Mifumo ya kuhifadhi nishati ya jua nyumbani yenye akili imekuwa ya kawaida zaidi katika miaka michache iliyopita. Umeme wa kijani unaweza kutolewa kwa familia mchana au usiku, na kwa umeme wa jua, huna haja ya kuwa na wasiwasi kuhusu bei za juu za nishati. Hii inakuokoa pesa kwenye bili yako ya umeme na inahakikisha kwamba kila mtu ana maisha bora.
Wakati wa mchana, mfumo wa kuhifadhi nishati ya PV nyumbani hukusanya nishati ya jua na kuihifadhi kiotomatiki ili iweze kutumika na mzigo usiku. Ikiwa umeme utazimika ghafla, mfumo unaweza kubadili haraka hadi chanzo cha umeme mbadala ili kuhakikisha kwamba taa, vifaa, na vifaa vingine vyote hufanya kazi vizuri kila wakati. Betri katika mfumo wa kuhifadhi nishati nyumbani inaweza kuchajiwa yenyewe wakati umeme hautumiki. Kwa njia hii, inaweza kutumika wakati umeme unazimika au wakati umeme unahitajika zaidi. Kifaa cha kuhifadhi nishati nyumbani kinaweza kutumika kama chanzo cha umeme mbadala iwapo kutatokea janga. Pia kinaweza kusawazisha mzigo wa matumizi ya umeme, ambayo huokoa pesa za familia kwenye bili zao za umeme. Mfumo mahiri wa kuhifadhi nishati ya PV nyumbani hufanya kazi kama kituo kidogo cha umeme cha kuhifadhi nishati na hauathiriwi na msongo wa gridi ya umeme katika miji.
Alama ya swali kwa wataalamu?
Mfumo wa kuhifadhi nishati wa PV nyumbani wenye nguvu kama huu una sehemu gani, na unategemea nini kufanya kazi? Kuna aina gani za suluhisho za kuhifadhi nishati ya PV nyumbani? Kwa nini ni muhimu kuchagua mfumo sahihi wa kuhifadhi nishati ya PV nyumbani?
"Sekunde" za Ujuzi wa CEM
Mfumo wa kuhifadhi nishati ya PV kwa nyumba ni nini?
Mfumo wa kuhifadhi nishati ya photovoltaic nyumbani umeundwa na mfumo wa ubadilishaji wa photovoltaic wa jua na mfumo wa vifaa vya kuhifadhi nishati. Unaweza kuhifadhi umeme unaozalishwa na jua. Kwa aina hii ya usanidi, watu wanaweza kutengeneza umeme wakati wa mchana na kuhifadhi ziada ili kutumia usiku au wakati hakuna mwanga mwingi.
Kupanga mifumo ya kuhifadhi nishati ya PV nyumbani katika vikundi
Kwa sasa, kuna aina mbili za mifumo ya kuhifadhi nishati nyumbani: ile ambayo imefungwa kwenye gridi ya taifa na ile ambayo haijaunganishwa.
Suluhisho la kuhifadhi nishati lililounganishwa na gridi ya taifa kwa ajili ya nyumba
Paneli za jua, vibadilishaji umeme vilivyounganishwa na gridi ya taifa, mfumo wa usimamizi wa betri (BMS), na mizigo ya AC huunda sehemu zake tano kuu. Paneli za PV na mfumo wa kuhifadhi nishati hufanya kazi pamoja ili kuwasha kifaa. Wakati umeme wa huduma umewashwa, mfumo uliounganishwa na gridi ya PV na umeme wa huduma huwezesha mzigo. Wakati umeme wa huduma unapozimika, mfumo uliounganishwa na gridi ya PV na mfumo wa kuhifadhi nishati huwezesha mzigo pamoja. Kuna njia tatu ambazo mfumo wa kuhifadhi nishati ya nyumbani uliounganishwa na gridi ya taifa unaweza kufanya kazi: Hali ya 1: PV huhifadhi nishati na kutuma umeme wa ziada kwenye Intaneti; Hali ya 2: PV huhifadhi nishati na kumsaidia mtumiaji na baadhi ya mahitaji yake ya umeme; na Hali ya 3: PV huhifadhi tu baadhi ya nishati.
