Fotoelektrisko uzglabāšanas sistēmu veidi

Fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas ārpus tīkla
Fotoelementu (PV) elektroenerģijas ražošanas sistēmas, kas tiek ražotas ārpus tīkla, darbojas neatkarīgi no elektrotīkla un tiek izmantotas attālos kalnu apgabalos, apgabalos bez elektrības, salās, sakaru bāzes stacijās un ielu apgaismojumā. Sistēma sastāv no fotoelementu bloka, saules kontrollera, invertora, akumulatoru bankas un slodzēm. Kad ir saules gaisma, fotoelementu bloks pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā, ko pēc tam izmanto, lai darbinātu slodzes un uzlādētu akumulatora banku, izmantojot saules enerģiju vadāmu invertoru. Ja nav saules gaismas, akumulatoru banka nodrošina maiņstrāvas slodzes caur invertoru.

Ārpus tīkla PV elektroenerģijas ražošanas sistēmas ir īpaši paredzētas apgabaliem bez elektrotīkla vai apgabaliem, kuros var rasties strāvas padeves pārtraukumi. Tie apmierina stingru pieprasījumu, paļaujoties uz darbības režīmu "uzglabāšana pēc lietošanas" vai "uzglabāšana pirms lietošanas", nodrošinot tik ļoti nepieciešamo jaudu. Mājsaimniecībām apgabalos, kuros nav elektrotīkla vai kuriem ir tendence uz elektroenerģijas padeves pārtraukumiem, ārpustīkla sistēmas ir ļoti praktiskas. Maksa par kilovatstundu ārpus tīkla PV elektroenerģijai ir aptuveni 1,0–1,5 juaņas, kas ir ievērojami augstākas nekā ar tīklu pieslēgtām sistēmām, taču ir ekonomiskākas un videi draudzīgākas nekā 1,5–2,0 juaņas uz kilovatstundu ar degvielu darbināmam ģeneratoram.

Enerģijas uzglabāšanas sistēmas ārpus tīkla

Ārpus tīkla fotoelektriskās (PV) elektroenerģijas ražošanas sistēmas tiek plaši izmantotas lietojumos ar biežiem strāvas padeves pārtraukumiem, kur PV elektroenerģijas ražošana ir paredzēta pašpatēriņam bez jaudas pārpalikuma, kas jāievada tīklā, kur pašpatēriņa elektroenerģijas cenas ir ievērojami augstākas par tīkla pieslēguma cenām un kur maksimālās elektroenerģijas cenas ir ievērojami augstākas par ārpus maksimālās slodzes cenām.

Sistēma sastāv no PV bloka, kas sastāv no saules bateriju moduļiem, integrēta saules enerģijas invertora/pārveidotāja, akumulatoru bankas un slodzēm. Kad ir saules gaisma, PV bloks pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā, ko pēc tam izmanto, lai darbinātu slodzes un uzlādētu akumulatora banku, izmantojot saules enerģijas invertoru/pārveidotāju. Ja nav saules gaismas, akumulatora banka darbina saules enerģijas invertoru/pārveidotāju, kas pēc tam piegādā strāvu maiņstrāvas slodzēm.

Salīdzinot ar tīklam pieslēgtām elektroenerģijas ražošanas sistēmām, ārpus tīkla esošās sistēmas pievieno uzlādes/izlādes kontrolieri un akumulatorus, palielinot sistēmas izmaksas par aptuveni 30%, bet piedāvājot plašāku lietojumu klāstu. Pirmkārt, to var iestatīt uz nominālo jaudu elektroenerģijas maksimālās cenas laikā, samazinot elektroenerģijas izmaksas. Otrkārt, tas var uzlādēt ārpus sastrēguma stundās un izlādēties pīķa stundās, gūstot labumu no pīķa un ielejas cenu starpības. Treškārt, kad tīklam rodas strāvas padeves pārtraukums, fotoelektriskā sistēma turpina darboties kā rezerves enerģijas avots; invertors var pārslēgties uz off-grid režīmu, un fotogalvaniskā sistēma un baterijas var piegādāt slodzei strāvu caur invertoru.

