Introdução aos sistemas solares e de bateria e seus quatro cenários de aplicação
2024-10-16
Sistema solar e de bateriarefere-se a um sistema que armazena a energia CC convertida por painéis solares fotovoltaicos em uma bateria e, em seguida, converte a energia CC em energia CA por meio de um inversor. É uma tecnologia eficiente de armazenamento de energia que pode melhorar a eficiência da utilização da energia solar e alcançar o uso sustentável da energia solar.
Este artigo apresenta detalhadamente o conhecimento do sistema solar e de bateria e seus quatro cenários de aplicação diferentes.
Componentes do sistema solar e de bateria
(1). Painéis fotovoltaicos
O núcleo do sistema solar e de bateria é o painel fotovoltaico, que pode converter energia solar em corrente contínua. Existem muitos tipos de painéis fotovoltaicos, incluindo silício monocristalino, silício policristalino, silício amorfo e painéis fotovoltaicos flexíveis. Entre eles, os painéis fotovoltaicos de silício monocristalino apresentam a maior eficiência de conversão.
(2). Bateria de armazenamento de energia
A bateria de armazenamento de energia é um dispositivo para armazenar energia elétrica, incluindo principalmente baterias de chumbo-ácido, baterias de íon-lítio, baterias de fluxo e outros tipos. Atualmente, as baterias de fosfato de ferro-lítio são o tipo de bateria mais amplamente utilizado em sistemas de armazenamento de energia solar e de bateria. Suas vantagens são alta densidade de energia, longa vida útil e alta eficiência de carga e descarga.
(3). Inversor
O inversor é um dispositivo chave para converter energia CC em energia CA em sistemas de armazenamento de energia solar e de bateria. Ele pode converter energia DC em energia AC e fornecer energia para eletrodomésticos. Existem muitos tipos de inversores, incluindo inversores fora da rede, inversores conectados à rede e inversores híbridos.
(4). Sistema de monitoramento
O sistema solar e de bateria também requer um sistema de monitoramento que possa monitorar o status de funcionamento de painéis fotovoltaicos, baterias de armazenamento de energia, inversores e outros equipamentos em tempo real, detectar problemas a tempo e lidar com eles para garantir a operação confiável do sistema.
Em geral, o sistema de armazenamento de energia fotovoltaica pode melhorar a eficiência de utilização da energia solar, reduzir o consumo de energia e alcançar o uso sustentável de energia limpa.
O que são sistemas de armazenamento de energia solar e de bateria?
Sistemas solares e de bateria são sistemas que utilizam energia solar para armazenar e gerar eletricidade. Em termos simples, os sistemas solares e de bateria consistem em dois dispositivos principais: equipamento fotovoltaico e equipamento de armazenamento de energia.
O equipamento fotovoltaico absorve a energia solar e a converte em energia elétrica, e o equipamento de armazenamento de energia armazena a energia elétrica gerada pelo equipamento fotovoltaico. Quando o sistema fotovoltaico fica sem energia, o sistema de armazenamento de energia converte a energia elétrica armazenada na rede elétrica CA necessária.
Benefícios dos sistemas solares e de bateria:
Existem muitos benefícios da energia fotovoltaica e do armazenamento de energia.
Primeiro, pode garantir uma fonte de alimentação mais estável e confiável.
O dispositivo de armazenamento de energia é como uma grande bateria que armazena o excesso de energia solar. Quando há luz solar insuficiente ou alta demanda por eletricidade, ele pode fornecer eletricidade para garantir o fornecimento contínuo de energia.
Em segundo lugar, os sistemas solares e de baterias também podem tornar a geração de energia solar mais económica.
Ao otimizar a operação, pode produzir mais eletricidade autogerada e autoutilizada, reduzindo o custo de aquisição de eletricidade. Além disso, os equipamentos de armazenamento de energia também podem participar do mercado de serviços auxiliares de energia para trazer benefícios adicionais. A aplicação da tecnologia de armazenamento de energia torna a geração de energia solar mais flexível e atende diversas necessidades de eletricidade. Ao mesmo tempo, também pode alcançar a complementaridade de múltiplas fontes de energia e a coordenação da oferta e da procura em conjunto com centrais eléctricas virtuais.
Os sistemas solares e de baterias, ao contrário da geração de energia puramente ligada à rede, requerem a adição de baterias de armazenamento de energia e de dispositivos de carga e descarga de baterias. Embora o custo inicial aumente até certo ponto, o âmbito de aplicação é muito mais amplo.
