Како батерије за складиштење енергије, инвертори и соларни панели раде заједно?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Општа структура система и принципи поделе компоненти

 

Три основне компоненте читавог система су: фотонапонски модули (соларни панели),литијумске батерије за складиштење енергије, и двосмерни претварачи за складиштење енергије (ПЦС). Пратећи додаци укључују: кутије за комбиновање једносмерне струје, прекидаче, бројила електричне енергије, разводне ормаре, мрежне интерфејсе и оптерећења у домаћинству.

 

1. Основни принципи рада сваке компоненте

 

(1) Соларни фотонапонски панели (електричне јединице)

 

Панели се састоје од великог броја фотонапонских ћелија повезаних серијски/паралелно, на основу фотонапонског ефекта: фотони сунчеве светлости ударају у силицијумске полупроводнике, побуђујући електроне да формирају усмерену једносмерну струју;

 

● Излазне карактеристике: Чиста ДЦ снага; напон значајно варира са интензитетом светлости и температуром; висок напон у подне, низак напон рано ујутро/увече и у облачним данима;

 

● Не може се директно повезати на кућне апарате (напајање наизменичном струјом од 220В у домаћинству), не може се директно повезати на батерије (неподударање напона и недостатак заштите од пуњења ће изазвати испупчење и оштећење);

 

● Вишеструке плоче повезане у серију повећавају укупан ДЦ напон, а повезане паралелно повећавају укупну струју пуњења.

 

(2) Батерија за складиштење енергије (јединица за складиштење енергије, главни литијум гвожђе фосфат)

 

Интерно се састоји од ћелија → модула →батерије + БМС (систем за управљање батеријама):

 

1) Основне функције БМС-а: балансирање напона ћелије, прекомерно пуњење/преко-пражњење/надструја/заштита од високе температуре и-извештавање о преосталом СОЦ-у у реалном времену;

 

2) Облик енергије: може само да складишти и испушта једносмерну снагу;

 

3) Пуњење: Ниско-нестабилно фотонапонско напајање једносмерном струјом може се безбедно пунити само након што га стабилизује инвертер;

 

4) Пражњење: даје стабилну једносмерну струју на инвертер за инверзију и повећање напона.

 

(3) Двосмерни инвертер за складиштење енергије ПЦС (Контролно језгро система)

 

Обични фотонапонски претварачи само претварају једносмерну струју у наизменичну; ПЦС за складиштење енергије је двосмерни претварач снаге са два кола:

 

1) Инвертерски канал (ДЦ→АЦ): Фотонапон/батерија ДЦ → појачање, филтер → стандардно 220В/380В синусоидно АЦ напајање за напајање кућних апарата;

 

2) Канал исправљача (АЦ→ДЦ): Мрежно напајање наизменичном струјом → степенасто-исправљање наниже → стабилно једносмерно напајање за пуњење батерије (искључено-складиштење вршне електричне енергије);

 

3) Уграђен-главни контролни чип:-прибављање фотонапонске енергије у реалном времену, СОЦ батерије, снаге оптерећења домаћинства и напона мреже; аутоматска алокација снаге на нивоу милисекунди-и пребацивање режима рада.

 

Поређење основних параметара и функција три основне компоненте:

 

Компоненте	Енерги Типе	Основне функције	Кључни параметри	Оперативна ограничења
Соларни фотонапонски панели	Излази само ДЦ	Сунчева енергија се претвара у електричну енергију; ово је једини извор производње енергије у систему.	Вршна снага, напон-отвореног кола, кратко-струја, ефикасност конверзије	Без светлости се не производи електрична енергија; излазни напон варира са светлошћу и температуром.
Батерија за складиштење енергије	Складиштење/излаз једносмерне струје	Чувајте вишак електричне енергије за напајање током периода мрака.	Капацитет кВх, називни напон, СОЦ интервал пуњења и пражњења, животни век	Претерано пуњење и{0}}пражњење су забрањени; Дозвољено је само ДЦ пуњење и пражњење.
Двосмерни инвертер за складиштење енергије ПЦС	АЦ/ДЦ двосмерни претварач	Дистрибуција струје, регулација напона, контрола пуњења и пражњења, заштита прикључка на мрежу	Називна АЦ/ДЦ снага, ефикасност двосмерне конверзије, заштита од острва, МППТ праћење	Централно чвориште за координисану контролу фотонапонских уређаја, батерија и електричне мреже

 

 

 

 

 

Комплетан проток струје под 4 радна услова

 

Услов 1: Сунчан дан са довољно сунчеве светлости, фотонапонска производња енергије > Потрошња електричне енергије у домаћинству

 

1. Соларни панели генеришу флуктуирајућу једносмерну снагу → прикупљени у ДЦ комбинатору → ДЦ улазни терминал ПЦС-а;

 

2. ПЦС први корак: претвара део једносмерне струје у наизменичну струју, дајући приоритет снабдевању свим кућним апаратима;

 

3. Преостали вишак једносмерне струје, након што га ПЦС регулише и -ограничи струју, улази у пуњење батерије за складиштење енергије. БМС прати струју и напон пуњења у реалном времену;

 

4. Када се батерија потпуно напуни (СОЦ 100%), ПЦС аутоматски искључује коло за пуњење, а вишак енергије се враћа у националну мрежу за продају.

