Fotovoltaik enerji depolama, şebekeye bağlı enerji üretimiyle aynı şey değildir; pilin yanı sıra pil şarj ve deşarj cihazlarının da eklenmesiyle başlangıç maliyeti %20-40 oranında artar, ancak uygulama alanı çok daha geniştir. Farklı uygulamalara göre, güneş fotovoltaik enerji depolama ve enerji üretim sistemi, şebekeden bağımsız enerji üretim sistemi, şebekeden bağımsız enerji depolama sistemi, şebekeye bağlı enerji depolama sistemi ve çeşitli enerji hibrit mikro şebeke sistemleri gibi dört türe ayrılır.
Fotovoltaik şebekeden bağımsız enerji üretim sistemi
Şebekeden bağımsız fotovoltaik enerji üretim sistemi (Off-Grid Photovoltaic Power Generation), güneş pillerinin hesap makinesine, elektronik saatin gövdesine, güneş paneline, basit bir şarj cihazına ve bataryaya entegre edilmesiyle oluşturulan en basit fotovoltaik enerji üretim sistemidir. Bu tür bir cihaz, çobanlar tarafından radyo ve akşam aydınlatması için güç kaynağı olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Günümüzde bu tür taşınabilir güneş enerjisi sistemleri de mevcuttur.
Şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız enerji depolama sistemleri
Fotovoltaik sistemler, gerçek uygulamaya göre çeşitli özelliklere sahiptir; şebekeye bağlı enerji üretimi, enerji depolama ve şebekeden bağımsız bireysel çalışma gibi işlevleri bir arada sunar. Bazı ticari bölgelerde, trafo kapasitesinin sınırlı olması nedeniyle fotovoltaik sistemlerin elektrik üretimi için şebekeye bağlanmasına izin verilmez; ayrıca bölgesel elektrik şebekelerinin istikrarsızlığı da söz konusudur. Bazı bölgelerde ise internet üzerinden elektrik fiyatları çok düşük olduğundan tek kullanımlık elektrik fiyatları yüksektir ve fiyat farkı büyüktür. Bu bölgelerde fotovoltaik enerji santrallerinin kurulumu, şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız enerji depolama sistemleri için daha uygundur.
Fotovoltaik ve şebekeden bağımsız enerji depolama sisteminin dört ana fayda sağlama yolu vardır:
1. Yükü güneş enerjisiyle besleyerek, elektrik üretiminin en yüksek olduğu noktadaki fiyatı belirleyebilir ve elektrik maliyetlerini düşürebilirsiniz.
2. Yoğun olmayan saatlerde şarj edin ve yoğun saatlerde deşarj edin; böylece en yüksek ve en düşük fiyat farkından kar elde edin.
3. Çevrimiçi olamaz, geri akış sistemini önlemek için kurulabilir. PV gücü yük gücünden daha büyükse, güç pil depolamasına kadar kullanılamaz.
4. Şebeke kesintisi durumunda, sistem şebekeden bağımsız moda geçer. Fotovoltaik sistem elektrik üretmeye devam eder, sistem yedek güç kaynağı olarak çalışmaya devam eder; fotovoltaik ve batarya gücü, invertör aracılığıyla yüke sağlanır.
Şebekeye bağlı güç üretim sistemine kıyasla, şebekeden bağımsız sistemde şarj/deşarj kontrol ünitesi ve batarya sayısının artmasıyla sistem maliyeti yaklaşık %30 artar, ancak uygulama alanı daha geniştir. Birincisi, elektrik fiyatının en yüksek olduğu zamanlarda nominal güçte çıkış verecek şekilde ayarlanarak elektrik faturası düşürülebilir; ikincisi, elektrik fiyatının en düşük olduğu zamanlarda şarj edilip en yüksek olduğu zamanlarda deşarj edilerek, en yüksek ve en düşük fiyat arasındaki farktan yararlanılarak para kazanılabilir; üçüncüsü, şebeke elektriği kesildiğinde, fotovoltaik sistem yedek güç kaynağı olarak çalışmaya devam eder ve invertör şebekeden bağımsız moda geçirilerek fotovoltaik ve bataryalar invertör aracılığıyla yüke beslenebilir.
