1. Skladištenje energije i fotonapon su dvije industrije
Odnos između njih je dafotonaponski sistempretvara sunčevu energiju u električnu energiju, isistem za skladištenje energijeskladišti električnu energiju koju proizvodi fotonaponska oprema. Kada je ovaj dio električne energije potreban, on se zatim pretvara u izmjeničnu struju preko pretvarača za pohranu energije za korištenje od strane opterećenja ili mreže.
2. Objašnjenje ključnih pojmova
Prema Googleovom objašnjenju, u nekim situacijama u svakodnevnom životu potrebno je konvertovati izmjeničnu struju u istosmjernu, što se nazivaispravljački krug. U drugim situacijama potrebno je istosmjernu struju pretvoriti u izmjeničnu, što odgovara obrnutom procesu ispravljanja i definira se kaoinverterski krug. Pod određenim uvjetima, skup tiristorskih kola može se koristiti i kao ispravljački i inverterski krugovi. Ovaj uređaj se zove akonverter, koji uključuje ispravljače, pretvarače, AC pretvarače i DC pretvarače.
Da se ponovo razumemo:
Engleski naziv za pretvarač je 'inverter', koji se općenito implementira kao energetska elektronska komponenta za prijenos energije. Može se podijeliti na sljedeće tipove na osnovu tipa napona prije i nakon konverzije:
DC/DC pretvarač, i prednji i zadnji su jednosmerni, sa različitim naponima, koji služe kao aDC transformator
AC/DC pretvarač, AC u DC konverzija,ispravljačfunkcija
DC/AC pretvarač, DC u AC pretvarač, funkcijainverter
AC/AC inverter, s različitim prednjim i stražnjim frekvencijama, funkcijainverter
Pored glavnog kola (ispravljački krug, inverterski krug, AC konverzijski krug i DC konverzijski krug), pretvarač također zahtijeva okidač (ili pogonski krug) za kontrolu uključivanja/isključivanja sklopnih elemenata i upravljački krug za reguliraju i kontroliraju električnu energiju.
Imepretvarač za skladištenje energijeje Power Conversion System, skraćeno PCS, koji kontrolira proces punjenja i pražnjenja baterije, pretvara AC i DC električnu energiju, a sastoji se od DC/AC dvosmjernih pretvarača, upravljačkih jedinica itd.
3. Konvencionalna klasifikacija PCS
Može se podijeliti u dvije različite industrije: fotonapon i skladištenje energije, jer njihove odgovarajuće funkcije imaju bitne razlike:
U fotonaponskoj industriji postojecentralizovani, string i mikro invertori
Inverter - DC u AC: Glavna funkcija je da invertuje DC električnu energiju pretvorenu iz solarne energije u AC električnu energiju putem fotonaponske opreme, koju mogu koristiti opterećenja ili integrirati u električnu mrežu ili uskladištiti.
Centralizovano: Primjenjivo na velike zemaljske elektrane, distribuirane industrijske i komercijalne fotonaponske jedinice, sa općom izlaznom snagom većom od 250KW
Vrsta stringa: primjenjiv na velike zemaljske elektrane, distribuiranu industrijsku i komercijalnu fotonaponsku opremu (obično sa izlaznom snagom manjom od 250KW, trofazne) i fotonaponske uređaje za domaćinstvo (obično sa izlaznom snagom manjom ili jednakom 10KW, jednofazni)
Mikro revers: primjenjiv na distribuirane fotonaponske (generalno izlazne snage manje od ili jednake 5KW, trofazne), kućne fotonaponske (generalno izlazne snage manje od ili jednake 2KW, jednofazne)
Postoje tri tipa sistema za skladištenje energije:velika skladišta, industrijska i komercijalna skladišta i skladištenje u domaćinstvu. Također se mogu podijeliti na pretvarače za pohranu energije (tradicionalni pretvarači za pohranu energije, hibridni) i integrirane mašine
Konvertor AC-DC konverzija: Glavna funkcija je kontrola punjenja i pražnjenja baterije. DC električna energija proizvedena fotonaponskom proizvodnjom energije se pretvara u AC električnu energiju preko pretvarača. U ovom trenutku, dio električne energije treba biti pohranjen u bateriji, a AC električna energija se treba pretvoriti u DC električnu energiju kroz pretvarač za skladištenje energije za punjenje. Kada je potreban ovaj dio električne energije, DC električna energija u bateriji treba se pretvoriti u AC električnu energiju (obično 220V, 50HZ) preko pretvarača za pohranu energije za korištenje opterećenja ili povezivanje na mrežu. Ovo je proces pražnjenja.
