1. Penyimpanan tenaga dan fotovoltaik adalah dua industri
Hubungan antara mereka adalah bahawasistem fotovoltaikmenukarkan tenaga suria kepada tenaga elektrik, dansistem simpanan tenagamenyimpan tenaga elektrik yang dihasilkan oleh peralatan fotovoltaik. Apabila bahagian tenaga elektrik ini diperlukan, ia kemudiannya diterbalikkan kepada kuasa AC melalui penukar simpanan tenaga untuk digunakan oleh beban atau grid.
2. Penjelasan istilah utama
Menurut penjelasan Google, dalam beberapa situasi dalam kehidupan seharian, adalah perlu untuk menukar kuasa AC kepada kuasa DC, yang dipanggillitar pembetulan. Dalam situasi lain, adalah perlu untuk menukar kuasa DC kepada kuasa AC, yang sepadan dengan proses pembetulan terbalik dan ditakrifkan sebagailitar penyongsang. Di bawah keadaan tertentu, satu set litar thyristor boleh digunakan sebagai kedua-dua litar penerus dan litar penyongsang. Peranti ini dipanggil apenukar, yang termasuk penerus, penyongsang, penukar AC dan penukar DC.
Mari kita fahami sekali lagi:
Nama Inggeris untuk penukar ialah 'inverter', yang umumnya dilaksanakan sebagai komponen elektronik kuasa untuk memindahkan kuasa. Ia boleh dibahagikan kepada jenis berikut berdasarkan jenis voltan sebelum dan selepas penukaran:
Penukar DC/DC, kedua-dua hadapan dan belakang adalah DC, dengan voltan yang berbeza, berfungsi sebagai aPengubah DC
Penukar AC/DC, penukaran AC ke DC,penerusfungsi
Penukar DC/AC, penukar DC ke AC, fungsipenyongsang
Penyongsang AC/AC, dengan frekuensi hadapan dan belakang yang berbeza, fungsipenyongsang
Sebagai tambahan kepada litar utama (litar penerus, litar penyongsang, litar penukaran AC dan litar penukaran DC), penyongsang juga memerlukan litar pencetus (atau litar pemacu) untuk mengawal hidup/mati elemen pensuisan kuasa dan litar kawalan untuk mengawal dan mengawal tenaga elektrik.
Nama yangpenukar simpanan tenagaialah Sistem Penukaran Kuasa, disingkatkan sebagai PCS, yang mengawal proses pengecasan dan nyahcas bateri, menukar elektrik AC dan DC, dan terdiri daripada penukar dwiarah DC/AC, unit kawalan, dsb.
3. Pengelasan Konvensional PCS
Ia boleh dibahagikan kepada dua industri berbeza: fotovoltaik dan penyimpanan tenaga, kerana fungsi yang sepadan mempunyai perbezaan penting:
Dalam industri fotovoltaik, terdapatberpusat, rentetan, dan penyongsang mikro
Penyongsang - DC ke AC: Fungsi utama adalah untuk menyongsangkan elektrik DC yang ditukar daripada tenaga suria kepada elektrik AC melalui peralatan fotovoltaik, yang boleh digunakan oleh beban atau disepadukan ke dalam grid kuasa atau disimpan.
