Introduction aux systèmes solaires et à batterie et à leurs quatre scénarios d'application
2024-10-16
Le système solaire et à batterie fait référence à un système qui stocke l'énergie CC convertie par des panneaux solaires photovoltaïques dans un bloc-batterie, puis convertit l'énergie CC en énergie CA via un onduleur. Il s'agit d'une technologie de stockage d'énergie efficace qui peut améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie solaire et permettre une utilisation durable de l'énergie solaire.
Cet article présente en détail les connaissances sur les systèmes solaires et à batterie et leurs quatre scénarios d'application différents.
Composants des systèmes solaires et de batteries
(1). Panneaux photovoltaïques
Le cœur du système solaire et de la batterie est le panneau photovoltaïque, qui peut convertir l'énergie solaire en courant continu. Il existe de nombreux types de panneaux photovoltaïques, notamment les panneaux photovoltaïques en silicium monocristallin, en silicium polycristallin, en silicium amorphe et flexibles. Parmi eux, les panneaux photovoltaïques en silicium monocristallin ont le rendement de conversion le plus élevé.
(2). Pack de batteries de stockage d'énergie
Les batteries de stockage d'énergie sont des dispositifs de stockage d'énergie électrique, notamment des batteries au plomb-acide, des batteries lithium-ion, des batteries à flux et d'autres types. À l'heure actuelle, les batteries au lithium fer phosphate sont le type de batterie le plus utilisé dans les systèmes de stockage d'énergie solaire et par batterie. Leurs avantages sont une densité énergétique élevée, une longue durée de vie et une efficacité de charge et de décharge élevée.
(3). Onduleur
L'onduleur est un dispositif essentiel pour convertir le courant continu en courant alternatif dans les systèmes de stockage d'énergie solaire et de batterie. Il peut convertir le courant continu en courant alternatif et alimenter les appareils électroménagers. Il existe de nombreux types d'onduleurs, notamment les onduleurs hors réseau, les onduleurs connectés au réseau et les onduleurs hybrides.
(4). Système de surveillance
Le système solaire et de batterie nécessite également un système de surveillance capable de surveiller l'état de fonctionnement des panneaux photovoltaïques, des batteries de stockage d'énergie, des onduleurs et d'autres équipements en temps réel, de détecter les problèmes à temps et de les traiter pour garantir le fonctionnement fiable du système.
En général, le système de stockage d’énergie photovoltaïque peut améliorer l’efficacité d’utilisation de l’énergie solaire, réduire la consommation d’énergie et parvenir à une utilisation durable de l’énergie propre.
Que sont les systèmes de stockage d’énergie solaire et par batterie ?
Les systèmes solaires et à batterie sont des systèmes qui utilisent l'énergie solaire pour stocker et produire de l'électricité. En termes simples, les systèmes solaires et à batterie se composent de deux principaux dispositifs : l'équipement photovoltaïque et l'équipement de stockage d'énergie.
L'équipement photovoltaïque absorbe l'énergie solaire et la convertit en énergie électrique, et l'équipement de stockage d'énergie stocke l'énergie électrique générée par l'équipement photovoltaïque. Lorsque le système photovoltaïque manque d'énergie, le système de stockage d'énergie convertit l'énergie électrique stockée en courant alternatif nécessaire au réseau électrique.
Avantages des systèmes solaires et à batterie :
Le photovoltaïque et le stockage d’énergie présentent de nombreux avantages.
Premièrement, cela peut garantir une alimentation électrique plus stable et plus fiable.
Le dispositif de stockage d'énergie est comme une grande batterie qui stocke l'excédent d'énergie solaire. Lorsque l'ensoleillement est insuffisant ou que la demande en électricité est élevée, il peut fournir de l'électricité pour assurer une alimentation électrique continue.
Deuxièmement, les systèmes solaires et à batterie peuvent également rendre la production d’énergie solaire plus économique.
En optimisant le fonctionnement, il est possible de produire et d'utiliser davantage d'électricité de manière autonome, réduisant ainsi le coût d'achat de l'électricité. En outre, les équipements de stockage d'énergie peuvent également participer au marché des services auxiliaires d'alimentation électrique pour apporter des avantages supplémentaires. L'application de la technologie de stockage d'énergie rend la production d'énergie solaire plus flexible et répond à divers besoins en électricité. Dans le même temps, elle peut également réaliser la complémentarité de plusieurs sources d'énergie et la coordination de l'offre et de la demande avec des centrales électriques virtuelles.
Contrairement à la production d'électricité purement connectée au réseau, les systèmes solaires et à batterie nécessitent l'ajout de batteries de stockage d'énergie et de dispositifs de charge et de décharge de batterie. Bien que le coût initial augmente dans une certaine mesure, le champ d'application est beaucoup plus large.