Njia ya kuhifadhi nishati nje ya gridi ya taifa nyumbani
Kibadilishaji umeme cha PV kinaweza kufanya kazi kwa sababu kimejitenga na gridi ya taifa na hakihitaji kuunganishwa nacho. Hii ina maana kwamba mfumo mzima hauhitaji kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi ya taifa. Mfumo wa kuhifadhi nishati nyumbani usiotumia gridi ya taifa una aina tatu tofauti za kufanya kazi. Katika hali ya 1, PV hutoa hifadhi ya nishati na umeme wa mtumiaji siku za jua. Katika hali ya 2, PV na betri ya kuhifadhi hutoa umeme wa mtumiaji siku za mawingu. Na katika hali ya 3, betri ya kuhifadhi hutoa umeme wa mtumiaji siku za giza na mvua.
Kibadilishaji umeme ni kama ubongo na moyo wa mfumo wa kuhifadhi nishati nyumbani. Haiwezi kutenganishwa na mfumo, haijalishi kama imeunganishwa kwenye gridi ya taifa au la.
Je, kuna neno lolote kwa hili?
Kibadilishaji umeme ni sehemu ya kawaida ya mifumo ya umeme. Inaweza kubadilisha nguvu ya DC (kutoka kwa betri au betri za akiba) kuwa nguvu ya AC (220v50HZ sine au wimbi la mraba). Kwa ufupi, kibadilishaji umeme ni mashine inayobadilisha mkondo wa moja kwa moja (DC) kuwa mkondo mbadala (AC). Kuna daraja la kibadilishaji umeme, mantiki ya udhibiti, na saketi ya kichujio ndani yake. Diode za kirekebishaji umeme na thyristors ni sehemu mbili za kawaida. Kompyuta nyingi na vifaa vya nyumbani vina virekebishaji umeme (DC hadi AC) vilivyojengwa ndani ya vifaa vyao vya umeme. Hizi huitwa vibadilishaji umeme.
Ni nini kinachofanya transfoma kuwa sehemu muhimu sana ya mfumo?
Usambazaji wa AC hufanya kazi vizuri zaidi kuliko usambazaji wa DC na hutumika kutuma nishati sehemu nyingi. Unaweza kujua ni kiasi gani cha nguvu kinachopotea na mkondo unaosambazwa wa waya kwa kutumia mlinganyo P=I2R, ambao unawakilisha "nguvu = mraba wa upinzani wa mkondo." Ili kupunguza upotevu wa nishati, unahitaji kupunguza mkondo unaosambazwa wa waya au upinzani wake. Ni vigumu kupunguza upinzani wa mistari ya usambazaji (kama vile waya za shaba) kwa sababu inagharimu pesa nyingi na inahitaji ujuzi mwingi wa kisayansi. Hii ina maana kwamba njia pekee inayofaa ni kupunguza nguvu inayosambazwa. Nguvu = Mkondo x Voltage, au haswa zaidi, nguvu inayofaa = IUcosφ. Ili kuokoa nishati, mkondo katika mistari unaweza kupunguzwa kwa kubadilisha mkondo wa moja kwa moja hadi mkondo unaobadilishana na kuongeza voltage ya gridi.
Vivyo hivyo, uzalishaji wa nishati ya jua ya photovoltaic hutumia paneli za photovoltaic kutengeneza nishati ya DC. Hata hivyo, mizigo mingi inahitaji nishati ya AC. Kuna matatizo fulani na mifumo ya chanzo cha umeme ya DC. Si rahisi kubadilisha voltage, na mizigo inayoweza kutumika imepunguzwa. Mizigo yote, isipokuwa mizigo fulani ya umeme, inahitaji kutumia inverters kubadilisha nguvu ya DC kuwa nguvu ya AC. Kibadilishaji cha photovoltaic ndicho sehemu muhimu zaidi ya mfumo wa umeme wa jua ya photovoltaic. Hubadilisha nguvu ya DC kutoka moduli ya photovoltaic kuwa nguvu ya AC, ambayo kisha hutumwa kwenye mzigo au chanzo cha umeme na kulinda vifaa vya elektroniki vya umeme. Moduli za umeme, bodi za mzunguko wa kudhibiti, vivunja mzunguko, vichujio, vinundu, transfoma, viunganishi, makabati, na sehemu zingine huunda kibadilishaji cha PV. Usindikaji wa awali wa sehemu za elektroniki, mkusanyiko wa mashine, upimaji, ufungashaji wa mashine, na hatua zingine huunda mchakato wa uzalishaji. Ukuaji wa hatua hizi unategemea maendeleo yaliyopatikana katika teknolojia ya umeme wa umeme, teknolojia ya vifaa vya semiconductor, na teknolojia ya kisasa ya udhibiti.