Şebekeye bağlı fotovoltaik enerji depolama sistemi
Şebekeye bağlı enerji depolama sistemlerine sahip fotovoltaik enerji üretim sistemleri, fazla enerji üretimini depolayarak kendi kendine üretim ve tüketim oranını artırabilir. Bu sistemler, fotovoltaik enerji üretimi ve tüketiminin şebekeye verilemediği, tepe tarifelerinin dalga seviyesi tarifelerinden çok daha pahalı olduğu ve kendi kendine tüketim tarifelerinin şebekeye besleme tarifelerinden önemli ölçüde daha pahalı olduğu durumlarda kullanılır. Sistem, güneş pili modüllerinden oluşan kare bir fotovoltaik dizi, bir güneş kontrol cihazı, bir batarya bankası, şebekeye bağlı bir invertör, bir akım algılama cihazı, bir yük ve diğer bileşenlerden oluşur. Kontrol cihazı, güneş enerjisinin bir kısmını depolar ve güneş enerjisi yük gücünden fazla olduğunda bir kısmını yüke iletir. Güneş enerjisi yükü beslemek için yeterli olmadığında sistem, şebeke ve güneş enerjisinin bir kombinasyonuyla çalışır. Fotovoltaik sübvansiyonların kaldırılmasının ardından, bazı ülkelerde ve bölgelerde güneş enerjisi sistemlerinin kurulumundan önce şebekeye bağlı enerji depolama sistemleri kurulabilir ve bu da fotovoltaik enerji üretiminin tamamen kendi kendine üretilmesini ve tüketilmesini sağlar. Şebekeye bağlı enerji depolama cihazı, orijinal konfigürasyonu koruyarak çeşitli üreticilerin invertörleriyle kullanılabilir. Akım sensörü şebekeye doğru bir akım akışı algıladığında, şebekeye bağlı enerji depolama cihazı devreye girer, fazla elektriği bataryada depolar ve batarya doluysa elektrikli su ısıtıcısını çalıştırır. Batarya, gece ev yükü arttığında invertör aracılığıyla yüke elektrik gönderecek şekilde ayarlanabilir.
Enerji Depolama için Mikro Şebeke Sistemi
Güneş panellerinden oluşan kare bir dizi, şebekeye bağlı bir invertör, bir PCS çift yönlü dönüştürücü, akıllı bir anahtarlama anahtarı, bir batarya grubu ve bir jeneratör, mikro şebeke sistemini oluşturur. Güneş ışığı olduğunda, fotovoltaik panel güneş enerjisini elektriğe dönüştürür. Ardından, invertörü kullanarak yükü besler ve PCS çift yönlü dönüştürücüyü kullanarak batarya grubunu şarj eder. Güneş ışığı olmadığında ise batarya, PCS çift yönlü dönüştürücüyü kullanarak yükü besler. Mikro şebeke, dağıtılmış temiz enerjinin vaadini tam ve verimli bir şekilde kullanırken, küçük kapasite, öngörülemeyen üretim gücü ve bağımsız güç kaynağının düşük güvenilirliği gibi dezavantajlarını en aza indirdiği için elektrik şebekesi güvenliğini sağlamanın en verimli çözümüdür. Sistemin güvenli çalışması, büyük elektrik şebekesine faydalı bir tamamlayıcı görevi görür. Mikro şebekeler, geleneksel işletmelerin hem ekonomik hem de çevresel koruma açısından modernleşmesine önemli ölçüde yardımcı olabilir. Uzmanlar, mikro şebeke uygulamalarının çeşitli olduğunu ve birkaç kilovattan onlarca megavata kadar değişen boyutlarda olabileceğini söylüyor. Mikro şebekeler, tek bir binadan sanayi tesislerine, madenlere, şirketlere, hastanelere ve okullara kadar çok büyük yapılar için tasarlanabilir.