Berpusat: Berkenaan dengan stesen janakuasa tanah yang besar, fotovoltaik industri dan komersial teragih, dengan kuasa keluaran am lebih besar daripada 250KW
Jenis rentetan: terpakai untuk stesen janakuasa tanah yang besar, fotovoltaik industri dan komersial teragih (biasanya dengan kuasa output kurang daripada 250KW, tiga fasa), dan fotovoltaik isi rumah (biasanya dengan kuasa output kurang daripada atau sama dengan 10KW, fasa tunggal)
Mikro terbalik: terpakai kepada fotovoltaik teragih (biasanya kuasa keluaran kurang daripada atau sama dengan 5KW, tiga fasa), fotovoltaik isi rumah (biasanya kuasa keluaran kurang daripada atau sama dengan 2KW, fasa tunggal)
Terdapat tiga jenis sistem penyimpanan tenaga:storan besar, storan industri dan komersial, dan storan isi rumah. Ia juga boleh dibahagikan kepada penyongsang penyimpanan tenaga (penyongsang penyimpanan tenaga tradisional, hibrid) dan mesin bersepadu
Penukaran AC-DC penukar: Fungsi utama adalah untuk mengawal pengecasan dan nyahcas bateri. Elektrik DC yang dihasilkan oleh penjanaan kuasa fotovoltaik ditukar kepada elektrik AC melalui penyongsang. Pada masa ini, sebahagian daripada tenaga elektrik perlu disimpan dalam bateri, dan elektrik AC perlu ditukar kepada elektrik DC melalui penukar simpanan tenaga untuk mengecas. Apabila bahagian tenaga elektrik ini diperlukan, elektrik DC dalam bateri perlu ditukar kepada elektrik AC (biasanya 220V, 50HZ) melalui penukar storan tenaga untuk kegunaan beban atau sambungan grid. Ini adalah proses pelepasan.
Penyimpanan tenaga berskala besar: stesen janakuasa tanah, stesen janakuasa simpanan tenaga bebas, secara amnya dengan kuasa keluaran lebih daripada 250KW
Penyimpanan industri dan komersial: Secara amnya, kuasa keluaran adalah kurang daripada atau sama dengan 250KW
Penyimpanan tenaga isi rumah: secara amnya kuasa keluaran kurang daripada atau sama dengan 10KW
Penyongsang penyimpanan tenaga tradisional: terutamanya menggunakan skema gandingan AC, dengan senario aplikasi tertumpu terutamanya pada storan tenaga yang besar
Hibrid: terutamanya mengguna pakai skim gandingan DC, dan senario aplikasinya adalah terutamanya penyimpanan isi rumah
Mesin bersepadu: penyongsang storan tenaga+pek bateri, terutamanya dihasilkan oleh Tesla dan Ephase
Senario aplikasi dan kelebihan penyongsang penyimpanan tenaga
1. Senario aplikasi:
Pencukuran puncak grid kuasa: menyimpan tenaga elektrik apabila beban rendah dan melepaskannya apabila beban tinggi, melicinkan perbezaan lembah puncak grid kuasa, dan meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan grid kuasa. Contohnya, semasa tempoh penggunaan elektrik yang rendah, penyongsang storan tenaga membetulkan kuasa AC dalam grid kepada kuasa DC dan menyimpannya dalam pek bateri; Semasa tempoh penggunaan tenaga elektrik puncak, arus terus dalam pek bateri diterbalikkan kepada arus ulang alik dan dihantar semula ke grid kuasa.
Mikrogrid: Dalam microgrid bebas, ia berfungsi sebagai sumber kuasa utama atau tambahan, menyediakan bekalan kuasa yang boleh dipercayai. Apabila grid kuasa tempatan diputuskan sambungan daripada grid kuasa utama, sistem storan tenaga mesti bertindak sebagai sumber kuasa rangkaian, memberikan kawalan voltan dan frekuensi kepada grid kuasa tempatan.
Bekalan kuasa kawasan terpencil: Oleh kerana mudah alih dan fleksibiliti, ia boleh digunakan untuk menyediakan bekalan kuasa ke kawasan terpencil. Di sesetengah kawasan pergunungan terpencil atau pulau-pulau kecil, penyongsang penyimpanan tenaga disambungkan ke grid kuasa tempatan untuk melancarkan turun naik kuasa yang disebabkan oleh sumber dan beban kuasa berubah-ubah, dan menstabilkan grid kuasa.
Bekalan kuasa kecemasan: Dalam situasi kecemasan, segera sediakan kuasa kecemasan untuk memastikan operasi normal importkemudahan semut.
2. Kelebihan:
Ketumpatan tenaga tinggi: Lebih banyak tenaga disimpan setiap unit isipadu, yang boleh menggunakan ruang dengan berkesan.
Jangka hayat yang panjang: Ciri-ciri tindak balas kimia menjadikannya mempunyai jangka hayat yang lebih lama dan boleh dicas dan dinyahcas beberapa kali. Menurut statistik, hayat perkhidmatan penyongsang storan tenaga boleh mencapai beberapa tahun atau lebih lama lagi.
