Den økende netttilkoblede kapasiteten til solcelleanlegg og den resulterende nettpåvirkningen har skapt gunstigere forhold for utvikling av energilagring.
Fotovoltaisk energilagring skiller seg fra netttilkoblet kraftproduksjon ved at den bruker batterier til lagring og enheter for lading og utlading av batteriene. Den opprinnelige investeringen vil være større, men spekteret av mulige bruksområder vil være betydelig bredere. I denne artikkelen presenterer vi fire applikasjonsscenarier for PV + energilagring som tilsvarer ulike bruksområder: applikasjonsscenarier for PV-energilagring på nettet, applikasjonsscenarier for PV-energilagring utenfor nettet, applikasjonsscenarier for energilagringssystemer i hybridnettet og applikasjonsscenarier for energilagring i PV-mikronettet.
1. Scenario for PV-energilagringsapplikasjoner utenfor strømnettet
Fotovoltaiske energilagrings- og kraftproduksjonssystemer utenfor strømnettet brukes i økende grad i avsidesliggende fjellregioner, strømløse områder, øyer, kommunikasjonsbasestasjoner og gatebelysning, blant andre steder der de kan operere autonomt uten å være avhengig av strømnettet.
Systemet består av et PV-panel, en PV-inverter, et batterilager og en strømlast. Når det er lys, omdanner det solcellepanelet solenergi til elektrisk energi og forsyner samtidig lasten med strøm via den integrerte maskinen med invers kontroll og lader batteripakken. Når det ikke er lys, forsyner batteriet vekselstrømslasten via inverteren.
Off-grid fotovoltaiske kraftproduksjonssystemer er spesielt konstruert for utplassering i regioner som mangler strømnett eller opplever hyppige strømbrudd. Disse systemene opererer på en "lagring og bruk"- eller "først lagring og deretter bruk"-måte, analogt med hvordan kull sendes gjennom snø. "Snøen innebygd i kullet" I områder uten strømnett eller med hyppige strømbrudd som rammer familier, er off-grid-systemer svært praktiske.
2. Scenarier for energilagringsapplikasjoner i hybridnettet med solcellepaneler
PV-hybridnett-energilagringssystemer brukes ofte ved hyppige strømbrudd. Høye egenforbrukstariffer forhindrer overskudd til internett; topptariffer er betydelig dyrere enn daltariffer og de for alternative bruksområder.
Systemet består av solcellepaneler som består av solcellemoduler, maskineri integrert med solenergi som er koblet til og utenfor strømnettet, batteripakker, laster og andre komponenter. I nærvær av lys omdanner solpanelet solenergi til elektrisk energi og lader batteribanken samtidig som det forsyner lasten med strøm via solcellestyringsomformeren. Når det er fraværende lys, lader batteriet solcellestyringsomformeren og forsyner deretter vekselstrømslasten med strøm.
Inkluderingen av lade-/utladningskontrollere og batterier i nett-tilkoblede og off-grid-systemer øker den totale kostnaden med omtrent 30–50 % sammenlignet med nett-tilkoblede kraftproduksjonssystemer. Denne utvidelsen utvider imidlertid systemets potensielle bruksområder. For det første er det mulig å konfigurere PV-systemet til å generere strøm med nominell kapasitet i perioder med høy etterspørsel etter strøm for å redusere strømkostnadene. For det andre er det mulig å lade PV-systemet i off-grid-driftsmodus og utlade det i perioden med høy etterspørsel etter strøm, og dermed utnytte prisforskjellen mellom topp- og dalsegmentene. Til slutt, i tilfelle nettet ikke er tilgjengelig, fungerer PV-systemet som en backup-strømforsyning, og omformeren kan deaktiveres for å operere i en off-grid-modus. For tiden implementeres dette scenariet oftere i utviklede land i utlandet.
