Hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện là gì?
Hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện là sự kết hợp giữa thiết bị và công nghệ chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện để cung cấp cho các thiết bị gia dụng, đồng thời lưu trữ lượng điện dư thừa để sử dụng vào ban đêm hoặc khi không có điện lưới.
Nó là gì và các thành phần chính của nó là gì?
1. Mô-đun quang điện: bao gồm nhiều mô-đun quang điện (còn được gọi là tấm pin mặt trời) có nhiệm vụ thu nhận ánh sáng mặt trời và chuyển đổi nó thành dòng điện một chiều.
2. Giá đỡ, phụ kiện và dây cáp: dùng để cố định các tấm pin mặt trời và truyền tải dòng điện một chiều (DC) được tạo ra đến bộ biến tần.
3. Biến tần (biến tần nối lưới và biến tần độc lập): Dòng điện xoay chiều (AC) được tạo ra bằng cách đảo chiều dòng điện một chiều (DC) do các tấm pin mặt trời tạo ra, và lưu trữ lượng điện dư thừa trong hệ thống lưu trữ năng lượng, hệ thống này cũng có thể được kết nối với lưới điện thành phố.
4. Thiết bị lưu trữ năng lượng: Thường đề cập đến các loại pin, chẳng hạn như pin lithium và các loại pin khác, lưu trữ điện năng được tạo ra từ năng lượng mặt trời mà không được sử dụng ngay lập tức thông qua bộ biến tần để sử dụng sau này.
5. EMS và BMS: EMS là hệ thống giám sát và quản lý hoạt động của toàn bộ hệ thống để đảm bảo tất cả các bộ phận hoạt động hiệu quả và an toàn. BMS là hệ thống quản lý pin lưu trữ, tối ưu hóa và kiểm soát quá trình sạc và xả pin.
6. Hộp hội tụ: bao gồm tất cả các loại thiết bị bảo vệ và công tắc, chẳng hạn như thiết bị chống sét lan truyền (chống sét đánh) ở giữa bộ biến tần kết nối năng lượng mặt trời, cầu chì, bộ ngắt mạch DC, bộ ngắt mạch đầu vào lưới điện, bộ ngắt mạch đầu ra nguồn điện dự phòng, v.v.
Hiệu ứng quang điện, cách tạo ra điện từ năng lượng mặt trời
1. Hấp thụ photon: Khi ánh sáng mặt trời (bao gồm cả các nguồn sáng khác) chiếu vào vật liệu (silicon) của tấm pin mặt trời, năng lượng của các photon sẽ được vật liệu bán dẫn hấp thụ.
2. Sự kích thích electron: Năng lượng photon hấp thụ khiến các electron trong chất bán dẫn nhảy từ dải hóa trị lên dải dẫn, chuyển chúng từ trạng thái liên kết sang trạng thái tự do.
3. Sự hình thành cặp electron-lỗ trống: Khi một electron bị kích thích lên vùng dẫn, nó để lại một lỗ trống trong vùng hóa trị. Electron và lỗ trống này tạo thành một cặp electron-lỗ trống.
4. Thiết lập điện trường: Các vùng loại P và loại N thường tồn tại trong vật liệu quang điện, và tại điểm giao nhau của hai vùng này (tức là điểm nối PN), một điện trường nội bộ được hình thành.
5. Thúc đẩy dòng chảy của electron: Điện trường nội tại này thúc đẩy các electron tự do di chuyển về phía vùng bán dẫn loại N và các lỗ trống di chuyển về phía vùng bán dẫn loại P, và sự chuyển động này tạo ra dòng điện.
6. Thu gom dòng điện: Thông qua bộ biến tần, dòng điện này được chuyển đổi thành điện xoay chiều (AC) hoặc điện một chiều (DC) và được lưu trữ trong hệ thống lưu trữ năng lượng để sử dụng sau này.
Nguyên lý hoạt động và chế độ vận hành của biến tần nối lưới và biến tần độc lập.
1. Biến tần nối lưới chuyển đổi nguồn điện DC do các tấm pin mặt trời tạo ra thành điện áp bus phù hợp cho biến tần thông qua mô-đun MPPT, sau đó chuyển đổi thành nguồn điện AC thông qua các linh kiện điện tử để cung cấp cho các thiết bị gia dụng. Nếu có điện năng dư thừa, nó sẽ được chuyển đổi thành điện áp tương đương với hệ thống lưu trữ và được tích trữ vào hệ thống này để dự phòng; và nếu vẫn còn điện năng dư thừa, nó sẽ được đảo chiều và hòa nhập vào lưới điện.
2. Hệ thống lưu trữ năng lượng quang điện có các chế độ tự sản xuất và tự tiêu thụ, chế độ giảm tải đỉnh và bù tải đáy, và chế độ ưu tiên pin.
Chế độ tự sản xuất và tự sử dụng: điện năng do các tấm pin mặt trời tạo ra được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) và cung cấp trực tiếp cho các thiết bị gia dụng, trong khi lượng điện dư thừa được tích trữ vào hệ thống lưu trữ; nếu dòng điện do các tấm pin mặt trời tạo ra không đủ để sử dụng cho các thiết bị gia dụng, nó sẽ được bổ sung bằng lưới điện thành phố.
Chế độ cắt giảm tải đỉnh và lấp đầy tải đáy: Vào thời điểm tải thấp đã được thiết lập, điện xoay chiều từ lưới điện thành phố sẽ được chuyển đổi thành điện một chiều và sạc vào hệ thống lưu trữ năng lượng; vào thời điểm tải cao đã được thiết lập, điện một chiều trong hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ được chuyển đổi thành điện xoay chiều để cung cấp cho các thiết bị gia dụng; nếu năng lượng từ pin không đủ, nó sẽ được bổ sung từ lưới điện thành phố.
Chế độ ưu tiên pin: Bất kể tình huống nào, trước tiên hãy đảm bảo hệ thống lưu trữ năng lượng được sạc đầy. Khi năng lượng mặt trời tạo ra nhiều điện hơn, nó sẽ được chuyển đổi trực tiếp thành điện xoay chiều để sử dụng cho pin gia đình, và khi chức năng kết nối lưới điện được bật, lượng điện dư thừa sẽ được bổ sung vào lưới điện thành phố.
Cách thiết kế và tính toán số lượng tấm pin mặt trời (W) cần lắp đặt
Tấm pin năng lượng mặt trời: LESSO 550W
Kích thước: Dài 2278 x 1134mm (xấp xỉ 2,6 feet vuông).
Trọng lượng: 28kg
Công suất: 550W
Công thức tính diện tích:
Lưu ý: Hỗ trợ các tấm pin mặt trời có công suất dưới 7KW.
Tổng công suất của tấm pin mặt trời: 550W*12 = 6,6KW
Diện tích mái cần thiết: 12 x 2,6 feet vuông = 31,2 feet vuông.
Tính toán sản lượng điện hàng ngày:
Lấy Ôn Châu, Trung Quốc làm ví dụ, thời gian nắng cao điểm là 3,77 giờ, sản lượng điện mỗi watt mỗi năm là 1,088 kWh, thời gian sử dụng hiệu quả hàng năm là 1087,08 giờ. Góc lắp đặt: 18 độ.
Công suất phát điện cao nhất hàng ngày = 6,6KW x 3,77H = 24,88KWH
Sản lượng điện hàng năm = 6,6KW x 1087,08H = 7174,728KWH
