Τύποι μετατροπέων αποθήκευσης οικιακής ενέργειας
Οι μετατροπείς αποθήκευσης ενέργειας κατοικιών μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο τεχνικές διαδρομές: σύζευξη DC και σύζευξη AC. Σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης, διάφορα εξαρτήματα όπως ηλιακούς συλλέκτες και γυαλί PV, ελεγκτές, ηλιακοί μετατροπείς, μπαταρίες, φορτία (ηλεκτρικές συσκευές) και άλλο εξοπλισμό συνεργάζονται. Η σύζευξη AC ή DC αναφέρεται στον τρόπο με τον οποίο οι ηλιακοί συλλέκτες συνδέονται με τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας ή μπαταριών. Η σύνδεση μεταξύ των ηλιακών μονάδων και των μπαταριών ESS μπορεί να είναι είτε AC είτε DC. Ενώ τα περισσότερα ηλεκτρονικά κυκλώματα χρησιμοποιούν άμεσο ρεύμα (DC), οι ηλιακές μονάδες παράγουν άμεσο ρεύμα και οι ηλιακές μπαταρίες στο σπίτι αποθηκεύουν άμεσο ρεύμα, πολλές συσκευές απαιτούν εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) για λειτουργία.
Σε ένα υβριδικό σύστημα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας, το άμεσο ρεύμα που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες αποθηκεύεται στο πακέτο της μπαταρίας μέσω του ελεγκτή. Επιπλέον, το πλέγμα μπορεί επίσης να φορτίσει την μπαταρία μέσω ενός αμφίδρομου μετατροπέα DC-AC. Το σημείο σύγκλισης ενέργειας βρίσκεται στο άκρο της μπαταρίας BESS DC. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας προμηθεύει πρώτα το φορτίο (οικιακά ηλεκτρικά προϊόντα) και στη συνέχεια φορτίζει την μπαταρία μέσω του ηλιακού ελεγκτή MPPT. Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας συνδέεται με το κρατικό πλέγμα, επιτρέποντας την τροφοδοσία υπερβολικής ισχύος στο δίκτυο. Τη νύχτα, η μπαταρία απορρίπτει την τροφοδοσία της τροφοδοσίας στο φορτίο, με οποιαδήποτε έλλειμμα συμπληρώνεται από το πλέγμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι οι μπαταρίες λιθίου τροφοδοτούν μόνο την ισχύ σε φορτία εκτός δικτύου και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για φορτία που συνδέονται με το δίκτυο όταν το ηλεκτρικό δίκτυο είναι έξω. Σε περιπτώσεις όπου η ισχύς φορτίου υπερβαίνει την ισχύ της φωτοβολταϊκής ενέργειας, τόσο το σύστημα αποθήκευσης πλέγματος όσο και η ηλιακή μπαταρία μπορούν να τροφοδοτήσουν ταυτόχρονα την τροφοδοσία στο φορτίο. Η μπαταρία διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην εξισορρόπηση της ενέργειας του συστήματος λόγω της κυμαινόμενης φύσης της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας και της κατανάλωσης ενέργειας φορτίου. Επιπλέον, το σύστημα επιτρέπει στους χρήστες να καθορίζουν τους χρόνους φόρτισης και εκφόρτισης για να ανταποκριθούν στις συγκεκριμένες απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας.
Πώς λειτουργεί ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας DC συζευγμένο
Υβριδικό φωτοβολταϊκό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας
Ο ηλιακός υβριδικός μετατροπέας συνδυάζει τη λειτουργικότητα του πλέγματος για να ενισχύσει την αποτελεσματικότητα της φόρτισης. Σε αντίθεση με τους μετατροπείς στο πλέγμα, οι οποίοι αποσυνδέουν αυτόματα το σύστημα ηλιακού πάνελ κατά τη διάρκεια μιας διακοπής ρεύματος για λόγους ασφαλείας, οι υβριδικοί μετατροπείς προσφέρουν στους χρήστες τη δυνατότητα να χρησιμοποιούν την ισχύ ακόμη και κατά τη διάρκεια των διακοπών, καθώς μπορούν να λειτουργούν τόσο εκτός δικτύου όσο και να συνδεθούν με το πλέγμα. Ένα πλεονέκτημα των υβριδικών μετατροπέων είναι η απλοποιημένη παρακολούθηση ενέργειας που παρέχουν. Οι χρήστες μπορούν εύκολα να έχουν πρόσβαση σε σημαντικά δεδομένα, όπως η απόδοση και η παραγωγή ενέργειας μέσω του πίνακα μετατροπέα ή των συνδεδεμένων έξυπνων συσκευών. Σε περιπτώσεις όπου το σύστημα περιλαμβάνει δύο μετατροπείς, ο καθένας πρέπει να παρακολουθείται ξεχωριστά. Η σύζευξη DC χρησιμοποιείται σε υβριδικούς μετατροπείς για να ελαχιστοποιηθεί οι απώλειες στη μετατροπή AC-DC. Η αποδοτικότητα φόρτισης μπαταρίας με σύζευξη DC μπορεί να φτάσει περίπου 95-99%, σε σύγκριση με 90% με σύζευξη AC.
Επιπλέον, οι υβριδικοί μετατροπείς είναι οικονομικοί, συμπαγείς και εύχρηστοι. Η εγκατάσταση ενός νέου υβριδικού μετατροπέα με μπαταρίες συζευγμένες με DC μπορεί να είναι πιο οικονομικά αποδοτική από την εκσυγχρονισμένη AC-Coupled Batteries σε ένα υπάρχον σύστημα. Οι ηλιακοί ελεγκτές που χρησιμοποιούνται σε υβριδικούς μετατροπείς είναι λιγότερο δαπανηροί από τους μετατροπείς που συνδέονται με το δίκτυο, ενώ οι διακόπτες μεταφοράς είναι λιγότερο δαπανηροί από τους ηλεκτρονικούς ντουλάπες διανομής. Ο ηλιακός μετατροπέας ζεύξης DC μπορεί επίσης να ενσωματώσει τις λειτουργίες ελέγχου και μετατροπέα σε ένα μόνο μηχάνημα, με αποτέλεσμα την πρόσθετη εξοικονόμηση εξοπλισμού και έξοδα εγκατάστασης. Η αποτελεσματικότητα του κόστους του συστήματος σύζευξης DC είναι ιδιαίτερα έντονη σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μικρού και μέσου πλέγματος. Ο αρθρωτός σχεδιασμός των υβριδικών μετατροπέων επιτρέπει την εύκολη προσθήκη εξαρτημάτων και ελεγκτών, με την επιλογή να ενσωματώσουν πρόσθετα εξαρτήματα χρησιμοποιώντας έναν σχετικά φθηνό ηλιακό ελεγκτή DC. Οι υβριδικοί μετατροπείς έχουν επίσης σχεδιαστεί για να διευκολύνουν την ενσωμάτωση της αποθήκευσης ανά πάσα στιγμή, απλοποιώντας τη διαδικασία προσθήκης πακέτων μπαταριών. Το σύστημα υβριδικού μετατροπέα χαρακτηρίζεται από το συμπαγές του μέγεθος, τη χρήση των μπαταριών υψηλής τάσης και τα μειωμένα μεγέθη καλωδίων, με αποτέλεσμα χαμηλότερες συνολικές απώλειες.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-07-2023