Inleiding tot zonne- en batterijsystemen en hun vier toepassingsscenario's
2024-10-16
Zonne- en batterijsysteem verwijst naar een systeem dat de DC-stroom die wordt omgezet door fotovoltaïsche zonnepanelen opslaat in een batterijpakket en vervolgens de DC-stroom omzet in AC-stroom via een omvormer. Het is een efficiënte energieopslagtechnologie die de efficiëntie van het gebruik van zonne-energie kan verbeteren en duurzaam gebruik van zonne-energie kan bereiken.
In dit artikel wordt de kennis over zonne- en batterijsystemen en hun vier verschillende toepassingsscenario's gedetailleerd uitgelegd.
Componenten van zonne- en batterijsystemen
(1). Fotovoltaïsche panelen
De kern van het zonne- en batterijsysteem is het fotovoltaïsche paneel, dat zonne-energie kan omzetten in gelijkstroom. Er zijn veel soorten fotovoltaïsche panelen, waaronder monokristallijn silicium, polykristallijn silicium, amorf silicium en flexibele fotovoltaïsche panelen. Van deze panelen hebben monokristallijn silicium fotovoltaïsche panelen de hoogste conversie-efficiëntie.
(2). Energieopslagbatterijpakket
Energieopslagbatterijpakket is een apparaat voor het opslaan van elektrische energie, voornamelijk loodzuurbatterijen, lithium-ionbatterijen, flowbatterijen en andere typen. Momenteel zijn lithium-ijzerfosfaatbatterijen het meest gebruikte batterijtype in zonne-energie- en batterij-energieopslagsystemen. Hun voordelen zijn een hoge energiedichtheid, een lange levensduur en een hoge laad- en ontlaadefficiëntie.
(3). Omvormer
Omvormer is een belangrijk apparaat voor het omzetten van DC-stroom in AC-stroom in zonne-energie- en batterij-energieopslagsystemen. Het kan DC-stroom omzetten in AC-stroom en stroom leveren aan huishoudelijke apparaten. Er zijn veel soorten omvormers, waaronder off-grid omvormers, netgekoppelde omvormers en hybride omvormers.
(4). Monitoringsysteem
Voor het zonne- en batterijsysteem is ook een monitoringsysteem nodig dat de werkstatus van zonnepanelen, energieopslagbatterijen, omvormers en andere apparatuur in realtime kan bewaken, problemen tijdig kan detecteren en deze kan verhelpen om een betrouwbare werking van het systeem te garanderen.
Over het algemeen kan het fotovoltaïsche energieopslagsysteem de benuttingsefficiëntie van zonne-energie verbeteren, het energieverbruik verminderen en een duurzaam gebruik van schone energie realiseren.
Wat zijn zonne-energie- en batterij-energieopslagsystemen?
Zonne- en batterijsystemen zijn systemen die zonne-energie gebruiken om elektriciteit op te slaan en te genereren. Simpel gezegd bestaan zonne- en batterijsystemen uit twee belangrijke apparaten: fotovoltaïsche apparatuur en energieopslagapparatuur.
De fotovoltaïsche apparatuur absorbeert zonne-energie en zet deze om in elektrische energie, en de energieopslagapparatuur slaat de elektrische energie op die door de fotovoltaïsche apparatuur wordt gegenereerd. Wanneer het fotovoltaïsche systeem te weinig vermogen heeft, zet het energieopslagsysteem de opgeslagen elektrische energie om in het vereiste wisselstroomnet.
Voordelen van zonne- en batterijsystemen:
Er zijn veel voordelen van fotovoltaïsche energie en energieopslag.
Ten eerste kan het zorgen voor een stabielere en betrouwbaardere stroomvoorziening.
Het energieopslagapparaat is als een grote batterij die overtollige zonne-energie opslaat. Wanneer er onvoldoende zonlicht is of er een hoge vraag naar elektriciteit is, kan het elektriciteit leveren om een continue stroomvoorziening te garanderen.