Abaixo, apresentamos os seguintes quatro cenários de aplicação de sistemas solares e de bateria de acordo com diferentes aplicações: cenário de aplicação de armazenamento de energia fotovoltaica fora da rede, cenário de aplicação de armazenamento de energia fotovoltaica fora da rede, cenário de aplicação de armazenamento de energia fotovoltaico conectado à rede e cenário de aplicação de sistema de armazenamento de energia de microrrede .
01.Sistema de armazenamento de energia solar e bateria fora da redecenários de aplicação.
O sistema fotovoltaico de geração de energia com armazenamento de energia fora da rede pode operar de forma independente, sem depender da rede elétrica. É amplamente utilizado em áreas montanhosas remotas, áreas sem eletricidade, ilhas, estações base de comunicação e iluminação pública. O sistema consiste em um conjunto fotovoltaico, um inversor fotovoltaico, uma bateria e cargas de energia. O conjunto fotovoltaico converte energia solar em energia elétrica quando há luz, fornece energia à carga através do inversor e ao mesmo tempo carrega a bateria; quando não há luz, a bateria fornece energia para a carga CA através do inversor.
Os sistemas fotovoltaicos de geração de energia fora da rede são especialmente projetados para uso em áreas sem redes elétricas ou áreas com cortes frequentes de energia, como ilhas e navios. Os sistemas fora da rede não dependem de grandes redes de energia, mas sim do modo de funcionamento de "armazenar durante o uso" ou "armazenar primeiro e usar depois", que é uma "ajuda em caso de necessidade". Para famílias em áreas sem redes elétricas ou áreas com cortes frequentes de energia, os sistemas fora da rede são muito práticos.
02.Sistema híbrido solar e de bateriacenários de aplicação
Os sistemas híbridos de armazenamento de energia solar e de bateria são amplamente utilizados em aplicações como cortes frequentes de energia ou auto-uso fotovoltaico sem energia excedente para a rede, altos preços de eletricidade para auto-uso e preços de pico de eletricidade que são muito mais caros do que os preços baixos da eletricidade. .
O sistema híbrido solar e de bateria consiste em um conjunto fotovoltaico composto por módulos de células solares, uma máquina integrada conectada à rede solar e fora da rede, uma bateria e uma carga. O conjunto fotovoltaico converte energia solar em energia elétrica quando há luz solar e fornece energia à carga por meio da máquina integrada do inversor de controle solar, enquanto carrega a bateria; quando não há luz solar, a bateria fornece energia para a máquina integrada do inversor de controle solar e, em seguida, fornece energia para a carga CA.
Comparado com o sistema de geração solar e de bateria conectado à rede, o sistema solar e de bateria fora da rede adiciona um controlador de carga e descarga e uma bateria, e o custo do sistema aumenta em cerca de 30% -50%, mas a faixa de aplicação é mais ampla. Primeiro, pode ser configurado para produzir na potência nominal quando o preço da eletricidade estiver no pico, reduzindo as despesas com eletricidade; em segundo lugar, pode ser cobrado durante o período de vale dos preços da electricidade e descarregado durante o período de pico, ganhando dinheiro utilizando a diferença de preços de pico-vale; terceiro, quando a rede elétrica está sem energia, o sistema fotovoltaico continua a funcionar como fonte de energia de backup, o inversor pode ser colocado no modo de trabalho fora da rede e a energia fotovoltaica e as baterias podem alimentar a carga através do inversor. Este cenário é atualmente amplamente utilizado em países desenvolvidos no exterior.
03 .Energia solar conectada à redee cenários de aplicação de sistemas de bateria
Os sistemas de geração de energia fotovoltaica de armazenamento de energia conectados à rede geralmente operam em um modo de acoplamento fotovoltaico + armazenamento de energia CA. O sistema pode armazenar o excesso de geração de energia e aumentar a proporção de autogeração e autouso. A energia fotovoltaica é usada em armazenamento de distribuição fotovoltaica terrestre, armazenamento de energia fotovoltaica industrial e comercial e outros cenários. O sistema consiste em um conjunto fotovoltaico composto por módulos de células solares, um inversor conectado à rede, um conjunto de baterias, um controlador de carga e descarga PCS e cargas de energia. Quando a energia solar é menor que a potência de carga, o sistema é alimentado por energia solar e pela rede em conjunto. Quando a energia solar é maior que a potência da carga, parte da energia solar é usada para alimentar a carga e parte é armazenada através do controlador. Ao mesmo tempo, o sistema de armazenamento de energia também pode ser usado para arbitragem de pico-vale, gestão de demanda e outros cenários para aumentar o modelo de lucro do sistema.
