Fotovoltaično shranjevanje energije ni enako kot proizvodnja energije, priključena na omrežje. Čeprav se stroški polnjenja in praznjenja baterij povečajo za 20–40 %, je področje uporabe veliko širše. Glede na različne aplikacije se sistemi za shranjevanje in proizvodnjo energije sončne fotovoltaike delijo na sisteme za proizvodnjo energije izven omrežja, sisteme za shranjevanje energije, priključene na omrežje, in različne hibridne mikroomrežne sisteme ter tako naprej.
Fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije izven omrežja
Fotovoltaični sistem za proizvodnjo energije izven omrežja (Off-Grid Photovoltaic Power Generation), sončne celice so poleg vgrajenih v kalkulator, preprosta uporaba v ohišju elektronske ure, s sončno celico, preprosto polnilno napravo, baterijo na sestavi najpreprostejšega fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo energije, takšno napravo pastirji pogosto uporabljajo za prenašanje napajanja za radio in večerno razsvetljavo. Zdaj obstajajo tudi takšni prenosni sončni sistemi.
Sistemi za shranjevanje energije, priključeni na omrežje in ločeni od omrežja
Fotovoltaični sistemi se glede na dejansko uporabo razlikujejo po različnih sistemih za shranjevanje energije zunaj omrežja, ki so značilni tako za proizvodnjo energije, priključene na omrežje, kot tudi za shranjevanje energije, pa tudi za individualno delovanje zunaj omrežja. V nekaterih komercialnih območjih fotovoltaični sistem zaradi omejene zmogljivosti transformatorja, ki ga oddaja elektrika, ne more prodajati električne energije prek spleta, poleg tega pa je treba upoštevati tudi nestabilnost regionalnih električnih omrežij. Obstajajo tudi območja, kjer je internetna cena prenizka. Cene električne energije za enkratno uporabo so visoke, razlike med najvišjimi in najnižjimi cenami so velike, zato je namestitev fotovoltaičnih elektrarn na teh območjih primerna za uporabo v omrežju in zunaj omrežja.
Fotovoltaični in avtonomni sistemi za shranjevanje energije imajo štiri glavne načine za dobiček:
1. Z uporabo fotovoltaičnega napajanja obremenitve lahko nastavite ceno električne energije za najvišjo proizvodnjo in zmanjšate stroške električne energije.
2. Polnite izven konic in praznite ob konicah, pri čemer izkoriščajte razliko v ceni med konicami in nizkimi cenami za ustvarjanje dobička.
3. Ni mogoče na spletu, lahko se namesti za preprečevanje povratnega toka sistema. Če je moč PV večja od moči obremenitve, moči ni mogoče porabiti do shranjevanja baterije.
4. Izpad električne energije v omrežju, sistem preklopi v način delovanja brez napajanja. Fotovoltaični sistem še naprej proizvaja električno energijo, sistem pa deluje kot rezervni vir napajanja, fotovoltaika in baterijsko napajanje obremenitve prek razsmernika.
V primerjavi s sistemi za proizvodnjo električne energije, priključenimi na omrežje, se stroški polnjenja/praznjenja in baterij povečajo za približno 30 %, vendar je področje uporabe širše. Prvič, sistem je mogoče nastaviti tako, da oddaja nazivno moč pri najvišji ceni električne energije, da se zmanjša račun za elektriko; drugič, sistem je mogoče polniti pri najnižji ceni električne energije in prazniti pri najvišji, da se izkoristi razlika med najvišjo in najnižjo ceno; tretjič, ko je omrežje brez napajanja, fotonapetostni sistem še naprej deluje kot rezervni vir napajanja, razsmernik pa je mogoče preklopiti v način delovanja brez omrežja, fotonapetostni sistem in baterije pa se lahko napajajo prek razsmernika.
Omrežno priključen fotovoltaični sistem za shranjevanje energije
Fotovoltaični sistemi za proizvodnjo energije s shranjevanjem energije, priključenim na omrežje, lahko shranijo presežno proizvedeno energijo, s čimer povečajo delež lastne proizvodnje in lastne porabe. Ti sistemi se uporabljajo v primerih, ko lastne proizvodnje in lastne porabe fotovoltaike ni mogoče dovajati v internet, ko so konične tarife veliko dražje od tarif na ravni valov, tarife za lastno porabo pa so bistveno dražje od odkupnih tarif. Sistem je sestavljen iz kvadratnega fotovoltaičnega polja, ki ga sestavljajo moduli sončnih celic, solarni regulator, baterijska enota, omrežno priključen razsmernik, naprava za zaznavanje toka, obremenitev in druge komponente. Regulator shrani nekaj sončne energije in jo del dostavi obremenitvi, ko je sončna energija večja od moči obremenitve. Sistem se napaja s kombinacijo omrežne in sončne energije, ko sončna energija ni dovolj za napajanje obremenitve. Po ukinitvi subvencij za fotovoltaiko je mogoče pred namestitvijo sončnih sistemov v nekaterih državah in krajih namestiti omrežno priključene sisteme za shranjevanje energije, kar omogoča, da se fotovoltaična energija v celoti proizvaja in porabi. Napravo za shranjevanje energije, priključeno na omrežje, je mogoče uporabljati z razsmerniki različnih proizvajalcev, pri čemer se ohrani prvotna konfiguracija. Ko senzor toka zazna tok v omrežje, se aktivira naprava za shranjevanje energije, priključena na omrežje, ki shrani presežek električne energije v baterijo in, če je baterija polna, aktivira električni grelnik vode. Baterijo je mogoče nastaviti tako, da pošilja elektriko obremenitvi prek razsmernika, ko se ponoči obremenitev gospodinjstva poveča.