3. Scenarier for bruk av solcelledrevne energilagringssystemer på strømnettet
Solcelleanlegg for kraftproduksjon på strømnettet, som hovedsakelig bruker solcelle- og energilagringskomponenter og opererer i vekselstrømskoblingsmodus. I tillegg til å øke andelen av selvgenerert egetforbruk og bakkebasert solcellebasert distribusjonslagring, industriell og kommersiell solcellebasert energilagring og andre potensielle bruksområder, har systemet muligheten til å lagre overskuddskraftproduksjon.
Solcellemoduler består av det solcellepanelet, som kompletteres av en batteripakke, en lade-/utladningskontroller (PCS) og en strømkrevende last. I situasjoner der solenergien ikke når opp til lasteffekten, drives systemet delvis av solenergi og strømnettet. Omvendt, når solenergien overstiger lasteffekten, brukes en del av solenergien til å forsyne lasten med strøm, mens den resterende delen lagres via kontrolleren. I tillegg kan energilagringssystemet brukes i etterspørselsstyring, topp- og dalarbitrage og andre scenarier for å forbedre systemets lønnsomhetsmodell.
I Kinas nye energimarked har det PV-netttilkoblede energilagringssystemet fått betydelig interesse som et fremvoksende scenario for fornybar energi. Ved å integrere en energilagringsenhet, solcelledrevet kraftproduksjon og et vekselstrømnett, maksimerer systemet utnyttelsen av fornybar energi.
4. Scenarier for applikasjoner for energilagringssystemer i mikronettet
På grunn av sin betydning som energilagringsenhet, inntar mikronettets energilagringssystem en mer fremtredende posisjon i kraftsystemet og ny energiutvikling i Kina.
Etter hvert som fornybar energi blir stadig mer populært og vitenskapelige og teknologiske fremskritt fortsetter å gå fremover, fortsetter bruksscenarioene for mikronett-energilagringssystemer å vokse. Disse scenariene gjelder primært de to aspektene som er oppført nedenfor:
1). Distribuert kraftproduksjon og energilagringssystem: Distribuert kraftproduksjon omfatter plassering av småskala kraftproduksjonsapparater i nærheten av sluttbrukeren, ved bruk av kilder som vindenergi, solcellepaneler og andre. All generert overskuddskraft lagres deretter i et energilagringssystem, som fungerer som en backup-strømforsyning i perioder med høy etterspørsel etter strøm eller strømbrudd.
2). Mikronett-backup: For pålitelig lokal strømforsyning i avsidesliggende områder, øyer og andre steder med vanskelig nettilgang, kan mikronett-energilagringssystemer brukes som reservekraftkilder.
Ved å utnytte komplementering av flere energikilder kan mikronett optimalisere utnyttelsen av potensialet til distribuert ren energi. Dette gjør det mulig for dem å redusere ugunstige aspekter som begrenset kapasitet, upålitelig kraftproduksjon og upålitelige uavhengige strømforsyninger, samtidig som de sikrer sikker drift av det større kraftnettet. Som et resultat fungerer mikronett som et verdifullt supplement til det større kraftnettet. Omfanget av mikronettapplikasjonsscenarier er betydelig større, fra noen få kilowatt til titalls megawatt, og variasjonen av mulige implementeringer er betydelig bredere.
Bruksmønstrene for solcellebasert energilagring er omfattende og varierte, og omfatter mikronett, off-grid-systemer og netttilkoblede systemer. Praktiske anvendelser av fornybar energi kjennetegnes av de unike fordelene og egenskapene til hver scenariotype, som samlet sett forsyner brukerne med pålitelig og effektiv strøm.
Etter hvert som PV-teknologien fortsetter å utvikle seg og kostnadene fortsetter å synke, vil PV-energilagring innta en stadig viktigere posisjon i fremtidens energisystem. Samtidig vil utviklingen og implementeringen av ulike scenarier legge til rette for rask utvikling av Kinas fremvoksende energisektor og bidra til å oppnå energiomstilling og lavkarbon, miljømessig bærekraftig utvikling.
