1. Energian varastointi ja aurinkosähkö ovat kaksi toimialaa
Niiden välinen suhde on seaurinkosähköjärjestelmämuuntaa aurinkoenergian sähköenergiaksi jaenergian varastointijärjestelmävarastoi aurinkosähkölaitteiden tuottaman sähköenergian. Kun tämä osa sähköenergiasta tarvitaan, se käännetään sitten vaihtovirtaan energiaa varastoivan muuntimen kautta kuorman tai verkon käyttöön.
2. Keskeisten termien selitys
Googlen selityksen mukaan joissain tilanteissa jokapäiväisessä elämässä on välttämätöntä muuntaa vaihtovirta tasavirtalähteeksi, jota kutsutaantasasuuntauspiiri. Muissa tilanteissa on tarpeen muuntaa tasavirta vaihtovirraksi, mikä vastaa käänteistä tasasuuntausprosessia ja määritellääninvertterin piiri. Tietyissä olosuhteissa sarjaa tyristoripiirejä voidaan käyttää sekä tasasuuntaajana että vaihtosuuntaajana. Tätä laitetta kutsutaan amuunnin, joka sisältää tasasuuntaajat, invertterit, vaihtovirtamuuntimet ja tasavirtamuuntimet.
Ymmärretään taas:
Muuntimen englanninkielinen nimi on "inverter", joka on yleensä toteutettu tehoelektroniikkakomponenttina, joka siirtää tehoa. Se voidaan jakaa seuraaviin tyyppeihin jännitetyypin perusteella ennen muuntamista ja sen jälkeen:
DC/DC muunnin, sekä edessä että takana ovat tasavirtaa, eri jännitteillä, toimivat aDC muuntaja
AC/DC muunnin, AC-DC-muunnos,tasasuuntaajatoiminto
DC/AC muunnin, DC-AC-muunnin, toimintoinvertteri
AC/AC invertteri, eri etu- ja takataajuuksilla, toimintoinvertteri
Pääpiirin (tasasuuntaajapiiri, vaihtosuuntaajapiiri, AC-muunnospiiri ja DC-muunnospiiri) lisäksi invertteri vaatii myös liipaisupiirin (tai käyttöpiirin) tehonkytkentäelementtien päälle/pois ohjaamiseen ja ohjauspiirin säätelee ja ohjaa sähköenergiaa.
Nimienergian varastoinnin muunninon Power Conversion System, lyhennettynä PCS, joka ohjaa akun lataus- ja purkuprosessia, muuntaa AC- ja DC-sähkön ja koostuu DC/AC-kaksisuuntaisista muuntimista, ohjausyksiköistä jne.
3. PCS perinteinen luokitus
Se voidaan jakaa kahteen eri toimialaan: aurinkosähkö ja energian varastointi, koska niiden vastaavissa toiminnoissa on olennaisia eroja:
Aurinkosähköteollisuudessa onkeskitetyt, merkkijono- ja mikroinvertterit
Invertteri - DC-AC: Päätehtävänä on kääntää aurinkoenergiasta vaihtovirtasähköksi aurinkosähkölaitteiden avulla muunnettua tasavirtaa, jota voidaan käyttää kuormalla tai integroida sähköverkkoon tai varastoida.
