Inteligentne systemy magazynowania energii słonecznej w domach zyskały na popularności w ciągu ostatnich kilku lat. Zielona energia może być dostarczana rodzinie o każdej porze dnia i nocy, a dzięki energii słonecznej nie musisz martwić się o wysokie ceny energii. To pozwala zaoszczędzić na rachunkach za prąd i zapewnia wszystkim dobrą jakość życia.
W ciągu dnia domowy system magazynowania energii fotowoltaicznej gromadzi energię słoneczną i automatycznie ją magazynuje, aby mogła być wykorzystana przez obciążenie w nocy. W przypadku nagłej awarii zasilania, system może szybko przełączyć się na zapasowe źródło zasilania, aby upewnić się, że wszystkie światła, urządzenia i inny sprzęt zawsze działają prawidłowo. Akumulator w domowym systemie magazynowania energii może być ładowany samodzielnie, gdy nie jest używany. W ten sposób może być używany podczas awarii zasilania lub wtedy, gdy jest najbardziej potrzebny. Domowe urządzenie magazynujące energię może być używane jako zapasowe źródło zasilania w przypadku awarii. Może również równoważyć obciążenie, co pozwala rodzinie zaoszczędzić na rachunkach za prąd. Inteligentny domowy system magazynowania energii fotowoltaicznej działa jak mała elektrownia magazynująca energię i jest odporny na obciążenie sieci energetycznej w miastach.
Znak zapytania dla profesjonalistów?
Z jakich podzespołów składa się tak wydajny domowy system magazynowania energii fotowoltaicznej i od czego zależy jego działanie? Jakie są rodzaje rozwiązań do magazynowania energii fotowoltaicznej w domu? Dlaczego wybór odpowiedniego domowego systemu magazynowania energii fotowoltaicznej jest tak ważny?
„Sekundy” wiedzy CEM
Czym jest system magazynowania energii fotowoltaicznej dla domu?
Domowy system magazynowania energii fotowoltaicznej składa się z układu konwersji fotowoltaicznej oraz systemu urządzeń do magazynowania energii. Może on magazynować energię elektryczną generowaną przez słońce. Dzięki takiemu rozwiązaniu użytkownicy mogą wytwarzać energię w ciągu dnia i magazynować nadmiar energii do wykorzystania w nocy lub przy słabym oświetleniu.
Sortowanie domowych systemów magazynowania energii fotowoltaicznej na grupy
Obecnie istnieją dwa rodzaje domowych systemów magazynowania energii: podłączone do sieci i niezależne.
Rozwiązanie do magazynowania energii podłączone do sieci dla domu
Pięć głównych elementów systemu składa się z paneli słonecznych, falowników podłączonych do sieci, systemu zarządzania akumulatorami (BMS) oraz odbiorników prądu przemiennego. Panele fotowoltaiczne i system magazynowania energii współpracują ze sobą, aby zasilać urządzenie. Gdy zasilanie sieciowe jest włączone, zarówno system fotowoltaiczny podłączony do sieci, jak i zasilanie sieciowe zasilają obciążenie. W przypadku zaniku zasilania sieciowego, zarówno system fotowoltaiczny podłączony do sieci, jak i system magazynowania energii zasilają obciążenie wspólnie. Istnieją trzy tryby działania domowego systemu magazynowania energii podłączonego do sieci: Tryb 1: system fotowoltaiczny magazynuje energię i przesyła nadmiar energii do internetu; Tryb 2: system fotowoltaiczny magazynuje energię i zaspokaja część zapotrzebowania na energię elektryczną; Tryb 3: system fotowoltaiczny magazynuje tylko część energii.
Metoda magazynowania energii w domu poza siecią
Falownik fotowoltaiczny może działać, ponieważ jest oddzielony od sieci i nie wymaga podłączenia do niej. Oznacza to, że cały system nie wymaga konwertera podłączonego do sieci. Domowy system magazynowania energii poza siecią ma trzy różne tryby pracy. W trybie 1, panel fotowoltaiczny magazynuje energię i dostarcza energię elektryczną dla użytkowników w słoneczne dni. W trybie 2, panel fotowoltaiczny i akumulator dostarczają energię elektryczną dla użytkowników w pochmurne dni. W trybie 3, akumulator dostarcza energię elektryczną dla użytkowników w dni ciemne i deszczowe.
Falownik jest jak mózg i serce domowego systemu magazynowania energii. Nie można go oddzielić od systemu, niezależnie od tego, czy jest podłączony do sieci, czy nie.
Czy jest na to jakieś słowo?
Falownik (falownik) jest powszechnym elementem systemów energetycznych. Może on przekształcać prąd stały (z akumulatorów lub baterii rezerwowych) na prąd przemienny (220 V/50 Hz, sinusoidalny lub prostokątny). Mówiąc najprościej, falownik to urządzenie, które przekształca prąd stały (DC) na prąd przemienny (AC). Zawiera mostek przekształtnikowy, układ logiczny sterowania oraz układ filtrujący. Diody prostownicze i tyrystory to dwa powszechnie stosowane elementy. Większość komputerów i urządzeń domowych ma wbudowane prostowniki (DC/AC). Nazywa się je falownikami.