Kecekapan tinggi: Kecekapan penukaran tenaga agak tinggi, mencapai lebih 85%, mengurangkan pembaziran tenaga.
Kos penyelenggaraan yang rendah: Sistem ini agak mudah dan mempunyai kos penyelenggaraan yang rendah.
Respon cepat: mampu bertindak balas dengan cepat kepada turun naik grid kuasa dan perubahan beban, meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan grid kuasa.
Senario aplikasi dan kelebihan penyongsang fotovoltaik
1. Senario aplikasi:
Penjanaan kuasa fotovoltaik teragih isi rumah: dengan kapasiti kecil, secara amnya terdiri daripada beberapa kilowatt hingga berpuluh-puluh kilowatt, ia boleh disepadukan terus ke dalam grid kuasa isi rumah untuk digunakan, dan baki elektrik boleh dijual kepada grid.
Sektor perindustrian dan komersial: Kilang besar, bangunan komersial dan tempat berskala besar lain boleh mengurangkan kos elektrik perusahaan dan mengurangkan pelepasan karbon dengan berkesan.
Kawasan luar bandar dan terpencil: Penyongsang fotovoltaik luar grid digunakan bersama-sama dengan sistem penyimpanan tenaga untuk menyediakan bekalan kuasa yang stabil.
Aplikasi dalam persekitaran khas: seperti platform kuasa angin luar pesisir dan stesen penyelidikan di kawasan padang pasir, memerlukan kebolehpercayaan yang lebih tinggi dan keupayaan untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran yang melampau.
2. Kelebihan:
Teknologi pengesanan titik kuasa maksimum: Ia boleh melaraskan titik operasi secara automatik berdasarkan perubahan dalam keamatan cahaya dan suhu, memastikan panel fotovoltaik sentiasa beroperasi berhampiran titik kuasa maksimumnya dan meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa.
Pengoptimuman kecekapan: Pilih komponen elektronik kuasa berprestasi tinggi seperti IGBT, MOSFET, dsb., dan optimumkan algoritma kawalan untuk mengurangkan kehilangan tenaga dan meningkatkan kecekapan penukaran.
Keselamatan dan kebolehpercayaan: Reka litar perlindungan beban lampau, pasang penangkap kilat dan peranti pelindung lain untuk memastikan operasi peralatan yang selamat di bawah keadaan cuaca buruk. Pada masa yang sama, menggunakan teknologi IoT untuk mencapai pengumpulan dan pemantauan data jauh, amaran kerosakan melalui analisis data, dan mengurangkan kos penyelenggaraan.
Senario aplikasi dan kelebihan PCS
1. Senario aplikasi:
Stesen janakuasa simpanan tenaga: Kuasa biasanya lebih besar daripada 10MW, dan topologi bertingkat bertingkat dipilih. Reka bentuk modul IGBT diterima pakai, dan secara amnya penukar N AC dipasang di dalam bekas untuk menyokong operasi selari berbilang mesin. Transformer diperlukan untuk meningkatkan dan menyambung ke grid kuasa.
Jenis berpusat atau rentetan: Kuasa PCS berpusat melebihi 250KW. Pada masa ini, topologi dua peringkat biasanya digunakan, dan reka bentuk modular IGBT juga diterima pakai. Terdapat lebih sedikit peranti kuasa yang digunakan, dan kuasa mesin tunggal boleh mencapai tahap MW, yang memerlukan kebolehpercayaan sistem yang tinggi; Jenis rentetan digunakan terutamanya dalam sistem penyimpanan tenaga kecil dan sederhana.
Penggunaan industri, komersial dan isi rumah: Kuasa PCS perindustrian dan komersial biasanya di bawah 250KW. Pada masa ini, topologi tiga peringkat biasanya digunakan, digabungkan dengan fotovoltaik teragih, yang boleh mencapai penggunaan sendiri dan keuntungan daripada perbezaan harga lembah puncak grid kuasa; Kuasa PCS isi rumah adalah di bawah 10KW, digabungkan dengan fotovoltaik isi rumah, sebagai sumber kuasa kecemasan, pengurusan elektrik, dsb., dengan keperluan tinggi untuk peraturan keselamatan, bunyi bising, dsb.