Keskitetty: Soveltuu suuriin maavoimaloihin, hajautettuihin teollisiin ja kaupallisiin aurinkosähköihin, joiden yleinen lähtöteho on yli 250 kW
Merkkijonotyyppi: soveltuu suuriin maavoimaloihin, hajautettuihin teollisiin ja kaupallisiin aurinkosähköihin (yleensä lähtöteho alle 250 kW, kolmivaihe) ja kotitalouksien aurinkosähköihin (yleensä lähtöteho enintään 10 kW, yksivaiheinen)
Mikro käänteinen: soveltuu hajautettuihin aurinkosähköihin (yleensä lähtöteho enintään 5 kW, kolmivaihe), kotitalouksien aurinkosähköihin (yleensä lähtöteho enintään 2 kW, yksivaiheinen)
Energian varastointijärjestelmiä on kolmenlaisia:suuret varastot, teolliset ja kaupalliset varastot sekä kotitalouksien varastot. Ne voidaan myös jakaa energiaa varastoiviin inverttereihin (perinteiset energiavarastoinvertterit, hybridi) ja integroituihin koneisiin
Muunnin AC-DC muunnos: Päätoiminto on ohjata akun lataamista ja purkamista. Aurinkosähköllä tuotettu DC-sähkö muunnetaan vaihtovirtasähköksi invertterin kautta. Tällä hetkellä osa sähköenergiasta on varastoitava akkuun, ja vaihtovirtasähkö on muutettava DC-sähköksi energiaa varastoivan muuntimen kautta latausta varten. Kun tämä osa sähköenergiasta tarvitaan, akussa oleva DC-sähkö on muutettava vaihtovirtasähköksi (yleensä 220V, 50HZ) energian varastointimuuntimen kautta kuormitusta tai verkkoliitäntää varten. Tämä on purkuprosessi.
Laajamittainen energian varastointi: maavoimalaitokset, itsenäiset energiaa varastoivat voimalaitokset, joiden lähtöteho on yleensä yli 250 kW
Teollinen ja kaupallinen varastointi: Yleensä lähtöteho on pienempi tai yhtä suuri kuin 250 kW
Kotitalouksien energian varastointi: yleensä lähtöteho pienempi tai yhtä suuri kuin 10 kW
Perinteiset energiaa varastoivat invertterit: käytetään pääasiassa AC-kytkentäjärjestelmiä, ja sovellusskenaariot keskittyvät pääasiassa suuriin energiavarastoihin
Hybridi: käyttää pääasiassa DC-kytkentäjärjestelmää, ja sen sovellusskenaariossa on pääasiassa kotitalouksien varastointi
Integroitu kone: energiaa varastoiva invertteri+akku, pääasiassa Teslan ja Ephasen valmistama
Energiaa varastoivien invertterien sovellusskenaariot ja edut
1. Sovellusskenaariot:
Sähköverkon huippukuormitus: sähköenergian varastoiminen, kun kuormitus on alhainen ja vapauttaa sitä, kun kuormitus on korkea, tasoittaa sähköverkon huippulaakson eroa ja parantaa sähköverkon vakautta ja luotettavuutta. Esimerkiksi alhaisen sähkönkulutuksen aikana energiaa varastoivat invertterit tasasuuntaavat verkon vaihtovirran tasavirraksi ja varastoivat sen akkuun; Sähkön kulutushuippujen aikana akun tasavirta käännetään vaihtovirraksi ja lähetetään takaisin sähköverkkoon.
Mikroverkko: Riippumattomassa mikroverkossa se toimii pää- tai lisävirtalähteenä ja tarjoaa luotettavan virransyötön. Kun paikallinen sähköverkko on irrotettu pääsähköverkosta, energian varastointijärjestelmän tulee toimia verkkovirtalähteenä, joka tarjoaa jännitteen ja taajuuden ohjauksen paikalliselle sähköverkolle.
Etäalueen virtalähde: Siirrettävyyden ja joustavuuden ansiosta sitä voidaan käyttää virransyöttöön syrjäisille alueille. Joillakin syrjäisillä vuoristoalueilla tai pienillä saarilla energiaa varastoivat invertterit on kytketty paikallisiin sähköverkkoihin tasaamaan vaihtelevien virtalähteiden ja kuormien aiheuttamia virranvaihteluita ja vakauttamaan sähköverkkoa.
Varavirtalähde: Anna hätätilanteissa nopeasti hätävirta varmistaaksesi tuonnin normaalin toiminnanmuurahaistilat.
2. Edut:
Korkea energiatiheys: Tilavuusyksikköä kohti varastoituu enemmän energiaa, mikä voi käyttää tilaa tehokkaasti.
Pitkä käyttöikä: Kemiallisten reaktioiden ominaisuudet tekevät siitä pidemmän käyttöiän, ja se voidaan ladata ja purkaa useita kertoja. Tilastojen mukaan energiaa varastoivien invertterien käyttöikä voi olla useita vuosia tai jopa pidempi.