Aina Tofauti za Vigeuzaji
Inverter inaweza kugawanywa katika makundi matatu:
1. Kibadilishaji kimeunganishwa kwenye gridi ya taifa
Mbali na kubadilisha DC kuwa AC, kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi kinaweza kusawazisha AC yake ya kutoa na masafa na awamu ya nguvu ya matumizi. Hii ina maana kwamba AC ya kutoa umeme inaweza kuingizwa tena kwenye nguvu ya matumizi. Kwa maneno mengine, kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi kinaweza kuunganishwa kwenye laini ya matumizi kwa njia inayolingana. Kibadilishaji umeme hiki kinaweza kutuma nguvu ambayo haitumiki kwenye gridi bila betri, na saketi yake ya kuingiza umeme inaweza kufanywa kufanya kazi na teknolojia ya MTTP.
2. Vigeuzi ambavyo havihitaji kuunganishwa kwenye gridi ya taifa
Vibadilishaji umeme visivyotumia gridi ya umeme, ambavyo kwa kawaida huunganishwa na paneli za jua, turbini ndogo za upepo, au vyanzo vingine vya umeme vya DC, hubadilisha umeme wa DC kuwa umeme wa AC ambao nyumba inaweza kutumia. Pia vinaweza kuwasha umeme kwa kutumia nishati kutoka kwa gridi ya umeme na betri. Inaitwa "off-gridi" kwa sababu haiunganishi na gridi ya umeme na haihitaji chanzo cha umeme cha nje.
Vibadilishaji umeme visivyotumia gridi ya umeme ni mifumo ya kwanza inayotumia betri ambayo inaruhusu gridi ndogo kufanya kazi katika maeneo maalum. Kibadilishaji umeme kisichotumia gridi ya umeme kinaweza kuhifadhi nishati na kuibadilisha kuwa aina zingine. Kina pembejeo za sasa, pembejeo za DC, pembejeo za chaji ya haraka, matokeo ya DC yenye uwezo mkubwa, na matokeo ya AC ya haraka. Inatumia programu ya udhibiti kubadilisha hali ya pembejeo na matokeo ili vyanzo kama vile paneli za jua au vinu vidogo vya upepo vifanye kazi kwa ufanisi iwezekanavyo. Pia hutumia matokeo ya wimbi safi la sine ili kuboresha ubora wa nishati.
Kibadilishaji umeme cha nje ya gridi Betri ni muhimu kwa mifumo ya jua ya nje ya gridi kwa sababu huhifadhi nishati ambayo inaweza kutumika wakati umeme unakatika au wakati hakuna umeme. Vibadilishaji umeme vya nje ya gridi pia hukusaidia kutegemea kidogo gridi kuu, ambayo inaweza kusababisha kukatika kwa umeme, kukatika kwa umeme, na matatizo mengine ambayo makampuni hayawezi kurekebisha.
Kibadilishaji umeme kisichotumia gridi ya umeme chenye kidhibiti cha chaji cha jua pia kina kidhibiti cha ndani cha nishati ya jua cha PWM au MPPT kinachomruhusu mtumiaji kuunganisha pembejeo za PV kwenye kibadilishaji umeme cha jua na kuona hali ya PV kwenye onyesho la kibadilishaji umeme cha jua. Hii hurahisisha kusanidi na kuangalia mfumo. Vibadilishaji umeme visivyotumia gridi ya umeme katika injini na betri za chelezo hujipima wenyewe ili kuhakikisha kuwa ubora wa umeme ni thabiti na umejaa. Ingawa vile vyenye nguvu ya chini hutumika kuwasha vifaa vya nyumbani, vile vyenye nguvu ya juu hutumika zaidi kuwasha miradi ya biashara na ya kibinafsi.
3. Kibadilishaji Mseto
Kuna aina mbili kuu za vibadilishaji umeme mseto: moja ni kibadilishaji umeme nje ya gridi chenye kidhibiti cha chaji cha jua kilichojengewa ndani, na nyingine ni kibadilishaji umeme ndani ya gridi na nje ya gridi ambacho kinaweza kutumika kwa mifumo ya volteji ya mwanga iliyounganishwa na gridi na nje ya gridi na betri zake zinaweza kuwekwa kwa njia mbalimbali.