Ten tweede kunnen zonne- en batterijsystemen de opwekking van zonne-energie ook rendabeler maken.
Door de werking te optimaliseren, kan het meer elektriciteit zelf genereren en zelf gebruiken, waardoor de kosten voor het kopen van elektriciteit worden verlaagd. Bovendien kan energieopslagapparatuur ook deelnemen aan de markt voor hulpdiensten voor energie om extra voordelen te bieden. De toepassing van energieopslagtechnologie maakt de opwekking van zonne-energie flexibeler en voldoet aan verschillende elektriciteitsbehoeften. Tegelijkertijd kan het ook de complementariteit van meerdere energiebronnen en de coördinatie van vraag en aanbod samen met virtuele elektriciteitscentrales bereiken.
Zonne- en batterijsystemen vereisen, in tegenstelling tot zuivere netgekoppelde stroomopwekking, de toevoeging van energieopslagbatterijen en batterijlaad- en ontlaadapparaten. Hoewel de initiële kosten tot op zekere hoogte zullen stijgen, is het toepassingsgebied veel breder.
Hieronder introduceren we de volgende vier toepassingsscenario's voor zonne- en batterijsystemen, afgestemd op verschillende toepassingen: toepassingsscenario voor fotovoltaïsche off-grid energieopslag, toepassingsscenario voor fotovoltaïsche off-grid energieopslag, toepassingsscenario voor fotovoltaïsche netgekoppelde energieopslag en toepassingsscenario voor microgrid energieopslagsysteem.
01.Toepassingsscenario's voor off-grid energieopslagsystemen op basis van zonne-energie en batterijen.
Fotovoltaïsch off-grid energieopslagsysteem voor stroomopwekking kan onafhankelijk werken zonder afhankelijk te zijn van het elektriciteitsnet. Het wordt veel gebruikt in afgelegen bergachtige gebieden, gebieden zonder elektriciteit, eilanden, communicatiebasisstations en straatverlichting. Het systeem bestaat uit een fotovoltaïsch systeem, een fotovoltaïsche omvormer, een batterijpakket en stroombelastingen. Het fotovoltaïsche systeem zet zonne-energie om in elektrische energie wanneer er licht is, levert stroom aan de belasting via de omvormer en laadt tegelijkertijd het batterijpakket op; wanneer er geen licht is, levert de batterij stroom aan de AC-belasting via de omvormer.
Fotovoltaïsche off-grid stroomopwekkingssystemen zijn speciaal ontworpen voor gebruik in gebieden zonder elektriciteitsnetten of gebieden met frequente stroomuitval, zoals eilanden en schepen. Off-grid systemen vertrouwen niet op grote elektriciteitsnetten, maar vertrouwen op de werkmodus van "opslaan tijdens gebruik" of "eerst opslaan en later gebruiken", wat een "helpende hand in nood" is. Voor gezinnen in gebieden zonder elektriciteitsnetten of gebieden met frequente stroomuitval zijn off-grid systemen erg praktisch.
02.Toepassingsscenario's voor hybride zonne- en batterijsystemen
Hybride energieopslagsystemen op basis van zonne-energie en batterijen worden veel gebruikt in toepassingen zoals frequente stroomuitval, of fotovoltaïsch eigen gebruik zonder overtollige stroom terug te leveren aan het net, hoge eigen elektriciteitsprijzen en piekprijzen voor elektriciteit die veel hoger zijn dan de dalprijzen voor elektriciteit.
Het hybride zonne- en batterijsysteem bestaat uit een fotovoltaïsche array die is samengesteld uit zonnecelmodules, een op het zonnenet aangesloten en off-grid geïntegreerde machine, een batterijpakket en een belasting. De fotovoltaïsche array zet zonne-energie om in elektrische energie wanneer er zonlicht is en levert stroom aan de belasting via de geïntegreerde machine met zonne-energieregeling, terwijl het batterijpakket wordt opgeladen; wanneer er geen zonlicht is, levert de batterij stroom aan de geïntegreerde machine met zonne-energieregeling en levert vervolgens stroom aan de AC-belasting.