2. Kelebihan:
Fungsi penyimpanan tenaga dua arah: Ia boleh melaraskan voltan, kekerapan dan kuasa dengan tepat dan cepat antara grid kuasa dan sistem storan tenaga, mencapai kuasa malar dan pengecasan dan nyahcas semasa, serta output kuasa yang lancar dan turun naik.
Berbilang mod kerja: dibahagikan kepada mod bersambung grid, mod luar grid dan mod hibrid, yang boleh ditukar mengikut keperluan yang berbeza untuk menyesuaikan diri dengan pelbagai senario aplikasi.
Kawalan pintar: dilengkapi dengan fungsi perlindungan seperti overvoltage, undervoltage, overload, overcurrent, short circuit, dan over temperature, dengan keupayaan pengesanan pulau untuk pensuisan mod, mencapai fungsi komunikasi dengan sistem kawalan peringkat tinggi dan suis tenaga, kawalan pensuisan lancar antara grid dan off grid, dsb.
Senario aplikasi dan kelebihan penyongsang penyimpanan tenaga
1. Senario aplikasi:
Sistem penjanaan tenaga suria rumah: Pengguna boleh menggunakan panel solar di atas bumbung untuk mengumpul tenaga suria, dan menukar elektrik DC yang dikumpul kepada elektrik AC melalui penyongsang storan tenaga kepada perkakas rumah kuasa. Pastikan operasi normal lampu isi rumah dan perkakas rumah asas semasa gangguan bekalan elektrik atau kegagalan grid.
Senario aplikasi luar grid: Di kawasan terpencil dan negara membangun, ditambah dengan sistem penjanaan tenaga solar atau angin, menyediakan tenaga yang boleh dipercayai untuk penduduk tempatan.
Bekalan kuasa sandaran kecemasan: Di kawasan yang kerap berlaku bencana alam atau kegagalan kuasa, ia berfungsi sebagai bekalan kuasa sandaran kecemasan untuk membekalkan kuasa kepada peralatan penting dan memastikan operasi normal kemudahan penting seperti hospital dan sekolah pada masa krisis.
Pembinaan bandar pintar: Dalam pembangunan bandar pintar, optimumkan pengagihan kuasa dan kurangkan tekanan yang disebabkan oleh penggunaan kuasa puncak. Menggabungkan penggunaan tenaga boleh diperbaharui untuk meningkatkan kecekapan sumber dan menggalakkan pembangunan mampan.
Sistem pertanian dan rumah hijau: Menyediakan tenaga elektrik yang stabil untuk rumah hijau untuk memastikan pertumbuhan tanaman yang sihat. Menggabungkan dengan sistem penjanaan kuasa solar untuk mengurangkan kos tenaga dalam pengeluaran pertanian dan meningkatkan faedah ekonomi.
2. Kelebihan:
Menembusi batasan perubahan cuaca: Ia boleh menukar arus ulang alik kepada arus terus dan menyimpannya dalam bateri. Selepas bekalan elektrik terputus, ia boleh menukar arus terus dalam bateri kepada arus ulang alik untuk digunakan oleh pengguna, mengurangkan kesan keadaan cuaca terhadap kestabilan penjanaan kuasa.
Mempunyai kecekapan elektrik yang lebih tinggi: Berbanding dengan penyongsang fotovoltaik bersambung grid, ia mempunyai kecekapan elektrik yang lebih tinggi, memberikan pengguna elektrik yang lebih stabil dan tahan lama, mengelakkan kesulitan dan masalah yang disebabkan oleh sistem kuasam kegagalan.
Mempunyai kestabilan yang tinggi: Sekiranya berlaku kegagalan sistem grid kuasa, ia boleh menukar terus kuasa DC yang disimpan kepada kuasa AC untuk digunakan dalam sistem grid kuasa, dengan kurang pengaruh daripada faktor luaran dan mengurangkan kos elektrik.