Korkea hyötysuhde: Energian muunnostehokkuus on suhteellisen korkea, yli 85 %, mikä vähentää energiahukkaa.
Alhaiset ylläpitokustannukset: Järjestelmä on suhteellisen yksinkertainen ja sen ylläpitokustannukset ovat alhaiset.
Nopea vastaus: pystyy reagoimaan nopeasti sähköverkon vaihteluihin ja kuormituksen muutoksiin, mikä parantaa sähköverkon vakautta ja luotettavuutta.
Aurinkosähköinvertterien sovellusskenaariot ja edut
1. Sovellusskenaariot:
Kotitalouksien hajautettu aurinkosähkön tuotanto: pienellä kapasiteetilla, yleensä useista kilowateista kymmeniin kilowatteihin, se voidaan integroida suoraan kotitalouksien sähköverkkoon käytettäväksi ja loppu sähkö voidaan myydä verkkoon.
Teollisuuden ja kaupan alat: Suuret tehtaat, kaupalliset rakennukset ja muut suuret paikat voivat vähentää tehokkaasti yritysten sähkökustannuksia ja vähentää hiilidioksidipäästöjä.
Maaseutu ja syrjäiset alueet: Sähköverkkoon kuulumattomia aurinkosähköinverttereitä käytetään yhdessä energian varastointijärjestelmien kanssa vakaan virransyötön aikaansaamiseksi.
Sovellukset erityisissä ympäristöissä: kuten offshore-tuulivoimaloita ja tutkimusasemat aavikkoalueilla, vaativat parempaa luotettavuutta ja kykyä sopeutua äärimmäisiin ympäristöihin.
2. Edut:
Maksimitehopisteen seurantatekniikka: Se voi säätää toimintapistettä automaattisesti valon voimakkuuden ja lämpötilan muutosten perusteella, mikä varmistaa, että aurinkopaneeli toimii aina lähellä maksimitehopistettä ja parantaa sähköntuotannon tehokkuutta.
Tehokkuuden optimointi: Valitse tehokkaat tehoelektroniset komponentit, kuten IGBT, MOSFET jne., ja optimoi ohjausalgoritmit energiahäviön vähentämiseksi ja muunnostehokkuuden parantamiseksi.
Turvallisuus ja luotettavuus: Suunnittele ylikuormitussuojapiirit, asenna ukkossuojat ja muut suojalaitteet laitteiden turvallisen toiminnan varmistamiseksi epäsuotuisissa sääolosuhteissa. Samalla IoT-teknologiaa hyödyntämällä etätietojen keräämiseen ja seurantaan, vikavaroituksiin data-analyysin avulla ja ylläpitokustannusten alentamiseen.
PCS:n sovellusskenaariot ja edut
1. Sovellusskenaariot:
Energian varastointivoimala: Teho on yleensä suurempi kuin 10 MW, ja valitaan peräkkäinen monitasotopologia. IGBT-moduulirakenne on otettu käyttöön, ja yleensä N AC-muunninta asennetaan säiliön sisään tukemaan useiden koneiden rinnakkaista toimintaa. Muuntajat tarvitaan tehostamaan ja liittämään sähköverkkoon.
Keskitetty tai merkkijonotyyppi: Keskitetyn PCS:n teho on yli 250 kW. Tällä hetkellä käytetään yleisesti kaksitasoista topologiaa, ja myös IGBT-moduulirakenne on otettu käyttöön. Teholaitteita käytetään vähemmän, ja yksittäisen koneen teho voi saavuttaa MW-tason, mikä edellyttää korkeaa järjestelmän luotettavuutta; String-tyyppiä käytetään pääasiassa pienissä ja keskikokoisissa energian varastointijärjestelmissä.
Teolliseen, kaupalliseen ja kotitalouskäyttöön: Teollisen ja kaupallisen PCS:n teho on yleensä alle 250 kW. Tällä hetkellä käytetään yleisesti kolmitasoista topologiaa yhdistettynä hajautettuihin aurinkosähköihin, joilla voidaan saavuttaa omakäyttö ja hyötyä sähköverkon huippulaakson hintaerosta; Kotitalouksien PCS:n teho on alle 10KW yhdistettynä kotitalouksien aurinkosähköihin, hätävirtalähteenä, sähkönhallinnassa jne., korkeat turvallisuusmääräykset, melu jne.