Como um cenário emergente de aplicação de energia limpa, o sistema fotovoltaico de armazenamento de energia conectado à rede tem atraído muita atenção no novo mercado de energia. O sistema combina geração de energia fotovoltaica, dispositivos de armazenamento de energia e rede elétrica CA para alcançar o uso eficiente de energia limpa. Existem várias vantagens importantes: 1. Melhorar a taxa de utilização da geração de energia fotovoltaica A geração de energia fotovoltaica é muito afetada pelas condições climáticas e geográficas e está sujeita a flutuações na geração de energia. Através do dispositivo de armazenamento de energia, a potência de saída da geração de energia fotovoltaica pode ser suavizada para reduzir o impacto das flutuações de geração de energia na rede elétrica. Ao mesmo tempo, o dispositivo de armazenamento de energia pode fornecer energia à rede elétrica sob condições de pouca luz para melhorar a taxa de utilização da geração de energia fotovoltaica. 2. Melhorar a estabilidade da rede elétrica O sistema fotovoltaico de armazenamento de energia conectado à rede pode realizar monitoramento e regulação em tempo real da rede elétrica e melhorar a estabilidade operacional da rede elétrica. Quando a rede elétrica flutua, o dispositivo de armazenamento de energia pode responder rapidamente, fornecer ou absorver o excesso de energia e garantir o bom funcionamento da rede elétrica. 3. Promover o consumo de novas energias Com o rápido desenvolvimento de novas energias, como a fotovoltaica e a eólica, o problema do consumo tornou-se cada vez mais proeminente. O sistema fotovoltaico de armazenamento de energia conectado à rede pode melhorar a capacidade de acesso e o nível de consumo de nova energia e aliviar a pressão de pico de carga da rede elétrica. Através da programação de dispositivos de armazenamento de energia, a produção suave de nova energia pode ser alcançada.
04. Cenários de aplicação de sistemas de microrredes e baterias
Como um importante dispositivo de armazenamento de energia, os sistemas de microrredes e baterias desempenham um papel cada vez mais importante no desenvolvimento de novos sistemas de energia e energia no meu país. Com o avanço da ciência e da tecnologia e a popularização das energias renováveis, os cenários de aplicação dos sistemas de armazenamento de energia em microrredes estão em constante expansão, incluindo principalmente os dois aspectos a seguir:
1). Sistema de geração distribuída e armazenamento de energia:
A geração distribuída refere-se ao estabelecimento de equipamentos de geração de energia de pequena escala próximos ao lado do usuário, como energia solar fotovoltaica, energia eólica, etc., e o armazenamento do excesso de geração de energia através do sistema de armazenamento de energia para fornecer eletricidade durante o consumo de energia de pico ou quando a rede elétrica falha.
2). Fonte de alimentação de backup da microrrede:
Em áreas remotas, ilhas e outros locais onde o acesso à rede é difícil, os sistemas de armazenamento de energia em micro-redes podem ser utilizados como fonte de alimentação de reserva para fornecer um fornecimento de energia estável à área local.
As microrredes podem explorar plena e eficazmente o potencial da energia limpa distribuída através da complementação multienergética, reduzir fatores desfavoráveis, como pequena capacidade, geração de energia instável e baixa confiabilidade do fornecimento de energia independente, garantir a operação segura da rede elétrica e são um complemento benéfico para grandes redes elétricas. Os cenários de aplicação de microrredes são mais flexíveis, com escalas que variam de vários quilowatts a dezenas de megawatts, e uma gama mais ampla de aplicações.
Os cenários de aplicação de sistemas solares e de baterias são amplos e diversos, abrangendo formas fora da rede, conectados à rede e microrrede. Em aplicações práticas, cada cenário tem suas próprias vantagens e características, proporcionando aos usuários energia limpa estável e eficiente. Com o desenvolvimento contínuo e a redução de custos da tecnologia fotovoltaica, o armazenamento de energia fotovoltaica desempenhará um papel cada vez mais importante no futuro sistema energético. Ao mesmo tempo, a promoção e aplicação de vários cenários também ajudarão o rápido desenvolvimento da nova indústria energética global e contribuirão para a realização da transformação energética e do desenvolvimento verde e de baixo carbono.
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