Vergeleken met het netgekoppelde zonne- en batterijgeneratiesysteem voegt het off-grid zonne- en batterijsysteem een laad- en ontlaadregelaar en een batterij toe, en de systeemkosten stijgen met ongeveer 30%-50%, maar het toepassingsbereik is breder. Ten eerste kan het worden ingesteld om op nominaal vermogen te leveren wanneer de elektriciteitsprijs op zijn hoogtepunt is, waardoor de elektriciteitskosten worden verlaagd; ten tweede kan het worden opgeladen tijdens de dalperiode van elektriciteitsprijzen en worden ontladen tijdens de piekperiode, waardoor geld wordt verdiend door het piek-dalprijsverschil te gebruiken; ten derde, wanneer het elektriciteitsnet geen stroom meer heeft, blijft het fotovoltaïsche systeem werken als een back-upstroombron, kan de omvormer worden overgeschakeld naar de off-grid werkmodus en kunnen fotovoltaïsche cellen en batterijen de belasting via de omvormer van stroom voorzien. Dit scenario wordt momenteel veel gebruikt in ontwikkelde landen in het buitenland.
03 .Toepassingsscenario's voor op het net aangesloten zonne- en batterijsystemen
Netgekoppelde energieopslag fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen werken over het algemeen in een fotovoltaïsche + energieopslag AC-koppelingsmodus. Het systeem kan overtollige energieopwekking opslaan en het aandeel zelfopwekking en zelfgebruik vergroten. Fotovoltaïsch wordt gebruikt in grond fotovoltaïsche distributieopslag, industriële en commerciële fotovoltaïsche energieopslag en andere scenario's. Het systeem bestaat uit een fotovoltaïsche array die is samengesteld uit zonnecelmodules, een netgekoppelde omvormer, een batterijpakket, een laad- en ontlaadcontroller PCS en stroombelastingen. Wanneer de zonne-energie minder is dan het belastingvermogen, wordt het systeem gevoed door zonne-energie en het net samen. Wanneer de zonne-energie groter is dan het belastingvermogen, wordt een deel van de zonne-energie gebruikt om de belasting te voeden en wordt een deel opgeslagen via de controller. Tegelijkertijd kan het energieopslagsysteem ook worden gebruikt voor piek-dalarbitrage, vraagbeheer en andere scenario's om het winstmodel van het systeem te vergroten.
Als een opkomend scenario voor schone energietoepassingen heeft het fotovoltaïsche netgekoppelde energieopslagsysteem veel aandacht getrokken in de nieuwe energiemarkt. Het systeem combineert fotovoltaïsche energieopwekking, energieopslagapparaten en AC-stroomnet om efficiënt gebruik van schone energie te bereiken. Er zijn verschillende belangrijke voordelen: 1. Verbeter de benuttingsgraad van fotovoltaïsche energieopwekking Fotovoltaïsche energieopwekking wordt sterk beïnvloed door weers- en geografische omstandigheden en is gevoelig voor schommelingen in de stroomopwekking. Via het energieopslagapparaat kan het uitgangsvermogen van fotovoltaïsche energieopwekking worden gladgestreken om de impact van schommelingen in de stroomopwekking op het elektriciteitsnet te verminderen. Tegelijkertijd kan het energieopslagapparaat energie leveren aan het elektriciteitsnet onder omstandigheden met weinig licht om de benuttingsgraad van fotovoltaïsche energieopwekking te verbeteren. 2. Verbeter de stabiliteit van het elektriciteitsnet Fotovoltaïsch netgekoppeld energieopslagsysteem kan realtime monitoring en regulering van het elektriciteitsnet realiseren en de operationele stabiliteit van het elektriciteitsnet verbeteren. Wanneer het elektriciteitsnet fluctueert, kan het energieopslagapparaat snel reageren, overtollig vermogen leveren of absorberen en de soepele werking van het elektriciteitsnet garanderen. 3. Bevorder het verbruik van nieuwe energie Met de snelle ontwikkeling van nieuwe energie zoals fotovoltaïsche en windenergie, is het probleem van consumptie steeds prominenter geworden. Fotovoltaïsche netgekoppelde energieopslagsystemen kunnen de toegangscapaciteit en het verbruiksniveau van nieuwe energie verbeteren en de piekbelastingdruk van het elektriciteitsnet verlichten. Door de planning van energieopslagapparaten kan de soepele output van nieuwe energie worden bereikt.
