U distribuiranim fotonaponskim sistemima za proizvodnju električne energije često se mogu vidjeti različiti izrazi kao što su priključeni na mrežu, van mreže i mikromreža. Koje su njihove karakteristike? Koje su razlike? U stvari, oni predstavljaju nekoliko sistema za proizvodnju električne energije koji se odnose na distribuiranu fotonaponsku proizvodnju energije. U ovom članku ne samo da predstavljamo glavne karakteristike sistema za proizvodnju električne energije povezanih sa mrežom, sistema za proizvodnju električne energije povezanih sa mrežom, sistema za proizvodnju električne energije van mreže za skladištenje energije i mikromreža, već ih takođe upoređujemo u smislu njihove povezanosti sa električnom mrežom, energijom. Zahtjevi opreme za skladištenje, scenariji primjene i drugi aspekti u tabeli za laku referencu.
Sistem za proizvodnju električne energije povezan na mrežu
Fotonaponski sistem povezan na mrežu odnosi se na fotonaponski sistem direktno povezan na javnu elektroenergetsku mrežu. Osnovne komponente ovog sistema uključuju fotonaponske module, pretvarače povezane na mrežu, dvosmjerna brojila i samu električnu mrežu. Funkcija pretvarača spojenih na mrežu je pretvaranje istosmjerne struje koju generiraju fotonaponski moduli u naizmjeničnu struju, koja se zatim napaja lokalnim opterećenjima. Višak električne energije se vraća u mrežu putem dvosmjernih brojila.
Sistem za proizvodnju električne energije povezan s mrežom oslanja se na vanjsku električnu mrežu i usvaja način rada "spontane vlastite upotrebe, priključka na viškove električne energije" ili "potpune mreže". U slučaju nestanka struje, sistem ne radi kako bi spriječio povratni tok električne energije u mrežu, što bi moglo predstavljati opasnost po sigurnost.
Sistem proizvodnje električne energije van mreže
Sistemi za proizvodnju električne energije van mreže rade nezavisno od električne mreže i nisu povezani na nju. Sastoji se od fotonaponskih modula, off grid invertera, baterija i opterećenja. Ovaj sistem je potpuno nezavisan i ne oslanja se na napajanje iz mreže, pogodan za udaljena područja bez pokrivenosti mrežom ili područja sa čestim nestancima struje. Sistemi van mreže moraju biti opremljeni uređajima za skladištenje energije, obično baterijama, za upotrebu noću ili u uslovima slabog osvetljenja.
Sistemi za proizvodnju električne energije van mreže ne oslanjaju se na električnu mrežu, oslanjajući se na radni režim "čuvanje tokom upotrebe" ili "čuvanje pre upotrebe", i na njih ne utiču nestanci struje. Ovaj sistem ima vrhunsku fleksibilnost i upravljivost, te mora biti opremljen uređajima za skladištenje energije kao što su baterije za skladištenje električne energije proizvedene tokom dana za korištenje noću ili u nedostatku svjetla.
Hibridni sistem skladištenja i proizvodnje energije
Hibridni sistemi za skladištenje energije široko se koriste na mjestima gdje su česti nestanci struje ili gdje fotonaponska samostalna upotreba ne može proizvesti višak električne energije za priključenje na mrežu, gdje su cijene električne energije za samostalnu upotrebu mnogo veće od cijena priključenja na mrežu i gdje su vršne cijene električne energije mnogo više od dolinskih cijena električne energije.
Sistem se sastoji od fotonaponskih modula, solarnih hibridnih integrisanih mašina, baterija, opterećenja, itd. Fotonaponski niz pretvara solarnu energiju u električnu energiju pod osvjetljenjem, te napaja opterećenje i puni bateriju preko solarno kontrolirane inverterske integrirane mašine; Kada nema svjetla, baterija opskrbljuje energijom integriranu mašinu sa inverterom kontroliranom solarnom energijom, a zatim napaja AC opterećenje.
U poređenju sa sistemima za proizvodnju električne energije povezanim sa mrežom, ovaj sistem dodaje kontroler punjenja i pražnjenja i bateriju. U slučaju nestanka struje, fotonaponski sistem može nastaviti da radi, a inverter se može prebaciti u režim isključene mreže kako bi opskrbio opterećenje.
Microgrid
Mikromreža je distributivna mreža koja se sastoji od distribuiranih izvora energije (kao što su fotonaponska energija i energija vjetra), opterećenja, sistema za skladištenje energije i kontrolnih uređaja. U poređenju sa širokom integracijom proizvodnje, prenosa, distribucije i korišćenja električne energije u velikoj električnoj mreži, mikromreže uglavnom ostvaruju potrošnju distribuirane obnovljive energije na licu mesta i razmenu energije sa velikom električnom mrežom.
