer worden vervangen door een bidirectionele PCS.
Voor bestaande PV-centrales kent de gedistribueerde integratiemethode aan de DC-zijde beperkingen vanwege de beperkte ruimte voor de plaatsing van apparatuur en de aanzienlijke aanpassingen aan de elektrische bedrading. Dit vereist lange stroomonderbrekingen voor de aanpassingen, wat hogere kosten met zich meebrengt.
De toepassing van elektrochemische energieopslagsystemen in PV-projecten garandeert de kwaliteit en netcompatibiliteit van schone energie en voldoet aan de verplichte energieopslageisen van netbeheerders. Het pakt tevens het probleem van lichtbeperking aan en vermindert verspilling van grondstoffen.