Ci-dessous, nous présentons les quatre scénarios d'application de systèmes solaires et de batteries suivants en fonction de différentes applications : scénario d'application de stockage d'énergie photovoltaïque hors réseau, scénario d'application de stockage d'énergie photovoltaïque hors réseau, scénario d'application de stockage d'énergie photovoltaïque connecté au réseau et scénario d'application de système de stockage d'énergie en micro-réseau.
01.Scénarios d’application des systèmes de stockage d’énergie hors réseau solaire et à batterie.
Le système de production d'énergie photovoltaïque hors réseau peut fonctionner de manière autonome sans dépendre du réseau électrique. Il est largement utilisé dans les zones montagneuses reculées, les zones sans électricité, les îles, les stations de base de communication et les lampadaires. Le système se compose d'un réseau photovoltaïque, d'un onduleur photovoltaïque, d'un bloc-batterie et de charges électriques. Le réseau photovoltaïque convertit l'énergie solaire en énergie électrique lorsqu'il y a de la lumière, alimente la charge via l'onduleur et charge la batterie en même temps ; lorsqu'il n'y a pas de lumière, la batterie alimente la charge CA via l'onduleur.
Les systèmes de production d'énergie photovoltaïque hors réseau sont spécialement conçus pour être utilisés dans des zones sans réseau électrique ou dans des zones où les pannes de courant sont fréquentes, comme les îles et les navires. Les systèmes hors réseau ne dépendent pas de grands réseaux électriques, mais s'appuient sur le mode de fonctionnement « stocker pendant l'utilisation » ou « stocker d'abord et utiliser plus tard », ce qui est un « coup de main en cas de besoin ». Pour les familles vivant dans des zones sans réseau électrique ou dans des zones où les pannes de courant sont fréquentes, les systèmes hors réseau sont très pratiques.
02.Scénarios d'application des systèmes hybrides solaires et à batterie
Les systèmes de stockage d'énergie hybrides solaires et à batterie sont largement utilisés dans des applications telles que les pannes de courant fréquentes ou l'auto-utilisation photovoltaïque sans surplus d'énergie vers le réseau, les prix élevés de l'électricité d'auto-utilisation et les prix de pointe de l'électricité qui sont beaucoup plus chers que les prix de creux de l'électricité.
Le système hybride solaire et batterie se compose d'un ensemble photovoltaïque composé de modules de cellules solaires, d'une machine intégrée connectée au réseau solaire et hors réseau, d'un bloc-batterie et d'une charge. L'ensemble photovoltaïque convertit l'énergie solaire en énergie électrique lorsqu'il y a du soleil et alimente la charge via la machine intégrée à l'onduleur de contrôle solaire, tout en chargeant le bloc-batterie ; lorsqu'il n'y a pas de soleil, la batterie alimente la machine intégrée à l'onduleur de contrôle solaire, puis alimente la charge CA.
Par rapport au système de production d'énergie solaire et de batterie connecté au réseau, le système d'énergie solaire et de batterie hors réseau ajoute un contrôleur de charge et de décharge et une batterie, et le coût du système augmente d'environ 30 à 50 %, mais la plage d'application est plus large. Premièrement, il peut être réglé pour produire à la puissance nominale lorsque le prix de l'électricité est à son maximum, réduisant ainsi les dépenses d'électricité ; deuxièmement, il peut être chargé pendant la période de creux des prix de l'électricité et déchargé pendant la période de pointe, ce qui permet de gagner de l'argent en utilisant la différence de prix entre le pic et le creux ; troisièmement, lorsque le réseau électrique est hors tension, le système photovoltaïque continue de fonctionner comme source d'alimentation de secours, l'onduleur peut être commuté en mode de fonctionnement hors réseau et les panneaux photovoltaïques et les batteries peuvent alimenter la charge via l'onduleur. Ce scénario est actuellement largement utilisé dans les pays développés à l'étranger.
03 .Scénarios d'application des systèmes solaires et de batteries connectés au réseau
Les systèmes de production d'énergie photovoltaïque à stockage d'énergie connecté au réseau fonctionnent généralement en mode de couplage CA photovoltaïque + stockage d'énergie. Le système peut stocker l'excédent de production d'énergie et augmenter la proportion d'autoproduction et d'autoutilisation. Le photovoltaïque est utilisé dans le stockage de distribution photovoltaïque au sol, le stockage d'énergie photovoltaïque industriel et commercial et d'autres scénarios. Le système se compose d'un réseau photovoltaïque composé de modules de cellules solaires, d'un onduleur connecté au réseau, d'un bloc-batterie, d'un contrôleur de charge et de décharge PCS et de charges électriques. Lorsque l'énergie solaire est inférieure à la puissance de charge, le système est alimenté conjointement par l'énergie solaire et le réseau. Lorsque l'énergie solaire est supérieure à la puissance de charge, une partie de l'énergie solaire est utilisée pour alimenter la charge et une partie est stockée via le contrôleur. Dans le même temps, le système de stockage d'énergie peut également être utilisé pour l'arbitrage de pointe-vallée, la gestion de la demande et d'autres scénarios pour augmenter le modèle de profit du système.