Mikromreže mogu raditi kao nezavisne električne mreže ili biti povezane na glavnu električnu mrežu radi razmjene električne energije. Mikromrežni sistemi imaju karakteristike fleksibilnosti i efikasnosti, koje mogu promovirati integraciju distribuiranih izvora energije i obnovljive energije velikih razmjera.
U mikromrežama, kolaborativna kontrola između glavne mreže, distribuiranih izvora energije i sistema za skladištenje energije postiže se kroz sisteme upravljanja energijom kako bi se izgladile fluktuacije u distribuiranoj energiji.
Tabela poređenja različitih sistema
| Stavke za poređenje | Sistem za proizvodnju električne energije povezan na mrežu | Sistem proizvodnje električne energije van mreže | Hibridni sistem skladištenja i proizvodnje energije | Microgrid sistem |
| Odnos veze sa električnom mrežom | Direktno povezivanje na javnu elektroenergetsku mrežu može prenijeti višak električne energije u mrežu ili dobiti električnu energiju iz mreže. | Potpuno nezavisan od rada električne mreže, ne zavisi od spoljašnjeg napajanja električnom energijom, pogodan za područja bez pokrivenosti električnom mrežom. | Može se priključiti na električnu mrežu ili raditi samostalno tokom nestanka struje, sa dva načina rada: priključen na mrežu i van mreže. | Može se povezati na eksternu elektroenergetsku mrežu i raditi samostalno kada je potrebno, čime se postiže energetska samodovoljnost u regionu. |
| Potražnja za uređajima za skladištenje energije | Obično uređaji za skladištenje energije nisu potrebni jer se višak električne energije može direktno prenijeti u mrežu. | Uređaji za skladištenje energije (kao što su baterije) moraju biti opremljeni za skladištenje električne energije proizvedene tokom dana za upotrebu noću ili u nedostatku svjetla. | Uređaji za skladištenje energije takođe su potrebni za postizanje nezavisnog rada u odsustvu električne mreže. | Može uključivati uređaje za skladištenje energije za balansiranje napajanja i potražnje u regionu i poboljšanje energetske efikasnosti. |
| Scenariji aplikacija | Pogodan za stambene i poslovne objekte u urbanim i prigradskim naseljima, kao i za velike solarne elektrane. | Pogodno za udaljena područja i područja bez pokrivenosti električnom mrežom, kao što su planinska područja i ostrva. | Pogodno za područja s čestim nestancima struje ili korisnike koji žele povećati svoju energetsku samoodrživost. | Pogodan za mala područja kao što su industrijski parkovi i univerzitetski kampusi, može postići samoupravljanje i optimizaciju energije. |
| Složenost i cijena sistema | Struktura je relativno jednostavna i niska cijena jer nije potrebna oprema za skladištenje energije. | Struktura je složena i visoka cijena, zahtijeva opremu za skladištenje energije i nezavisne sisteme upravljanja. | Struktura je složena i troškovi su visoki, zahtijevaju pretvarače i uređaje za skladištenje energije koji rade iu načinu rada spojenog na mrežu i van mreže. | Struktura je najsloženija i najskuplja, zahtijeva integraciju više izvora energije, sistema za skladištenje energije i složenih sistema za upravljanje energijom. |
| Stabilnost i pouzdanost napajanja | Napajanje zavisi od stabilnosti električne mreže, a sistem će prestati da radi i tokom nestanka struje. | Napajanje je potpuno nezavisno i na njega ne utiče električna mreža, ali je ograničeno vremenskim prilikama i kapacitetom skladištenja energije. | Kombinujući prednosti mrežnog povezivanja i van mreže, može nastaviti da snabdeva strujom tokom nestanka struje, poboljšavajući stabilnost i pouzdanost napajanja | Može postići ravnotežu između snabdijevanja električnom energijom i potražnje unutar regije, poboljšavajući stabilnost i pouzdanost napajanja. |
Kroz ovu tabelu možemo vizuelno sagledati razlike u odnosu povezivanja sa mrežom, zahteve opreme za skladištenje energije, scenarije primene, složenost i cenu sistema, kao i stabilnost i pouzdanost napajanja za svaki fotonaponski sistem za proizvodnju električne energije. Ovo nam pomaže da odaberemo odgovarajući tip sistema na osnovu specifičnih zahtjeva i uslova aplikacije.