Растући капацитет фотонапонских система повезаних на мрежу и резултирајући утицај на мрежу створили су повољније услове за развој складиштења енергије.
Фотонапонски систем за складиштење енергије разликује се од производње електричне енергије повезане на мрежу по томе што користи батерије за складиштење и уређаје за пуњење и пражњење батерија; почетна инвестиција ће бити већа, али ће опсег могућих примена бити знатно шири. У овом чланку представљамо четири сценарија примене фотонапонског система + складиштења енергије који одговарају различитим применама: сценарији примене фотонапонског система за складиштење енергије на мрежи, сценарији примене фотонапонског система за складиштење енергије ван мреже, сценарији примене хибридног система за складиштење енергије у мрежи и сценарији примене фотонапонског система за складиштење енергије у микро-мрежи.
1. Сценарио за примене фотонапонских система за складиштење енергије ван мреже
Фотонапонски системи за складиштење енергије и производњу електричне енергије ван мреже све се више користе у удаљеним планинским регионима, подручјима без струје, острвима, комуникационим базним станицама и уличној расвети, између осталог где могу да раде аутономно без ослањања на електричну мрежу.
Систем чине фотонапонски панел, фотонапонски инвертор, батеријско складиште и оптерећење. Када има светлости, фотонапонски панел трансформише соларну енергију у електричну енергију и истовремено напаја оптерећење преко интегрисане машине са инверзном контролом и пуни батеријски пакет; када нема светлости, батерија напаја наизменично оптерећење преко инвертора.
Системи за производњу електричне енергије ван мреже су посебно пројектовани за примену у регионима који немају електричну мрежу или имају честе нестанке струје. Ови системи раде на начин „складиштење и коришћење“ или „прво складиштење, па затим коришћење“, аналогно начину на који се дрвени угаљ преноси кроз снег.“ „Снег уграђен у дрвени угаљ“ У подручјима без електричне мреже или са честим нестанцима струје који погађају породице, системи ван мреже су веома практични.
2. Сценарији за примене складиштења енергије у хибридној фотонапонској мрежи
Системи за складиштење енергије у хибридној мрежи са фотонапонским системима се обично користе током честих прекида напајања. Високе тарифе за сопствену потрошњу спречавају вишкове ка интернету; вршне тарифе су знатно скупље од тарифа у долини и оних за алтернативне примене.
Фотонапонски низови састављени од модула соларних ћелија, машина интегрисаних у соларну енергију ван мреже и повезаних на мрежу, батеријских пакета, оптерећења и других компоненти чине систем. У присуству светлости, фотонапонски низ трансформише соларну енергију у електричну енергију и пуни батеријски блок док истовремено напаја оптерећење преко соларног контролног инвертора; када светлости нема, батерија пуни соларни контролни инвертор и потом напаја наизменично оптерећење.
Укључивање контролера пуњења/пражњења и батерија у системе повезане на мрежу и ван мреже повећава укупне трошкове за приближно 30%-50% у поређењу са системом за производњу електричне енергије повезаним на мрежу. Међутим, ово проширење проширује потенцијалне примене система. Прво, могуће је конфигурисати фотонапонски систем да генерише енергију номиналним капацитетом током периода велике потражње за електричном енергијом како би се смањили трошкови електричне енергије. Друго, могуће је пунити фотонапонски систем током режима рада ван мреже и празнити га током периода вршне потражње за електричном енергијом, капитализујући разлику у цени између вршних и најнижих сегмената. Коначно, у случају да мрежа није доступна, фотонапонски систем функционише као резервни извор напајања, а инвертор се може деактивирати да би радио у режиму ван мреже. Тренутно се овај сценарио чешће примењује у развијеним земљама у иностранству.
3. Сценарији за примену фотонапонских система за складиштење енергије на мрежи
Систем за производњу електричне енергије помоћу фотонапонског система за складиштење енергије у мрежи, који ради у режиму наизменичне струје, претежно користећи фотонапонске компоненте и компоненте за складиштење енергије. Поред повећања удела сопствене производње и дистрибутивног фотонапонског складиштења енергије на земљи, индустријског и комерцијалног фотонапонског складиштења енергије и других потенцијалних примена, систем поседује могућност складиштења вишка произведене електричне енергије.
Модули соларних ћелија састоје се од фотонапонског низа, који је допуњен батеријским пакетом, контролером пуњења/пражњења PCS и оптерећењем које троши енергију. У ситуацијама када је соларна енергија мања од снаге оптерећења, систем се делимично напаја соларном енергијом и мрежом. Супротно томе, када соларна енергија премаши снагу оптерећења, део соларне енергије се користи за напајање оптерећења, док се преостали део складишти преко контролера. Поред тога, систем за складиштење енергије може се користити у управљању потражњом, арбитражи вршних и долински периода и другим сценаријима како би се побољшао модел профитабилности система.
На новом енергетском тржишту Кине, систем за складиштење енергије повезан на фотонапонску мрежу изазвао је значајно интересовање као нови сценарио примене обновљивих извора енергије. Интеграцијом уређаја за складиштење енергије, фотонапонске производње енергије и АЦ мреже, систем максимизира коришћење обновљивих извора енергије.
4. Сценарији за примене система за складиштење енергије у микро-мрежи
Због свог значаја као уређаја за складиштење енергије, систем за складиштење енергије у микро-мрежи заузима све истакнутије место у електроенергетском систему и новом енергетском развоју Кине.
Како обновљива енергија добија на популарности, а научни и технолошки напредак наставља да напредује, сценарији примене система за складиштење енергије у микро-мрежама настављају да расту. Ови сценарији се првенствено односе на два аспекта наведена у наставку:
1). Дистрибуирани систем за производњу и складиштење енергије: Дистрибуирана производња енергије односи се на постављање малих уређаја за производњу електричне енергије у непосредној близини крајњег корисника, користећи изворе као што су енергија ветра, соларна фотонапонска енергија и други. Сваки вишак произведене енергије се потом складишти у систему за складиштење енергије, служећи као резервни извор напајања током периода велике потражње за електричном енергијом или нестанка мреже.
2). Резервно напајање из микро мреже: За поуздано локално напајање у удаљеним подручјима, острвима и другим локацијама са отежаним приступом мрежи, системи за складиштење енергије у микро мрежи могу се користити као резервни извори енергије.
Коришћењем вишеструке комплементације енергије, микро-мреже могу оптимизовати коришћење потенцијала дистрибуиране чисте енергије. То им омогућава да ублаже неповољне аспекте као што су ограничени капацитет, непоуздана производња електричне енергије и непоуздани независни извори напајања, а истовремено обезбеђују безбедан рад веће електроенергетске мреже. Као резултат тога, микро-мреже служе као вредан додатак већој електроенергетској мрежи. Обим сценарија примене микро-мрежа је знатно већи, у распону од неколико киловата до десетина мегавата, а разноликост могућих имплементација је знатно шира.
Обрасци коришћења фотонапонског складиштења енергије су опсежни и разноврсни, обухватајући микро-мреже, системе ван мреже и системе повезане на мрежу. Практичне примене обновљиве енергије карактеришу јединствене предности и атрибути сваког типа сценарија, који заједно снабдевају кориснике поузданом и ефикасном енергијом.
Како се фотонапонска технологија наставља развијати, а трошкови се смањују, складиштење фотонапонске енергије ће заузети значајније место у енергетском систему будућности. Истовремено, напредак и имплементација различитих сценарија ће олакшати брз напредак кинеског енергетског сектора у развоју и помоћи у постизању енергетске трансформације и нискоугљеничног, еколошки одрживог развоја.