Veliko skladište energije: zemaljske elektrane, nezavisne elektrane za skladištenje energije, uglavnom sa izlaznom snagom većom od 250KW
Industrijsko i komercijalno skladištenje: Općenito, izlazna snaga je manja ili jednaka 250KW
Skladištenje energije u domaćinstvu: općenito izlazna snaga manja ili jednaka 10KW
Tradicionalni pretvarači za skladištenje energije: uglavnom koristeći sheme spajanja naizmjenične struje, sa scenarijima primjene uglavnom fokusiranim na veliko skladištenje energije
Hibrid: uglavnom usvaja DC shemu spajanja, a scenarij njegove primjene je uglavnom skladištenje u domaćinstvu
Integrisana mašina: inverter za pohranu energije + baterija, uglavnom proizvodi Tesla i Ephase
Scenariji primjene i prednosti pretvarača za pohranu energije
1. Scenariji aplikacije:
Vrhunsko brijanje električne mreže: pohranjivanje električne energije kada je opterećenje nisko i otpuštanje kada je opterećenje veliko, izglađivanje razlike u dolini vršne energije u električnoj mreži i poboljšanje stabilnosti i pouzdanosti električne mreže. Na primjer, tokom perioda niske potrošnje električne energije, pretvarači za skladištenje energije ispravljaju izmjeničnu struju u mreži u istosmjernu struju i pohranjuju je u bateriju; Tokom perioda vršne potrošnje električne energije, jednosmjerna struja u bateriji se pretvara u naizmjeničnu struju i šalje natrag u električnu mrežu.
Microgrid: U nezavisnoj mikromreži, služi kao glavni ili pomoćni izvor napajanja, pružajući pouzdano napajanje. Kada je lokalna električna mreža isključena iz glavne električne mreže, sistem za skladištenje energije mora djelovati kao mrežni izvor napajanja, obezbjeđujući kontrolu napona i frekvencije lokalnoj električnoj mreži.
Napajanje udaljenog područja: Zbog svoje prenosivosti i fleksibilnosti, može se koristiti za napajanje udaljenih područja. U nekim udaljenim planinskim područjima ili malim otocima, pretvarači za pohranu energije povezani su na lokalne električne mreže kako bi izgladili fluktuacije struje uzrokovane promjenjivim izvorima energije i opterećenja, te stabilizirali električnu mrežu.
Napajanje u hitnim slučajevima: U hitnim situacijama, brzo obezbijedite napajanje za hitne slučajeve kako biste osigurali normalan rad uvozaant objekata.
2. Prednosti:
Visoka gustina energije: Više energije se skladišti po jedinici zapremine, što može efikasno da iskoristi prostor.
Dug životni vek: Karakteristike hemijskih reakcija čine da ima duži životni vek i može se puniti i prazniti više puta. Prema statistikama, vijek trajanja pretvarača za pohranu energije može doseći nekoliko godina ili čak duže.
Visoka efikasnost: Efikasnost konverzije energije je relativno visoka, dostižući preko 85%, smanjujući gubitak energije.
Niski troškovi održavanja: Sistem je relativno jednostavan i ima niske troškove održavanja.
Brzi odgovor: može brzo odgovoriti na fluktuacije električne mreže i promjene opterećenja, poboljšavajući stabilnost i pouzdanost električne mreže.
Scenariji primjene i prednosti fotonaponskih pretvarača
1. Scenariji aplikacije:
Distribuirana fotonaponska proizvodnja električne energije u domaćinstvu: sa malim kapacitetom, uglavnom u rasponu od nekoliko kilovata do desetina kilovata, može se direktno integrirati u kućnu električnu mrežu za korištenje, a preostala električna energija se može prodati u mrežu.
Industrijski i komercijalni sektori: Velike fabrike, komercijalne zgrade i druga velika mesta mogu efikasno smanjiti troškove električne energije preduzeća i smanjiti emisije ugljenika.
Ruralna i udaljena područja: Off grid fotonaponski invertori se koriste zajedno sa sistemima za skladištenje energije kako bi se osiguralo stabilno napajanje.
Primjene u posebnim okruženjima: kao što su platforme za energiju vjetra na moru i istraživačke stanice u pustinjskim područjima, zahtijevaju veću pouzdanost i sposobnost prilagođavanja ekstremnim okruženjima.
2. Prednosti:
Tehnologija praćenja maksimalne snage: Može automatski podesiti radnu tačku na osnovu promjena u intenzitetu svjetlosti i temperaturi, osiguravajući da fotonaponski panel uvijek radi blizu tačke svoje maksimalne snage i poboljšavajući efikasnost proizvodnje energije.
Optimizacija efikasnosti: Odaberite energetske elektronske komponente visokih performansi kao što su IGBT, MOSFET, itd., i optimizirajte algoritme upravljanja kako biste smanjili gubitak energije i poboljšali efikasnost konverzije.
Sigurnost i pouzdanost: Projektovati kola za zaštitu od preopterećenja, instalirati odvodnike groma i druge zaštitne uređaje kako bi se osigurao siguran rad opreme u nepovoljnim vremenskim uslovima. U isto vrijeme, korištenje IoT tehnologije za postizanje daljinskog prikupljanja i nadzora podataka, upozoravanje na greške kroz analizu podataka i smanjenje troškova održavanja.