En tant que scénario d'application d'énergie propre émergent, le système de stockage d'énergie photovoltaïque connecté au réseau a attiré beaucoup d'attention sur le nouveau marché de l'énergie. Le système combine la production d'énergie photovoltaïque, les dispositifs de stockage d'énergie et le réseau électrique à courant alternatif pour obtenir une utilisation efficace de l'énergie propre. Il présente plusieurs avantages majeurs : 1. Améliorer le taux d'utilisation de la production d'énergie photovoltaïque La production d'énergie photovoltaïque est fortement affectée par les conditions météorologiques et géographiques et est sujette aux fluctuations de la production d'électricité. Grâce au dispositif de stockage d'énergie, la puissance de sortie de la production d'énergie photovoltaïque peut être lissée pour réduire l'impact des fluctuations de la production d'électricité sur le réseau électrique. Dans le même temps, le dispositif de stockage d'énergie peut fournir de l'énergie au réseau électrique dans des conditions de faible luminosité pour améliorer le taux d'utilisation de la production d'énergie photovoltaïque. 2. Améliorer la stabilité du réseau électrique Le système de stockage d'énergie photovoltaïque connecté au réseau peut réaliser une surveillance et une régulation en temps réel du réseau électrique et améliorer la stabilité de fonctionnement du réseau électrique. Lorsque le réseau électrique fluctue, le dispositif de stockage d'énergie peut réagir rapidement, fournir ou absorber l'excès d'énergie et assurer le bon fonctionnement du réseau électrique. 3. Promouvoir la consommation de nouvelles énergies Avec le développement rapide de nouvelles énergies telles que l'énergie photovoltaïque et l'énergie éolienne, le problème de la consommation est devenu de plus en plus important. Le système de stockage d'énergie photovoltaïque connecté au réseau peut améliorer la capacité d'accès et le niveau de consommation de nouvelles énergies et alléger la pression de charge de pointe du réseau électrique. Grâce à la programmation des dispositifs de stockage d'énergie, la production régulière de nouvelles énergies peut être obtenue.
04 .Scénarios d'application des systèmes solaires et de batteries microgrid
En tant que dispositif de stockage d'énergie important, les systèmes solaires et de batteries de micro-réseaux jouent un rôle de plus en plus important dans le développement de nouveaux systèmes énergétiques et électriques dans mon pays. Avec les progrès de la science et de la technologie et la popularisation des énergies renouvelables, les scénarios d'application des systèmes de stockage d'énergie de micro-réseaux sont en constante expansion, comprenant principalement les deux aspects suivants :
1). Système de production décentralisée et de stockage d'énergie :
La production décentralisée fait référence à la mise en place d'équipements de production d'électricité à petite échelle à proximité du côté de l'utilisateur, tels que l'énergie solaire photovoltaïque, l'énergie éolienne, etc., et au stockage de l'excédent de production d'électricité via le système de stockage d'énergie pour fournir de l'électricité pendant les périodes de pointe de consommation d'électricité ou lorsque le réseau électrique tombe en panne.
2). Alimentation de secours du micro-réseau :
Dans les zones reculées, les îles et autres endroits où l'accès au réseau est difficile, les systèmes de stockage d'énergie en micro-réseau peuvent être utilisés comme alimentation de secours pour fournir une alimentation électrique stable à la zone locale.
Les micro-réseaux peuvent exploiter pleinement et efficacement le potentiel de l'énergie propre distribuée grâce à la complémentarité multi-énergie, réduire les facteurs défavorables tels que la faible capacité, la production d'électricité instable et la faible fiabilité de l'alimentation électrique indépendante, assurer le fonctionnement sûr du réseau électrique et constituer un complément bénéfique aux grands réseaux électriques. Les scénarios d'application des micro-réseaux sont plus flexibles, avec des échelles allant de quelques kilowatts à des dizaines de mégawatts, et une gamme d'applications plus large.
Les scénarios d'application des systèmes solaires et de batteries sont vastes et variés, couvrant les formes hors réseau, connectées au réseau et micro-réseaux. Dans les applications pratiques, chaque scénario a ses propres avantages et caractéristiques, offrant aux utilisateurs une énergie propre stable et efficace. Avec le développement continu et la réduction des coûts de la technologie photovoltaïque, le stockage d'énergie photovoltaïque jouera un rôle de plus en plus important dans le futur système énergétique. Dans le même temps, la promotion et l'application de divers scénarios contribueront également au développement rapide de l'industrie mondiale des nouvelles énergies et à la réalisation de la transformation énergétique et du développement vert et à faible émission de carbone.
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