Co sprawia, że transformatory są tak ważną częścią systemu?
Przesył prądu przemiennego działa lepiej niż przesył prądu stałego i jest wykorzystywany do przesyłania energii do wielu miejsc. Można sprawdzić, ile mocy traci się na skutek przepływu prądu przez przewód, korzystając ze wzoru P=I2R, co oznacza „moc = kwadrat oporu prądu”. Aby zmniejszyć straty energii, należy obniżyć przepływ prądu lub rezystancję przewodu. Obniżenie rezystancji linii przesyłowych (takich jak przewody miedziane) jest trudne, ponieważ jest kosztowne i wymaga dużej wiedzy naukowej. Oznacza to, że jedynym skutecznym sposobem jest obniżenie mocy przesyłu. Moc = Prąd x Napięcie, a dokładniej, moc skuteczna = IUcosφ. Aby oszczędzać energię, można zmniejszyć natężenie prądu w liniach, zamieniając prąd stały na prąd przemienny i podnosząc napięcie sieci.
Podobnie, produkcja energii fotowoltaicznej z paneli fotowoltaicznych wykorzystuje energię prądu stałego. Jednak wiele odbiorników potrzebuje energii prądu przemiennego. Systemy zasilania prądem stałym wiążą się z pewnymi problemami. Zmiana napięcia jest trudna, a liczba odbiorników, które można wykorzystać, jest ograniczona. Wszystkie odbiorniki, z wyjątkiem niektórych odbiorników mocy, wymagają użycia falowników do zamiany prądu stałego na prąd przemienny. Przetwornica fotowoltaiczna jest najważniejszym elementem systemu zasilania fotowoltaicznego. Zamienia ona prąd stały z modułu fotowoltaicznego na prąd przemienny, który jest następnie przesyłany do odbiornika lub źródła zasilania i chroni elektronikę mocy. Moduły mocy, płytki sterujące, wyłączniki, filtry, dławiki, transformatory, styczniki, szafy sterownicze i inne elementy składają się na falownik fotowoltaiczny. Wstępne przetwarzanie części elektronicznych, montaż maszyn, testowanie, pakowanie maszyn i inne etapy składają się na proces produkcyjny. Rozwój tych etapów zależy od postępu w technologii elektroniki mocy, technologii urządzeń półprzewodnikowych i nowoczesnej technologii sterowania.
Różne typy falowników
Falowniki można podzielić na trzy grupy:
1. Falownik podłączony do sieci
Oprócz zamiany prądu stałego na prąd przemienny, falownik podłączony do sieci może synchronizować swój wyjściowy prąd przemienny z częstotliwością i fazą sieci energetycznej. Oznacza to, że wyjściowy prąd przemienny może być przekazywany z powrotem do sieci energetycznej. Innymi słowy, falownik podłączony do sieci może łączyć się z siecią energetyczną w sposób synchroniczny. Falownik ten może przesyłać niewykorzystaną energię do sieci energetycznej bez użycia akumulatorów, a jego obwód wejściowy może współpracować z technologią MTTP.
2. Falowniki, które nie wymagają podłączenia do sieci
Falowniki off-grid, zazwyczaj podłączone do paneli słonecznych, małych turbin wiatrowych lub innych źródeł prądu stałego, przetwarzają prąd stały na prąd przemienny, z którego może korzystać dom. Mogą również zasilać urządzenia energią z sieci i akumulatorów. Nazywa się je „off-grid”, ponieważ nie są podłączone do sieci energetycznej i nie wymagają zewnętrznego źródła zasilania.
Falowniki off-grid to pierwsze systemy zasilane bateryjnie, które umożliwiają działanie mikrosieci w określonych obszarach. Falownik off-grid może magazynować energię i przetwarzać ją na inne formy. Posiada wejścia prądowe, wejścia DC, wejścia szybkiego ładowania, wyjścia DC o dużej pojemności oraz szybkie wyjścia AC. Wykorzystuje oprogramowanie sterujące do zmiany warunków wejściowych i wyjściowych, aby źródła takie jak panele słoneczne czy małe turbiny wiatrowe działały z maksymalną wydajnością. Wykorzystuje również czystą falę sinusoidalną na wyjściu, aby poprawić jakość energii.
Falowniki off-gridowe. Akumulatory są niezbędne w systemach fotowoltaicznych off-grid, ponieważ magazynują energię, którą można wykorzystać w przypadku przerw w dostawie prądu. Falowniki off-gridowe pomagają również w mniejszym stopniu polegać na sieci głównej, która może powodować przerwy w dostawie prądu, awarie i inne problemy, których firmy energetyczne nie są w stanie rozwiązać.
