Technologia magazynowania energii pomaga projektom fotowoltaicznym (PV) zmniejszyć ograniczenia w dostawie energii elektrycznej i zapewnia integrację systemów PV z siecią na dużą skalę. Spośród obecnie rozwiniętych i skomercjalizowanych technologii magazynowania energii, elektrochemiczne magazynowanie energii nadaje się do integracji z projektami PV ze względu na swoje zalety, takie jak odporność na warunki naturalne, szybka reakcja i długi cykl życia.
I. System fotowoltaiczny
Wytwarzanie energii fotowoltaicznej, znane również jako wytwarzanie energii słonecznej z fotowoltaiki, to technologia, która przekształca energię świetlną w energię elektryczną, wykorzystując zjawisko fotoelektryczne na styku półprzewodników. Składa się ona głównie z trzech elementów: paneli słonecznych (modułów PV), kontrolerów i inwerterów.
Elektrownie fotowoltaiczne można podzielić na dwie kategorie, biorąc pod uwagę rozmieszczenie komponentów: scentralizowane elektrownie fotowoltaiczne i rozproszone elektrownie fotowoltaiczne.
Scentralizowane elektrownie fotowoltaiczne: Są to wielkoskalowe elektrownie fotowoltaiczne budowane na rozległych obszarach, takich jak pustynie, których wytwarzana energia elektryczna jest bezpośrednio zintegrowana z siecią publiczną i podłączona do systemu przesyłowego wysokiego napięcia w celu zasilania odległych odbiorników. Występują one powszechnie w regionach takich jak Qinghai, Ningxia, Gansu i Xinjiang.
Rozproszone elektrownie fotowoltaiczne: Są one budowane i eksploatowane na terenie użytkownika lub w jego pobliżu, głównie w celu własnego zużycia energii, a nadmiar energii elektrycznej jest odprowadzany do sieci. Zazwyczaj wykorzystują dachy, wiaty garażowe i inne rozproszone obszary do budowy elektrowni fotowoltaicznych i są powszechne w południowych i północnych Chinach. Rozwój rozproszonej technologii fotowoltaicznej napotykał niegdyś trudności ze względu na konieczność uwzględnienia jej w zarządzaniu skalą. Stała się ona jednak gorącym tematem w branży ze względu na politykę „rozproszonego pilotażu w całym kraju”.
II. Metody integracji systemów magazynowania energii
Elektrownie fotowoltaiczne mogą stosować dwa podejścia techniczne: scentralizowaną integrację po stronie prądu przemiennego i rozproszoną integrację po stronie prądu stałego.
Centralna integracja po stronie AC:
W tym podejściu akumulator magazynujący energię jest umieszczony centralnie w stacji wspomagającej/rozdzielni elektrowni. Prąd stały jest odwracany i wzmacniany przed podłączeniem do magistrali prądu przemiennego stacji wspomagającej, a wymiana energii między systemem magazynowania energii a systemem elektroenergetycznym jest kontrolowana przez dyspozytora. Ta metoda wymaga skonfigurowania wielu systemów konwersji energii (PCS) do pracy równoległej oraz dodania transformatorów wspomagających i urządzeń dystrybucyjnych.
Rozproszona integracja po stronie DC:
Ta metoda polega na rozproszeniu jednostek magazynowania energii w różnych podzespołach fotowoltaicznych, z których każdy jest wyposażony we własne urządzenie magazynujące energię, składające się głównie z falownika fotowoltaicznego, transformatora booster, modułu DC/DC i akumulatora. W tym rozproszonym systemie magazynowania energii, komunikacja między modułem DC/DC a falownikiem fotowoltaicznym może wygładzać moc wyjściową, ale nie pozwala na magazynowanie nadwyżki energii po stronie prądu przemiennego. Aby uzyskać dwukierunkowy przepływ mocy, jednokierunkowy falownik fotowoltaiczny należy zastąpić dwukierunkowym układem PCS.
W przypadku istniejących elektrowni fotowoltaicznych metoda rozproszonej integracji po stronie prądu stałego wiąże się z ograniczeniami ze względu na ograniczoną przestrzeń na rozmieszczenie urządzeń i znaczące modyfikacje okablowania elektrycznego. Wymagają one długich przerw w dostawie prądu w celu modernizacji, co generuje wyższe koszty.
Zastosowanie elektrochemicznych systemów magazynowania energii w projektach fotowoltaicznych gwarantuje jakość i zgodność z siecią czystej energii, spełniając obowiązkowe wymogi dotyczące magazynowania energii stawiane przez operatorów sieci energetycznych. Rozwiązuje to również problem ograniczenia oświetlenia i zmniejsza marnotrawstwo zasobów.