Ar tīklu savienota fotoelektriskās enerģijas uzglabāšanas sistēma

Tīklam pieslēgta fotoelementu elektroenerģijas ražošanas sistēma var uzglabāt lieko saražoto elektroenerģiju, palielinot pašpatēriņa attiecību. Tas ir piemērojams situācijās, kad pašpatēriņš nevar segt pieslēguma pārpalikumu elektrotīklam, kur pašpatēriņa elektroenerģijas cenas ir daudz augstākas nekā tīkla pieslēguma cenas un pīķa elektroenerģijas cenas ir daudz augstākas nekā ārpus maksimālās slodzes cenas. Sistēma sastāv no fotoelementu bloka, kas sastāv no saules bateriju moduļiem, saules kontrollera, akumulatoru bankām, tīklam pieslēgta invertora, strāvas noteikšanas ierīces un slodzes. Ja saules enerģija ir mazāka par slodzes jaudu, sistēmu darbina gan saules enerģija, gan tīkls. Kad saules enerģija pārsniedz slodzes jaudu, daļa saules enerģijas piegādā strāvu slodzei, bet pārējā daļa tiek uzglabāta caur kontrolieri.

Dažās valstīs un reģionos, kur iepriekš tika uzstādīta fotoelementu (PV) sistēma, bet subsīdijas vēlāk tika pakāpeniski pārtrauktas, var uzstādīt ar tīklu savienotu enerģijas uzglabāšanas sistēmu, lai nodrošinātu pilnīgu PV enerģijas pašpatēriņu. Tīklam pieslēgtas enerģijas uzkrāšanas ierīces ir savietojamas ar dažādu ražotāju invertoriem, kas neprasa nekādas izmaiņas esošajā sistēmā. Kad strāvas sensors konstatē strāvu, kas ieplūst tīklā, tīklam pieslēgtā enerģijas uzkrāšanas ierīce sāk darboties, uzglabājot lieko enerģiju akumulatorā. Ja akumulators ir pilnībā uzlādēts, tas var ieslēgt arī elektrisko ūdens sildītāju. Naktīs, kad palielinās mājsaimniecības slodze, akumulatoru var vadīt, lai ar invertoru piegādātu strāvu slodzei.

Microgrid enerģijas uzglabāšanas sistēma: mikrotīkla sistēma sastāv no saules enerģijas bloka, ar tīklu savienota invertora, PCS divvirzienu pārveidotāja, viedā pārsūtīšanas slēdža, akumulatora bankas, ģeneratora un slodzēm. Kad ir saules gaisma, PV bloks pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā, ko pēc tam izmanto, lai darbinātu slodzes, izmantojot invertoru, un vienlaikus uzlādētu akumulatora banku, izmantojot PCS divvirzienu pārveidotāju. Ja nav saules gaismas, akumulators nodrošina strāvu slodzēm, izmantojot PCS divvirzienu pārveidotāju.

Mikrotīkli var pilnībā un efektīvi izmantot sadalītās tīrās enerģijas potenciālu, samazinot trūkumus, piemēram, mazu jaudu, nestabilu elektroenerģijas ražošanu un neatkarīgas barošanas avota zemu uzticamību, nodrošinot drošu elektrotīkla darbību un kalpojot kā izdevīgs papildinājums galvenajam elektrotīklam. Mikrotīkli var veicināt tradicionālo nozaru modernizāciju un pārveidi, kam ir nozīmīga loma gan no ekonomikas, gan no vides viedokļa. Eksperti saka, ka mikrotīkli ir elastīgi pielietojumā, sākot no kilovatiem līdz desmitiem megavatu, un tos var izstrādāt visam, sākot no lielām rūpnīcām un raktuvēm, slimnīcām un skolām līdz mazām ēkām.