Falownik off-grid z regulatorem ładowania słonecznego posiada również wewnętrzny regulator PWM lub MPPT, który pozwala użytkownikowi podłączyć wejścia fotowoltaiczne do falownika i sprawdzić stan fotowoltaiki na wyświetlaczu falownika. Ułatwia to konfigurację i kontrolę systemu. Falowniki off-grid w silnikach rezerwowych i akumulatorach posiadają funkcję autotestowania, aby zapewnić stabilną i pełną jakość zasilania. Falowniki o niskiej mocy służą do zasilania urządzeń domowych, natomiast falowniki o dużej mocy są najczęściej wykorzystywane do zasilania projektów biznesowych i prywatnych.
3. Falownik hybrydowy
Istnieją dwa główne typy falowników hybrydowych: jeden to falownik niezależny od sieci z wbudowanym regulatorem ładowania słonecznego, a drugi to falownik zarówno sieciowy, jak i niezależny od sieci, który można stosować zarówno w systemach fotowoltaicznych podłączonych do sieci, jak i niezależnych od niej. Jego akumulatory można skonfigurować na wiele sposobów.
Co ogólnie robi transformator
1. Funkcje automatycznego uruchamiania i wyłączania
W miarę upływu dnia i stopniowego wzrostu kąta padania promieni słonecznych, wzrasta również siła promieniowania słonecznego. System fotowoltaiczny może pobierać więcej energii słonecznej, a gdy osiągnie poziom mocy wyjściowej wymagany do pracy falownika, może rozpocząć samodzielną pracę. Przestanie działać i przejdzie w tryb uśpienia, gdy moc wyjściowa falownika podłączonego do sieci/magazynu energii spadnie do 0 lub będzie bardzo bliska 0. Dzieje się tak, gdy moc wyjściowa systemu fotowoltaicznego spada.
2. Funkcja efektu anty-wyspowego
Proces wytwarzania energii fotowoltaicznej podłączonej do sieci, system wytwarzania energii fotowoltaicznej oraz działanie sieci elektroenergetycznej. Efekt wyspowy występuje, gdy publiczna sieć energetyczna ulega awarii lub zachowuje się nieprawidłowo. Dzieje się tak, gdy system wytwarzania energii fotowoltaicznej nie może zatrzymać pracy na czas lub zostaje odłączony od sieci, ale nadal ma zasilanie. Występowanie wysp energetycznych jest niekorzystne zarówno dla systemu fotowoltaicznego, jak i źródła zasilania.
Falownik podłączony do sieci/magazynujący energię posiada wewnętrzny układ zabezpieczający przed pracą wyspową, który inteligentnie wykrywa sieć w czasie rzeczywistym i uwzględnia napięcie, częstotliwość oraz inne informacje. W przypadku wykrycia nieprawidłowości w sieci publicznej, falownik może wykorzystać różne wartości pomiarowe w odpowiednim momencie, aby odciąć prąd, zatrzymać wyjście i zgłosić awarie.
3. Funkcja sterowania umożliwiająca śledzenie maksymalnego punktu mocy
Najważniejszą technologią falownika podłączonego do sieci lub magazynu energii jest funkcja śledzenia punktu maksymalnej mocy (MPPT). Funkcja ta pozwala falownikowi na znalezienie i monitorowanie najwyższej mocy wyjściowej swoich podzespołów w czasie rzeczywistym.
Na moc wyjściową instalacji fotowoltaicznej może wpływać wiele czynników, a utrzymanie jej na zadeklarowanym najwyższym poziomie mocy wyjściowej nie zawsze jest możliwe.
Funkcja MPPT falownika podłączonego do sieci/magazynującego energię może śledzić najwyższą moc wyjściową każdego komponentu w czasie rzeczywistym. Następnie inteligentnie dostosowuje napięcie (lub prąd) punktu pracy systemu, aby zbliżyć go do punktu mocy szczytowej, co maksymalizuje moc generowaną przez system fotowoltaiczny i zapewnia jego ciągłą i wydajną pracę.
4. Inteligentna funkcja monitorowania strun
W oparciu o pierwsze śledzenie MPPT, falownik podłączony do sieci/magazynujący energię zrealizował już funkcję inteligentnego wykrywania stringów. W przeciwieństwie do śledzenia MPPT, wykrywanie stringów prawidłowo sprawdza napięcie i prąd w każdym stringu odgałęzienia. Dzięki temu użytkownik może w czasie rzeczywistym śledzić dane dotyczące pracy każdego stringa.
Systemy magazynowania energii, na które obecnie czekają klienci, to system zarządzania akumulatorami BMS, falownik fotowoltaiczny podłączony do sieci oraz falownik z funkcją magazynowania energii. Aby sprostać tym potrzebom w zakresie domowych systemów magazynowania energii i połączyć funkcje izolacji bezpieczeństwa każdego obwodu jednostki systemu fotowoltaicznego, firma Huashengchang wprowadziła na rynek kompletny zestaw domowych systemów magazynowania energii fotowoltaicznej. Systemy te składają się głównie z falowników podłączonych do sieci i falowników hybrydowych.
