С напредъка на новите енергийни технологии и все по-сериозните екологични предизвикателства, пред които е изправен светът, максималното използване на чисти енергийни източници - като слънчева и вятърна енергия - се превърна в ключов приоритет на нашето време. В тази статия ние се фокусираме върху използването на слънчевата енергия и предоставяме ръководство за това как научно да проектираме система за съхранение на слънчева енергия.
Често срещани клопки при проектирането на системи за съхранение на слънчева енергия
1. Фокусиране единствено върху капацитета на батерията.
2. Стандартизиране на съотношението kW/kWh във всички сценарии на приложение (няма универсално, фиксирано съотношение, което да се прилага за всяка ситуация).
За да се намалят равните разходи за електроенергия (LCOE) и да се подобри използването на системата, проектирането на фотоволтаична (PV) система за съхранение на енергия за всяко специфично приложение трябва да отчита нейните два основни компонента: фотоволтаичната система и акумулаторната система.
Основни съображения за научно проектиране на система за съхранение на слънчева енергия
Изборът на правилните фотоволтаични и батерийни компоненти изисква внимателно разглеждане на следните фактори:
1. Нива на слънчево излъчване
Локалното слънчево излъчване значително влияе върху избора на фотоволтаична система. От гледна точка на консумацията на енергия, генериращият капацитет на фотоволтаичната система в идеалния случай трябва да е достатъчен, за да покрие ежедневните енергийни нужди на домакинството. Данните относно местното слънчево излъчване и свързаните с него показатели обикновено могат да бъдат намерени онлайн.
2. Ефективност на системата
Като цяло, цялостна фотоволтаична система за съхранение на енергия изпитва загуба на мощност от приблизително 12%, произтичаща от следните източници:
· Загуби на ефективност на DC/DC преобразуване
· Загуби на ефективност на цикъла на зареждане/разреждане на батерията
· Загуби на ефективност на DC/AC преобразуване
· Загуби на ефективност при зареждане с променлив ток
Освен това по време на работа на системата възникват различни неизбежни загуби - като загуби при предаване, загуби по линия и загуби, свързани с контрола. Следователно, когато се проектира фотоволтаична система за съхранение на енергия, от съществено значение е да се гарантира, че планираният капацитет на батерията е достатъчен, за да отговори на действителните оперативни изисквания. Като се вземат предвид загубите на мощност на цялата система, необходимият капацитет на батерията трябва да се изчисли, както следва:
Необходим капацитет на батерията=Проектиран капацитет на батерията / Ефективност на системата
3. Използваем капацитет на батерията
„Капацитетът на батерията“ и „използваемият капацитет“, посочени в спецификационните листове на батерията, са ключови отправни точки за проектиране на системи за съхранение на енергия. Ако използваемият капацитет не е изрично посочен, той може да се изчисли чрез умножаване на общия капацитет на батерията по нейната дълбочина на разреждане (DOD).
Когато сдвоявате батерия с инвертор за съхранение на енергия, важно е да вземете предвид дълбочината на разреждане; DOD, конфигуриран в конкретен инвертор, може да се различава от присъщите граници на DOD на батерията.
4. Съпоставяне на параметри
Когато проектирате система за съхранение на енергия, гарантирането, че параметрите на инвертора и батерията са подравнени, е от решаващо значение. Ако параметрите не съвпадат, системата ще работи въз основа на по-ниската от двете стойности. Това е особено важно в режим на резервно захранване, където дизайнерът трябва да използва по-ниската стойност, за да изчисли скоростите на зареждане/разреждане на батерията и капацитета на захранването. Например, ако инверторът и батерията, показани на фигурата по-долу, са сдвоени, максималният ток на зареждане/разреждане на системата ще бъде 50 A.
5. Сценарии за прилагане
Сценариите за приложение са друго важно съображение при проектирането на система за съхранение на енергия. В повечето случаи жилищните системи за съхранение на енергия се използват за увеличаване на степента на собствено потребление на възобновяема енергия - като по този начин се намалява зависимостта от електричество, доставяно от мрежата - или за съхраняване на енергия, генерирана от фотоволтаични (PV) системи за използване като резервно захранване. Често срещаните сценарии за приложение включват:
· Време на използване (TOU)
· Резервно захранване
· Самостоятелна употреба
Всеки сценарий следва различна логика на проектиране, въпреки че цялата такава логика в крайна сметка се основава на специфични модели на потребление на електроенергия.