 

 

Услов 2: Умерена сунчева светлост, фотонапонска производња енергије једнака је оптерећењу домаћинства

 

Сва једносмерна струја из фотонапонског система се претвара у наизменичну струју за употребу у апаратима. Батерија остаје неактивна, нити се пуни нити празни, без интеракције са мрежом.

 

 

Радни услови 3: ноћ/облачно/кишни дан, нема соларне енергије

 

1. Соларна енергија нема ДЦ излаз; ПЦС детектује недостатак струје.

 

2. Команда за пражњење се шаље у БМС батерије; батерија даје стабилну једносмерну струју за ПЦС.

 

3. ПЦС врши инверзију, испоручујући наизменичну струју на оптерећење домаћинства.

 

4. Када напуњеност батерије падне на доњу границу (СОЦ 20%), ПЦС зауставља пражњење батерије и аутоматски прелази на напајање из мреже.

 

 

Радни услов 4: Искључено-Складиштење вршне енергије (ниске цене електричне енергије ноћу) + резервна копија нестанка струје

 

1. Ноћу, без сунчеве светлости, ПЦС црпи наизменичну струју из мреже, исправља је у стабилну једносмерну струју за пуњење батерије.

 

2. Изненадни нестанак електричне енергије: ПЦС покреће заштиту од острва, искључујући се из мреже. Само соларна енергија (са сунчевом светлошћу) и батерија раде независно, спречавајући обрнути пренос енергије који би могао да нашкоди особљу за одржавање мреже.

 

3. Након што се мрежа врати, систем се аутоматски синхронизује и поново повезује на мрежу, настављајући нормалан рад.

 

 

Логичка табела дистрибуције енергије за четири радна услова:

 

Кључне допунске основне технологије

 

1. Праћење тачке максималне снаге (МППТ) (интегрисано у ПЦС): фотонапонски напон јако варира. МППТ прилагођава импедансу у реалном времену, осигуравајући да фотонапонски панели увек дају максималну снагу под тренутном сунчевом светлошћу, повећавајући производњу енергије за 15%-30%.

 

2. БМС и ПЦС комуникација и повезивање: БМС батерије преноси податке о напону, температури и СОЦ претварачу у реалном времену. Инвертер прилагођава снагу пуњења/пражњења на основу статуса батерије како би спречио оштећење ћелије.

 

3. Губитак конверзије Објашњење: Фотонапонски губитак при пуњењу ДЦ у АЦ је приближно 3%-6%; Губитак при пуњењу наизменичне струје на батерију је 4%-7%. Висококвалитетни ПЦС у индустрији постиже свеобухватну ефикасност конверзије већу или једнаку 96%.

 

 

Поређење компоненти у мрежи{0}}повезаних за складиштење енергије у односу на системе за складиштење енергије ван мреже{2}}:

 

Ставке за поређење	Мрежни{0}}систем за складиштење енергије повезан са мрежом (маинстреам за кућну употребу)	Систем за складиштење енергије ван{0}}мреже (области без електричне мреже)
Инвертер	Двосмерна мрежа-повезан ПЦС са синхроном мрежом{1}}функција повезивања	Офф{0}}инвертер за складиштење енергије у мрежи, без модула{1}}повезаног са мрежом
Захтеви за капацитет батерије	Мало је мали; ако нема струје, можете да пређете на напајање наизменичном струјом.	Батерије великог{0}}капацитета морају да буду усклађене са целодневном потрошњом енергије-.
Обрада вишка снаге	Електрична енергија се преноси у електроенергетску мрежу и продаје.	Опремање отпорником за пражњење троши вишак енергије.
Могућност нестанка струје	Режим острва краткорочно{0}}независно напајање	Цео процес се ослања на фотонапон и батерије за самоодрживост.
трошак	Средње{0}}снаге, погодан за градске кориснике са електричним мрежама.	Велика надморска висина, погодна за употребу у удаљеним планинским и пасторалним подручјима

 

 

 

Поједностављени резиме (за лакше разумевање и памћење)

 

1. Фотонапонски панели су одговорни за "генерисање електричне енергије", производећи само нестабилну једносмерну струју (ДЦ).

 

2. Батерије за складиштење енергије су одговорне за "чување електричне енергије", складиштење само једносмерне струје, решавајући проблем негенерисања струје ноћу.

 

3. Инвертер за складиштење енергије (ПЦС) је „менаџер диспечера“, који довршава двосмерну конверзију наизменичне/ДЦ и аутоматски дистрибуира снагу са фотонапонских панела, батерија и мреже. Цео систем не може нормално и стабилно да ради без било које од ових компоненти.