Kinachofanya transfoma kwa ujumla
1. Kazi za kuendesha na kuzima kiotomatiki
Kadri siku inavyosonga na pembe ya jua inapoongezeka polepole, ndivyo nguvu ya miale ya jua inavyoongezeka. Mfumo wa PV unaweza kuchukua nishati zaidi ya jua, na unapofikia kiwango cha nguvu ya kutoa kinachohitajika ili kibadilishaji umeme kifanye kazi, unaweza kuanza kufanya kazi chenyewe. Utaacha kufanya kazi na kuingia katika hali ya usingizi wakati matokeo ya kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi/hifadhi ni 0 au karibu sana na 0. Hii hutokea wakati nguvu ya kutoa umeme ya mfumo wa PV inapungua.
2. Kazi ya athari ya kupambana na visiwa
Mchakato wa uzalishaji wa umeme wa photovoltaic uliounganishwa na gridi ya taifa, mfumo wa uzalishaji wa umeme wa photovoltaic, na uendeshaji wa gridi ya mfumo wa umeme. Wakati gridi ya umeme ya umma inapopungua au kutenda kwa njia isiyo ya kawaida, athari ya kusambaa hutokea ikiwa mfumo wa uzalishaji wa umeme wa photovoltaic hauwezi kuacha kufanya kazi kwa wakati au kukatika kutoka kwa mfumo wa umeme lakini bado una umeme. Ni mbaya kwa mfumo wa PV na chanzo cha umeme wakati kuna visiwa vya umeme.
Kibadilishaji umeme/kihifadhi nishati kilichounganishwa na gridi ya taifa kina saketi ya ndani ya ulinzi dhidi ya visiwa ambayo inaweza kugundua gridi ya taifa kwa busara kwa wakati halisi na kujumuisha volteji, masafa, na taarifa nyingine. Ikiwa kasoro zitapatikana kwenye gridi ya umma, kibadilishaji umeme kinaweza kutumia thamani tofauti zilizopimwa kwa wakati unaofaa kukata mkondo, kusimamisha utoaji, na kuripoti hitilafu.
3. Kipengele cha udhibiti kwa ajili ya ufuatiliaji wa kiwango cha juu cha sehemu ya umeme
Teknolojia muhimu zaidi ya kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi ya taifa au hifadhi ni kitendakazi chake cha udhibiti wa kiwango cha juu cha ufuatiliaji wa sehemu ya umeme (kitendakazi cha MPPT). Kitendakazi hiki huruhusu kibadilishaji umeme kupata na kutazama nguvu ya juu zaidi ya kutoa ya sehemu zake kwa wakati halisi.
Kuna mambo mengi ambayo yanaweza kubadilisha nguvu ya kutoa ya mfumo wa PV, na si mara zote inawezekana kuiweka katika nguvu yake bora ya kutoa iliyotajwa.
Kitendakazi cha MPPT cha kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi/hifadhi kinaweza kufuatilia utoaji wa nguvu wa juu zaidi wa kila sehemu kwa wakati halisi. Kisha kinaweza kurekebisha kwa busara volteji ya sehemu ya kufanya kazi ya mfumo (au mkondo) ili kuileta karibu na sehemu ya nguvu ya kilele, ambayo itaongeza nguvu inayozalishwa na mfumo wa PV na kuhakikisha kuwa inaweza kufanya kazi mfululizo na kwa ufanisi.
4. Kipengele cha busara cha kufuatilia nyuzi
Kulingana na ufuatiliaji wa kwanza wa MPPT, kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi/hifadhi ya nishati tayari kimekamilisha kazi ya kugundua nyuzi mahiri. Ugunduzi wa nyuzi huangalia kwa usahihi volteji na mkondo kwa kila nyuzi tawi, tofauti na ufuatiliaji wa MPPT. Hii humruhusu mtumiaji kuona data ya uendeshaji wa wakati halisi wa kila nyuzi.
Mifumo ya kuhifadhi nishati ambayo watu wanataka hivi sasa ni mfumo wa usimamizi wa betri wa BMS, kibadilishaji umeme kilichounganishwa na gridi ya PV, na kibadilishaji umeme cha kuhifadhi nishati. Ili kukidhi mahitaji haya ya vifaa vya kuhifadhi nishati nyumbani na kuchanganya vipengele vya kutengwa kwa usalama vya kila saketi ya kitengo cha mfumo wa PV, Huashengchang imetoa seti kamili ya mifumo ya kuhifadhi nishati ya PV nyumbani. Mifumo hii kwa kiasi kikubwa inajumuisha vibadilishaji umeme vilivyounganishwa na gridi ya taifa na vibadilishaji umeme mseto.