Mikro omrežni sistem za shranjevanje energije
Sistem mikro omrežja sestavljajo kvadratna matrika sončnih celic, omrežno priključen razsmernik, dvosmerni pretvornik PCS, inteligentno stikalo, baterijski sklop in generator. breme in tako naprej. Ko je svetloba, fotonapetostna matrika pretvarja sončno energijo v električno energijo. Nato uporablja razsmernik za napajanje bremena in dvosmerni pretvornik PCS za polnjenje baterijskega sklopa. Ko ni svetlobe, baterija uporablja dvosmerni pretvornik PCS za napajanje bremena. Mikro omrežje je najučinkovitejša rešitev za zagotavljanje varnosti električnega omrežja, saj lahko v celoti in učinkovito izkoristi obljubo porazdeljene čiste energije, hkrati pa zmanjša pomanjkljivosti majhne zmogljivosti, nepredvidljive proizvodnje energije in nizke zanesljivosti neodvisnega napajanja. Varno delovanje sistema služi kot koristen dodatek k ogromnemu električnemu omrežju. Mikro omrežja lahko znatno pomagajo tradicionalnim podjetjem pri posodobitvi tako z vidika ekonomije kot varstva okolja. Strokovnjaki pravijo, da so aplikacije mikro omrežij raznolike in se lahko gibljejo od nekaj kilovatov do več deset megavatov. Mikro omrežja so lahko zasnovana za samo eno stavbo do velikih objektov, kot so industrije, rudniki, podjetja, bolnišnice in šole.
Konec oktobra 2020 je Nacionalna uprava za energijo odobrila izvajanje »Kodeksa učinkovitosti fotonapetostnih sistemov«, ki v celoti liberalizira razmerje zmogljivosti fotonapetostnih elektrarn s priporočenim razmerjem zmogljivosti do 1.
Priložnost:Domače pošiljke PV modulov se bodo dolgoročno še naprej znatno povečevale, povečale pa se bodo tudi pošiljke razsmernikov. Razumna prekomerna dodelitev lahko doseže najnižje LCOE, izboljša notranjo stopnjo donosnosti projekta in pospeši spodbujanje paritete.
Izziv:Opustitev svetlobe in nestanovitnost prekomernega prilagajanja in preobremenitvene zmogljivosti razsmernika za proizvodnjo sončne energije.
Vzpostavitev zanesljivega industrijskega standardnega sistema za shranjevanje energije. Sistem za shranjevanje energije vključuje veliko povezav v opremi, delovanje opreme v industrijski verigi se razlikuje, požari in druge nesreče pa so ključna ozka grla, ki vplivajo na razvoj shranjevanja energije.
Pojasnitev neodvisnega tržnega statusa shranjevanja energije: skladišča energije se lahko kombinirajo s fotovoltaiko, termoelektrarnami in drugimi viri energije kot celoto, da sodelujejo v storitvah premikanja konic in frekvenc elektroenergetskega sistema ter ustvarjajo prihodke, pa tudi kot neodvisen tržni subjekt.
Diverzificirana in stabilna politična podpora, podpora industrijske politike za shranjevanje energije mora biti usklajena s trženjem, hkrati pa je treba izvajati raznolike industrijske politike za različne scenarije uporabe.
Prihodnji razvoj energetike na Kitajskem bo potekal od visokih do nizkih in ničnih emisij ogljika. Nova energija na področju električne energije se bo postopoma začela nadomeščati z novimi viri energije, od postopnega nadomeščanja do nadomeščanja zalog, s čimer se bo dokončala uporabniška stran shranjevanja energije + nova energija. Proizvodnja energije shranjuje energijo + nova energijska pariteta. Pričakuje se, da bodo do leta 2035 novi viri energije, kot je fotovoltaika, predstavljali več kot 30 % energetske mešanice, kar bo podpiralo naraščajoči trend porabe energije brez povečanja emisij ogljika.
Ne glede na to, ali gre za napravo za shranjevanje energije, nameščeno v primeru prenosa ali distribucije električne energije, bodisi z obnovljivo energijo iz polja z deljeno lokacijo ali z neodvisnim dostopom do omrežne naprave za shranjevanje energije, to izhaja predvsem iz prednosti trga z električno energijo in diverzifikacije načinov delovanja.
Nova smer razvoja shranjevanja energije v obliki vetrne in sončne energije v smeri čistih obnovljivih virov energije, povezanih z omrežjem, se po vsem svetu postopoma začenjajo demonstracije. Shranjevanje energije s podporo fotovoltaike, vetrna energija za doseganje ekonomskega učinka stalne stabilizacije, regulacija vetra in opuščanje svetlobe itd. so prinesli dober napredek.
