U kontekstu današnje energetske tranzicije, fotonaponski sistemi za skladištenje energije postaju važna komponenta razvoja održive energije sa svojim jedinstvenim prednostima. Zbog jake fluktuacije i slučajnosti fotonaponske izlazne snage, nestabilnost fotonaponske snage ograničava pristup i prijenos. Da bi se riješio ovaj problem, pojavila se tehnologija za pohranu energije koja može postići funkcije kao što su brijanje vrhova, praćenje opterećenja i upravljanje kvalitetom energije. Metoda spajanja fotonaponskog skladištenja energije ključna je karika u postizanju efikasnog korištenja energije.
1. DC metoda spajanja
DC sprega je uobičajena metoda spajanja za fotonaponsko skladištenje energije. Na ovaj način, jednosmerna struja koju generiše fotonaponski sistem za proizvodnju energije direktno je povezana sa sistemom za skladištenje energije. DC električna energija koju generiraju solarni paneli može se integrirati kroz uređaje kao što su kombinacijske kutije, a dio se može direktno napajati DC opterećenja, dok se drugi dio može puniti u baterije za skladištenje energije preko DC pretvarača. Kada je potrebna električna energija, baterija za skladištenje energije oslobađa istosmjernu energiju kroz DC pretvarač, koja se zatim pretvara u AC napajanje pomoću pretvarača za korištenje AC opterećenja.
Prednost metode DC spajanja je u tome što je struktura sistema relativno jednostavna, sa manje veza za konverziju energije, što rezultira manjim gubitkom energije. Istovremeno, za neke scenarije primjene s visokim DC opterećenjem, kao što su komunikacijske bazne stanice, podatkovni centri, itd., DC spajanje može efikasnije zadovoljiti njihove potrebe za električnom energijom. Međutim, ovaj pristup također ima određena ograničenja, kao što su visoki zahtjevi za baterije za pohranu energije i potreba za dobrim performansama punjenja i pražnjenja DC.
2. Metoda komunikacijskog povezivanja
Metoda komunikacijskog spajanja je još jedna važna metoda spajanja fotonaponskog skladištenja energije. Na ovaj način, fotonaponski sistem za proizvodnju energije, odnosno sistem za skladištenje energije su povezani na mrežu naizmenične struje preko invertera. Jednosmjerna struja koju generiše fotonaponski sistem za proizvodnju energije prvo se pretvara u naizmjeničnu struju kroz inverter, a zatim se povezuje na električnu mrežu ili se koristi za opterećenja naizmjenične struje. Kada je potrebno skladištenje energije, AC snaga u mreži se pretvara u istosmjernu energiju preko pretvarača za pohranu energije kako bi se napunila baterija za pohranu energije. Tokom procesa pražnjenja, istosmjerna snaga baterije za pohranu energije pretvara se u AC napajanje preko pretvarača za pohranu energije za korištenje od strane AC opterećenja ili povratne informacije u električnu mrežu.
Na primjer, u maloj fabrici, fotonaponski sistem za skladištenje energije je instaliran pomoću AC spojnice. Tokom dana solarni paneli primaju sunčevu svjetlost kako bi generirali jednosmjernu struju, koja se preko fotonaponskih invertera pretvara u naizmjeničnu struju. Dio električne energije direktno se dovodi do AC opterećenja u fabrici, kao što su motori i oprema za osvetljenje; Drugi višak električne energije se integriše u električnu mrežu. Kada nema dovoljno svjetla ili noću, potražnju za električnom energijom tvornice obezbjeđuje električna mreža. U isto vrijeme, ako je cijena električne energije u mreži visoka u ovom trenutku, sistem za skladištenje energije može igrati ulogu. Izmjenična struja električne mreže pretvara se u jednosmjernu struju preko pretvarača za pohranu energije kako bi se napunila baterija za skladištenje energije. Kada je električna mreža neispravna ili su cijene električne energije niske, baterije za pohranu energije pretvaraju jednosmjernu električnu energiju u AC električnu energiju preko pretvarača za skladištenje energije, koju koriste tvornička opterećenja naizmjeničnom strujom, čime se postiže optimizirano korištenje energije i smanjenje troškova.
Prednost metode komunikacijskog spajanja je njegova visoka fleksibilnost i kompatibilnost, koja se može dobro integrirati sa postojećim sistemima električne mreže naizmjenične struje. Istovremeno, može se dobro prilagoditi različitim tipovima i kapacitetima fotonaponskih sistema za proizvodnju energije i sistema za skladištenje energije. Međutim, postoji mnogo veza za konverziju energije u metodi komunikacijskog spajanja, a gubitak energije je relativno velik.
3. Metoda hibridnog spajanja
Kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti DC sprege i AC sprege, dok su prevazišle njihova ograničenja, pojavile su se hibridne metode spajanja. Metoda hibridnog spajanja kombinuje karakteristike DC sprege i AC sprege, čime se može postići direktna DC sprega između fotonaponskih sistema za proizvodnju energije i sistema za skladištenje energije, kao i interakcija sa električnom mrežom putem AC sprege.
U režimu hibridnog spajanja, fotonaponski sistem za proizvodnju energije može izabrati DC ili AC izlaz u skladu sa stvarnom situacijom. Kada je potrebno napajanje DC opterećenja ili punjenje baterija za skladištenje energije, može se koristiti DC izlaz; Prilikom interakcije sa električnom mrežom ili snabdijevanja AC opterećenja, AC izlaz se može koristiti. Sistem za skladištenje energije takođe može izabrati DC ili AC metode punjenja i pražnjenja prema potrebi kako bi se postiglo fleksibilnije i efikasnije upravljanje energijom.
Postoje različite metode spajanja za fotonaponsko skladištenje energije, svaka sa svojim jedinstvenim prednostima i primjenjivim scenarijima. U praktičnim primjenama potrebno je odabrati odgovarajuće metode spajanja na osnovu specifičnih potreba i uslova kako bi se postigao efikasan rad i održivi razvoj fotonaponskih sistema za skladištenje energije.