Ekim 2020 sonunda, Ulusal Enerji İdaresi, fotovoltaik enerji santrallerinin kapasite oranını tamamen serbestleştiren ve önerilen kapasite oranının 1'e kadar olmasını öngören "PV Enerji Sistemi Verimlilik Kodu"nun uygulanmasını onayladı.
Fırsat:Uzun vadede yerli güneş paneli sevkiyatları önemli ölçüde artmaya devam edecek, aynı şekilde inverter sevkiyatları da artacaktır. Makul bir fazla tahsis, en düşük LCOE'yi (Enerji Maliyeti) gerçekleştirebilir, proje IRR'sini (İç Getiri Oranı) iyileştirebilir ve fiyat eşitliğinin teşvikini hızlandırabilir.
Meydan okumak:Işık yetersizliği ve fotovoltaik enerji üretim invertörünün aşırı yüklenme ve kapasite dalgalanmaları.
Sağlam bir enerji depolama endüstri standardı sisteminin kurulması, enerji depolama sisteminin birçok ekipman bağlantısını içermesi, endüstriyel zincirdeki ekipman performansının değişkenlik göstermesi ve yangın gibi kazaların enerji depolama gelişimini etkileyen önemli bir darboğaz olması nedeniyle büyük önem taşımaktadır.
Enerji depolamanın bağımsız piyasa statüsünü netleştirmek gerekirse, enerji depolama tesisleri fotovoltaik, termik ve diğer enerji kaynaklarıyla bir bütün olarak birleştirilerek, elektrik sisteminin tepe yük kaydırma ve frekans kaydırma hizmetlerine katılabilir ve gelir elde edebilir; ayrıca bağımsız bir piyasa kuruluşu olarak da faaliyet gösterebilir.
Çeşitlendirilmiş ve istikrarlı politika desteği, enerji depolama için endüstriyel politika desteği, farklı uygulama senaryoları için çeşitlendirilmiş endüstriyel politikalar uygulanırken, piyasalaşmayla senkronize edilmelidir.
Çin'in gelecekteki enerji gelişimi, yüksek karbonlu enerjiden düşük karbonlu enerjiye ve sıfır karbonlu enerjiye doğru bir süreçten geçecektir. Elektrik alanında yeni enerji, kademeli olarak mevcut enerji kaynaklarının yerini almasından, enerji depolama + yeni enerji ve enerji üretim tarafında enerji depolama + yeni enerji eşitliğine doğru ilerlemeye başlayacaktır. 2035 yılına kadar, fotovoltaik gibi yeni enerji kaynaklarının enerji karışımının %30'undan fazlasını oluşturması ve karbon emisyonlarını artırmadan enerji tüketimindeki artış eğilimini desteklemesi beklenmektedir.
İletim hatlarında veya elektrik dağıtım şebekelerinde, yenilenebilir enerji santralleriyle ortak kullanım alanlarında veya şebekeye bağımsız erişimli enerji depolama tesislerinin kurulması, esas olarak elektrik piyasasına fayda sağlayan ve çeşitlendirmeyi mümkün kılan unsurlardır.
Yeni enerji, temiz yenilenebilir enerjiye yönelik şebekeye bağlı enerji depolama geliştirme yönünde olup, rüzgar ve güneş enerjisi depolama biçiminde dünya çapında kademeli olarak gösterimlere başlanmaktadır. Fotovoltaik ve rüzgar enerjisini destekleyen enerji depolama, sürekli istikrara kavuşturma, rüzgar ve güneş enerjisi kullanımının düzenlenmesi gibi ekonomik etkiler sağlamış ve önemli gelişmeler getirmiştir.