2. Edut:
Kaksisuuntainen energian varastointitoiminto: Se pystyy säätämään tarkasti ja nopeasti jännitettä, taajuutta ja tehoa sähköverkon ja energian varastointijärjestelmän välillä saavuttaen tasaisen tehon ja virran latauksen ja purkamisen sekä tasaisen ja vaihtelevan tehon.
Useita työtiloja: jaettu verkkoon kytkettyyn tilaan, off grid -tilaan ja hybriditilaan, jotka voidaan vaihtaa eri tarpeiden mukaan sopeutuakseen erilaisiin sovellusskenaarioihin.
Älykäs ohjaus: varustettu suojatoiminnoilla, kuten ylijännite, alijännite, ylikuormitus, ylivirta, oikosulku ja ylilämpötila, saarekkeiden havaitsemisominaisuus tilan vaihtamista varten, viestintätoiminnon saavuttaminen korkeamman tason ohjausjärjestelmien ja energiakytkimien kanssa, tasainen kytkentäohjaus verkon ja pois päältä välillä verkko jne.
Energiaa varastoivien invertterien sovellusskenaariot ja edut
1. Sovellusskenaariot:
Kodin aurinkoenergian tuotantojärjestelmä: Käyttäjät voivat käyttää katolla olevia aurinkopaneeleja aurinkoenergian keräämiseen ja muuntaa kerätyn tasavirtasähkön vaihtovirtasähköksi energiaa varastoivien invertterien avulla kodinkoneiden tehoa varten. Varmista kodin valaistuksen ja kodinkoneiden normaali toiminta sähkökatkojen tai verkkohäiriöiden aikana.
Off grid -sovelluksen skenaario: Syrjäisillä alueilla ja kehitysmaissa yhdistettynä aurinko- tai tuulivoimantuotantojärjestelmiin, jotka tarjoavat luotettavaa energiaa paikallisille asukkaille.
Varavirtalähde: Alueilla, joilla esiintyy usein luonnonkatastrofeja tai sähkökatkoja, se toimii hätävaravirtalähteenä, joka antaa virtaa tärkeille laitteille ja varmistaa tärkeiden tilojen, kuten sairaaloiden ja koulujen, normaalin toiminnan kriisiaikoina.
Älykäs kaupunkirakennus: Älykkäiden kaupunkien kehittämisessä optimoi virranjako ja vähennä huippuvirrankulutuksen aiheuttamaa painetta. Uusiutuvan energian käytön yhdistäminen resurssitehokkuuden parantamiseksi ja kestävän kehityksen edistämiseksi.
Maatalous ja kasvihuonejärjestelmät: Tarjoa vakaata sähköä kasvihuoneille varmistaaksesi viljelykasvien terveen kasvun. Yhdistäminen aurinkoenergian tuotantojärjestelmiin maataloustuotannon energiakustannusten vähentämiseksi ja taloudellisten hyötyjen lisäämiseksi.
2. Edut:
Säämuutosten rajoitusten rikkominen: Se voi muuntaa vaihtovirran tasavirraksi ja varastoida sen akkuun. Sähkökatkon jälkeen se voi muuntaa akun tasavirran vaihtovirraksi käyttäjien käytettäväksi, mikä vähentää sääolosuhteiden vaikutusta sähköntuotannon vakauteen.
Sähkön hyötysuhde on korkeampi: Verrattuna verkkoon kytkettyihin aurinkosähköinvertteriin, sillä on korkeampi sähkötehokkuus, mikä tarjoaa käyttäjille vakaamman ja kestävämmän sähkön, välttäen tehojärjestelmän aiheuttamia haittoja ja ongelmiam epäonnistumisia.
Korkea vakaus: Sähköverkkojärjestelmän vikaantuessa se voi muuntaa tallennetun tasavirran suoraan AC-sähköksi käytettäväksi sähköverkkojärjestelmässä ilman ulkoisten tekijöiden vaikutusta ja alentaen sähkökustannuksia.