Rastúca kapacita fotovoltaiky pripojenej k sieti a výsledný vplyv na sieť vytvorili priaznivejšie podmienky pre rozvoj skladovania energie.
Fotovoltaické skladovanie energie sa líši od výroby energie pripojenej k sieti tým, že využíva batérie na skladovanie a zariadenia na nabíjanie a vybíjanie batérií; počiatočná investícia bude väčšia, ale rozsah možných aplikácií bude podstatne širší. V tomto článku predstavujeme štyri scenáre aplikácie FV + skladovania energie, ktoré zodpovedajú rôznym aplikáciám: scenáre aplikácie FV skladovania energie v sieti, scenáre aplikácie FV skladovania energie mimo siete, scenáre aplikácie hybridného systému skladovania energie v sieti a scenáre aplikácie FV skladovania energie v mikrosieťovej sieti.
1. Scenár pre aplikácie fotovoltaického skladovania energie mimo siete
Fotovoltaické systémy na skladovanie a výrobu energie mimo siete sa čoraz viac využívajú v odľahlých horských oblastiach, oblastiach bez elektrickej energie, na ostrovoch, v komunikačných základňových staniciach a pri pouličnom osvetlení, okrem iného na miestach, kde môžu fungovať autonómne bez závislosti od elektrickej siete.
Systém tvorí fotovoltaické pole, fotovoltaický invertor, batériové úložisko a záťaž. Keď je svetlo, fotovoltaické pole transformuje slnečnú energiu na elektrickú energiu a súčasne dodáva energiu záťaži prostredníctvom integrovaného stroja s inverzným riadením a nabíja batériový blok; keď nie je svetlo, batéria napája striedavú záťaž prostredníctvom invertora.
Systémy na výrobu energie z fotovoltaiky mimo siete sú špeciálne navrhnuté na nasadenie v regiónoch bez elektrickej siete alebo s častými výpadkami prúdu. Tieto systémy fungujú spôsobom „uskladnenie a použitie“ alebo „najprv uskladnenie a potom použitie“, analogicky k tomu, ako sa drevené uhlie posiela cez sneh.“ „Sneh zabudovaný do dreveného uhlia“ V oblastiach bez elektrickej siete alebo s častými výpadkami prúdu, ktoré postihujú rodiny, sú systémy mimo siete veľmi praktické.
2. Scenáre pre aplikácie skladovania energie vo fotovoltaickej hybridnej sieti
Systémy skladovania energie z hybridných fotovoltaických sietí sa bežne používajú počas častých výpadkov prúdu. Vysoké tarify za vlastnú spotrebu zabraňujú prebytkom na internete; špičkové tarify sú výrazne drahšie ako údolné tarify a tarify pre alternatívne aplikácie.
Systém tvoria fotovoltaické panely pozostávajúce z modulov solárnych článkov, integrovaných zariadení na výrobu solárnej energie mimo siete a pripojených k sieti, batériových blokov, záťaží a ďalších komponentov. Za prítomnosti svetla fotovoltaické pole transformuje slnečnú energiu na elektrickú energiu a nabíja batériovú banku, pričom napája záťaž prostredníctvom solárneho regulátora; keď svetlo chýba, batéria nabíja solárny regulátor a následne napája striedavú záťaž.
Zahrnutie regulátorov nabíjania/vybíjania a batérií do systémov pripojených k sieti a offline zvyšuje celkové náklady približne o 30 % – 50 % v porovnaní so systémom výroby energie pripojeným k sieti. Toto rozšírenie však rozširuje potenciálne využitie systému. Po prvé, je možné nakonfigurovať fotovoltaický systém tak, aby generoval energiu na menovitú kapacitu počas období vysokého dopytu po elektrine, aby sa znížili náklady na elektrinu. Po druhé, je možné nabíjať fotovoltaický systém počas režimu offline a vybíjať ho počas obdobia špičkového dopytu po elektrine, čím sa využije cenový rozdiel medzi špičkou a útlmom dopytu. Nakoniec, v prípade, že sieť nie je k dispozícii, fotovoltaický systém funguje ako záložný zdroj napájania a menič je možné deaktivovať, aby fungoval v režime offline. V súčasnosti sa tento scenár častejšie implementuje v rozvinutých krajinách v zahraničí.