Scenariji primjene i prednosti PCS-a
1. Scenariji aplikacije:
Elektrana za skladištenje energije: Snaga je općenito veća od 10MW, a odabrana je kaskadna višerazinska topologija. Usvojen je dizajn IGBT modula i generalno N AC pretvarači su instalirani unutar kontejnera kako bi podržali paralelni rad više mašina. Transformatori su potrebni za pojačavanje i povezivanje na električnu mrežu.
Centralizirani ili string tip: Snaga centralizovanog PCS-a je iznad 250KW. Trenutno se najčešće koristi topologija na dva nivoa, a usvojen je i IGBT modularni dizajn. Koristi se manje energetskih uređaja, a snaga jedne mašine može dostići nivo MW, što zahteva visoku pouzdanost sistema; String tip se uglavnom koristi u malim i srednjim sistemima za skladištenje energije.
Industrijska, komercijalna i kućna upotreba: Snaga industrijskih i komercijalnih PCS-a je općenito ispod 250KW. Trenutno se uobičajeno koristi topologija na tri nivoa, u kombinaciji sa distribuiranim fotonaponima, koji mogu postići samostalnu upotrebu i profitirati od razlike u cijeni električne mreže u dolini; Snaga kućnog PCS-a je ispod 10KW, u kombinaciji sa kućnim fotonaponskim aparatima, kao izvor napajanja u nuždi, upravljanje električnom energijom itd., sa visokim zahtjevima za sigurnosne propise, buku itd.
2. Prednosti:
Dvosmjerna funkcija skladištenja energije: Može precizno i brzo podesiti napon, frekvenciju i snagu između električne mreže i sistema za skladištenje energije, postižući konstantnu snagu i struju punjenja i pražnjenja, kao i glatku i promjenjivu izlaznu snagu.
Više načina rada: podijeljen na mrežni način rada, off grid mod i hibridni način rada, koji se može prebaciti prema različitim potrebama kako bi se prilagodio različitim scenarijima primjene.
Inteligentna kontrola: opremljen zaštitnim funkcijama kao što su prenapon, podnapon, preopterećenje, prekomjerna struja, kratki spoj i previsoka temperatura, s mogućnošću otkrivanja otoka za promjenu načina rada, postizanje komunikacijske funkcije s upravljačkim sistemima višeg nivoa i energetskim prekidačima, glatka kontrola prebacivanja između mreže i isključenja mreža itd.
Scenariji primjene i prednosti pretvarača za pohranu energije
1. Scenariji aplikacije:
Kućni sistem za proizvodnju solarne energije: Korisnici mogu koristiti solarne panele na krovu za prikupljanje solarne energije i pretvarati prikupljenu DC električnu energiju u AC električnu energiju putem pretvarača za skladištenje energije za napajanje kućanskih aparata. Osigurati normalan rad kućne rasvjete i osnovnih kućnih aparata tokom nestanka struje ili kvarova na mreži.
Scenarij aplikacije van mreže: U udaljenim područjima i zemljama u razvoju, zajedno sa solarnim ili vjetroelektranskim sistemima, osiguravajući pouzdanu energiju za lokalno stanovništvo.
Rezervno napajanje za hitne slučajeve: U područjima sa čestim prirodnim katastrofama ili nestankom struje, služi kao rezervno napajanje za hitne slučajeve kako bi se snabdijevala važna oprema i osigurao normalan rad važnih objekata kao što su bolnice i škole u vremenima krize.
Izgradnja pametnog grada: U razvoju pametnih gradova optimizirajte distribuciju električne energije i ublažite pritisak uzrokovan vršnom potrošnjom energije. Kombinovanje upotrebe obnovljive energije za poboljšanje efikasnosti resursa i promovisanje održivog razvoja.
Poljoprivreda i sistemi staklenika: Osigurati stabilnu električnu energiju za staklenike kako bi se osigurao zdrav rast usjeva. Kombinacija sa sistemima za proizvodnju solarne energije za smanjenje troškova energije u poljoprivrednoj proizvodnji i povećanje ekonomske koristi.
2. Prednosti:
Probijanje ograničenja vremenskih promjena: Može pretvoriti naizmjeničnu struju u jednosmjernu i pohraniti je u bateriju. Nakon nestanka struje, može pretvoriti jednosmjernu struju u bateriji u naizmjeničnu struju koju korisnici mogu koristiti, smanjujući utjecaj vremenskih uvjeta na stabilnost proizvodnje energije.
Imaju veću električnu efikasnost: U poređenju sa fotonaponskim inverterima povezanim na mrežu, ima veću električnu efikasnost, pružajući korisnicima stabilniju i trajniju električnu energiju, izbjegavajući neugodnosti i probleme uzrokovane sistemom napajanjam kvarova.
Ima visoku stabilnost: U slučaju kvara sistema električne mreže, može direktno pretvoriti uskladištenu jednosmjernu snagu u AC za korištenje u sistemu električne mreže, uz manji utjecaj vanjskih faktora i smanjenje troškova električne energije.