04. Toepassingsscenario's van microgrid-zonne- en batterijsystemen
Als belangrijk energieopslagapparaat spelen microgrid-zonne- en batterijsystemen een steeds belangrijkere rol in de ontwikkeling van nieuwe energie- en stroomsystemen in mijn land. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie en de popularisering van hernieuwbare energie breiden de toepassingsscenario's van microgrid-energieopslagsystemen zich voortdurend uit, met name de volgende twee aspecten:
1). Gedistribueerd opwekkings- en energieopslagsysteem:
Onder verspreide opwekking wordt verstaan het plaatsen van kleinschalige apparatuur voor energieopwekking dicht bij de gebruiker, zoals zonnepanelen, windenergie, etc., en het opslaan van overtollige energie via het energieopslagsysteem om elektriciteit te leveren tijdens piekverbruik of wanneer het elektriciteitsnet uitvalt.
2). Microgrid-noodstroomvoorziening:
In afgelegen gebieden, op eilanden en op andere plaatsen waar de toegang tot het elektriciteitsnet moeilijk is, kunnen microgrid-energieopslagsystemen worden gebruikt als back-upstroomvoorziening om de lokale omgeving van een stabiele stroomvoorziening te voorzien.
Microgrids kunnen het potentieel van gedistribueerde schone energie volledig en effectief benutten door multi-energie-aanvulling, ongunstige factoren zoals kleine capaciteit, onstabiele stroomopwekking en lage betrouwbaarheid van onafhankelijke stroomvoorziening verminderen, de veilige werking van het elektriciteitsnet garanderen en een nuttige aanvulling vormen op grote elektriciteitsnetten. Microgrid-toepassingsscenario's zijn flexibeler, met schalen variërend van enkele kilowatts tot tientallen megawatts en een breder scala aan toepassingen.
De toepassingsscenario's van zonne- en batterijsystemen zijn breed en divers en omvatten off-grid, grid-connected en microgrid vormen. In praktische toepassingen heeft elk scenario zijn eigen voordelen en kenmerken, waardoor gebruikers stabiele en efficiënte schone energie krijgen. Met de voortdurende ontwikkeling en kostenreductie van fotovoltaïsche technologie zal fotovoltaïsche energieopslag een steeds belangrijkere rol spelen in het toekomstige energiesysteem. Tegelijkertijd zal de promotie en toepassing van verschillende scenario's ook de snelle ontwikkeling van de wereldwijde nieuwe energie-industrie helpen en bijdragen aan de realisatie van energietransformatie en groene en koolstofarme ontwikkeling.
Hoe regelt het batterij-energieopslagsysteem (BESS) de frequentie en spanning van het elektriciteitsnet?
Soorten energieopslag en hun toepassingsgebieden
Gerelateerd artikel
Hier zijn vijf dingen die u moet weten voordat u het juiste zonne-energiesysteem kiest om uw huis en bedrijf van schone stroom te voorzien.
Kan een huis alleen op zonne-energie draaien?
Wanneer u klaar bent om een zonne-energiesysteem voor uw huis of fabriek te installeren om uw elektriciteitsrekening te verlagen of een stabiele stroomvoorziening te behouden, wordt u geconfronteerd met de keuze tussen off-grid, on-grid of hybride zonne-energiesystemen. Het kiezen van het juiste systeem betekent een hoger rendement op de investering en een stabieler stroomvoorzieningssysteem.
Wat is het beste on-grid of off-grid of hybride zonnestelsel?