3. Scenáre pre aplikáciu fotovoltaických systémov na uskladnenie energie v sieti
Systém na výrobu fotovoltaickej energie v sieti, ktorý pracuje v režime striedavého prúdu a prevažne využíva fotovoltaické a akumulačné komponenty energie. Okrem zvýšenia podielu vlastnej výroby energie a pozemného distribučného fotovoltaického skladovania energie, priemyselného a komerčného fotovoltaického skladovania energie a ďalších potenciálnych aplikácií má systém schopnosť ukladať prebytočnú vyrobenú energiu.
Moduly solárnych článkov pozostávajú z fotovoltaického poľa, ktoré je doplnené batériovým blokom, regulátorom nabíjania/vybíjania PCS a záťažou spotrebúvajúcou energiu. V situáciách, keď solárna energia nedosahuje výkon záťaže, systém je čiastočne napájaný solárnou energiou a sieťou. Naopak, keď solárna energia prekročí výkon záťaže, časť solárnej energie sa využije na napájanie záťaže, zatiaľ čo zvyšná časť sa uloží pomocou regulátora. Systém na ukladanie energie sa navyše môže použiť pri riadení dopytu, arbitráži špičky a údolia a iných scenároch na rozšírenie modelu ziskovosti systému.
Na novom čínskom energetickom trhu si systém skladovania energie pripojený k fotovoltaickej sieti získal značný záujem ako vznikajúci scenár aplikácie obnoviteľnej energie. Integráciou zariadenia na skladovanie energie, fotovoltaickej výroby energie a striedavej siete systém maximalizuje využitie obnoviteľnej energie.
4. Scenáre pre aplikácie systémov skladovania energie v mikrosieti
Vďaka svojmu významu ako zariadenia na ukladanie energie zaujíma mikrosieťový systém na ukladanie energie významnejšie postavenie v energetickom systéme a novom energetickom rozvoji Číny.
S rastúcou popularitou obnoviteľných zdrojov energie a neustálym pokrokom vedy a techniky sa rozširujú aj možnosti využitia mikrosieťových systémov na uskladnenie energie. Tieto scenáre sa týkajú predovšetkým dvoch nižšie uvedených aspektov:
1). Distribuovaný systém výroby a skladovania energie: Distribuovaná výroba energie sa týka umiestnenia malých zariadení na výrobu energie v tesnej blízkosti koncového používateľa, ktoré využívajú zdroje, ako je veterná energia, solárna fotovoltaika a iné. Akákoľvek prebytočná vyrobená energia sa následne ukladá do systému skladovania energie, ktorý slúži ako záložný zdroj energie počas období vysokého dopytu po elektrine alebo výpadkov siete.
2). Záložné napájanie z mikrosiete: Pre spoľahlivé lokálne napájanie v odľahlých oblastiach, na ostrovoch a iných miestach s ťažkým prístupom k sieti je možné ako rezervné zdroje energie využiť systémy na uskladnenie energie v mikrosieti.
Využitím viacnásobnej energetickej komplementácie môžu mikrosiete optimalizovať využitie potenciálu distribuovanej čistej energie. To im umožňuje zmierniť nepriaznivé aspekty, ako je obmedzená kapacita, nespoľahlivá výroba energie a nespoľahlivé nezávislé zdroje energie, a zároveň zabezpečiť bezpečnú prevádzku väčšej energetickej siete. V dôsledku toho slúžia mikrosiete ako cenný doplnok k väčšej energetickej sieti. Rozsah scenárov aplikácií mikrosietí je podstatne väčší, od niekoľkých kilowattov až po desiatky megawattov, a rozmanitosť možných implementácií je podstatne širšia.
Modely využitia fotovoltaického skladovania energie sú rozsiahle a rozmanité a zahŕňajú mikrosiete, systémy mimo siete a systémy pripojené k sieti. Praktické aplikácie obnoviteľnej energie sa vyznačujú jedinečnými výhodami a vlastnosťami každého typu scenára, ktoré spoločne poskytujú používateľom spoľahlivú a efektívnu energiu.
S neustálym pokrokom fotovoltaickej technológie a klesajúcimi nákladmi bude skladovanie fotovoltaickej energie v budúcnosti zaujímať významnejšie postavenie v energetickom systéme. Zároveň rozvoj a implementácia rôznych scenárov uľahčí rýchly rozvoj rozvíjajúceho sa energetického sektora v Číne a pomôže dosiahnuť energetickú transformáciu a nízkouhlíkový a environmentálne udržateľný rozvoj.
