Ali je porazdeljeno PV shranjevanje energije nujno povezano z omrežjem?

Trenutno so v sodobnem energetskem svetu sistemi za shranjevanje energije porazdeljene fotovoltaike v središču pozornosti. Toda večina se jih sprašuje, ali mora biti porazdeljeno fotonapetostno shranjevanje energije nujno povezano z omrežjem. No, poglejmo podrobneje vprašanje in razumemo različne načine porazdeljenih fotonapetostnih energetskih sistemov skupaj s povezanimi točkami električne zasnove.

Za začetek je lahko porazdeljeni PV sistem za proizvodnjo električne energije zunaj omrežja.
Distribuirani fotovoltaični sistemi za proizvodnjo električne energije niso nujno povezani z omrežjem; lahko so tudi izven omrežja. Porazdeljeni fotonapetostni sistemi za proizvodnjo električne energije izven omrežja se večinoma uporabljajo na območjih, kjer je nemogoče ali težko priklopiti na električno omrežje ali kjer je električno omrežje nestabilno. Takšni sistemi običajno vključujejo sončne celice, baterije, krmilnike in pretvornike. Sončne plošče pretvarjajo sončno energijo v električno energijo, baterija se polni prek krmilnika, in ko je elektrika potrebna, se električna energija v bateriji pretvori v izmenični tok prek pretvornika za uporabo v bremenu.
Prednost off-grid sistema je njegova neodvisnost in zanesljivost. Na nekaterih oddaljenih območjih, kot so gorske regije in otoki, lahko PV sistemi za proizvodnjo električne energije izven omrežja lokalnim prebivalcem zagotovijo stabilno oskrbo z električno energijo, ne da bi nanje vplivale okvare omrežja. Poleg tega se lahko v nekaterih posebnih priložnostih, kot so operacije na terenu, reševanje v sili itd., uporabi tudi sistem zunaj omrežja.
Sistemi zunaj omrežja imajo tudi številne pomanjkljivosti. Prvič, stroški takih sistemov so relativno visoki, ker je treba opremiti akumulatorske baterije. Drugič, baterije imajo omejeno življenjsko dobo in jih je treba občasno zamenjati, kar poveča stroške vzdrževanja. Poleg tega je zmogljivost sistemov zunaj omrežja običajno majhna in ne more zadovoljiti velikega povpraševanja po električni energiji.
Nasprotno pa porazdeljeni fotovoltaični sistem, povezan z omrežjem, poveže električno energijo, proizvedeno iz sončnih kolektorjev, z omrežjem, potem ko jo pretvori v izmenični tok prek pretvornika. Pri tem procesu, ko je proizvodnja sončne energije večja od porabe električne energije, se lahko presežek električne energije odda v omrežje, ko pa proizvedene sončne energije uporabniki ne zadoščajo, jo lahko pridobijo iz omrežja.
Prednost sistema, povezanega z omrežjem, je v tem, da lahko v celoti izkoristi stabilnost in zanesljivost omrežja, hkrati pa lahko tudi proda presežek električne energije omrežju za določen ekonomski donos. Poleg tega je sistem, povezan z omrežjem, relativno preprost in ni drag za namestitev in vzdrževanje.
Vendar ima omrežni sistem tudi nekaj težav: izpolnjevati mora na primer zahteve za dostop do omrežja glede napetosti, frekvence, faktorja moči ipd. Poleg tega bodo na njegovo proizvodnjo vplivale vremenske razmere, kot sta dež ali sneg, in obstaja nekaj nestabilnosti v njeni generaciji. Drugič, kaj naj vključuje električna zasnova?
Ne glede na to, ali je distribuirani fotonapetostni sistem za proizvodnjo električne energije povezan z omrežjem ali zunaj omrežja, mora njegova električna zasnova upoštevati naslednje vidike: izbiro in postavitev sončne plošče. Solarni panel je osrednja komponenta porazdeljenega fotonapetostnega sistema za proizvodnjo električne energije, njegova izbira in postavitev pa neposredno vplivata na proizvodnjo električne energije in delovanje sistema. Pri izbiri solarne plošče je treba upoštevati dejavnike, kot so moč, učinkovitost, zanesljivost in življenjska doba. Medtem je glede na svetlobo mesta namestitve, površino strehe, orientacijo in druge dejavnike treba izvesti tudi razumno postavitev, da bi povečali uporabo sončne energije.
Za sistem zunaj omrežja je treba upoštevati tudi pogoje ujemanja med sončnimi kolektorji in baterijami, da se baterije popolnoma napolnijo v različnih svetlobnih pogojih.
Izbira baterije in izračun kapacitete
Baterija je nepogrešljiv del v sistemu za distribucijo PV električne energije izven omrežja, njena funkcija je shranjevanje električne energije, ki jo proizvede solarna plošča za uporabo ponoči ali v oblačnih in deževnih dneh. Pri izbiri tipa je treba upoštevati dejavnike, kot so tip, kapaciteta, življenjska doba, učinkovitost polnjenja in praznjenja akumulatorja.
Za sisteme, povezane z omrežjem, čeprav opremljanje akumulatorskih baterij ni potrebno, lahko pa v nekaterih posebnih situacijah, kot je izpad omrežja, razmisli tudi o opremi določene kapacitete akumulatorskih baterij kot rezervnega vira napajanja. Nato je treba izračunati kapaciteto baterije glede na njeno sposobnost zadovoljevanja potreb uporabnikov v sili. Izbira krmilnika in pretvornika
Krmilnik je ena najpomembnejših komponent v porazdeljenem fotovoltaičnem sistemu za proizvodnjo električne energije; nadzoruje izhod solarne plošče, da prepreči prekomerno polnjenje ali praznjenje baterije. Pri izbiri krmilnika je treba upoštevati funkcijo krmilnika, zmogljivost, zanesljivost in druge dejavnike.
Razsmernik je naprava, ki pretvarja enosmerno moč, ki jo ustvarijo sončne celice, v izmenično napetost, pri izbiri pa je treba upoštevati dejavnike, kot so moč, učinkovitost, izhodna valovna oblika in zanesljivost pretvornika. Pri sistemih zunaj omrežja je treba upoštevati tudi, ali izhodna napetost in frekvenca pretvornika ustrezata obremenitvi.

Električne napeljave in zaščitne naprave
Električna napeljava je nepogrešljiva komponenta porazdeljenega PV sistema za proizvodnjo električne energije in njena zasnova mora upoštevati vidike, kot so varnost, zanesljivost in estetika sistema. Pri ožičenju je treba pozornost posvetiti upoštevanju ustreznih električnih kodeksov in standardov, tako da so med drugim izpolnjene zahteve glede površin prečnega prereza žic, izolacijske učinkovitosti.
Zaščitna naprava je pomembno jamstvo za varnost v distribuiranem PV sistemu za proizvodnjo električne energije. Ko sistem odpove, bo pravočasno prekinil napajanje, da prepreči širitev nesreče. Zaščitne naprave vključujejo odklopnike, varovalke, zaščite pred uhajanjem itd., ki jih je treba med izbiro in namestitvijo razumno konfigurirati glede na zmogljivost in zahteve sistema. Načrtovanje sistema spremljanja
Sistem za spremljanje je pomemben del porazdeljenega PV sistema za proizvodnjo električne energije, ki lahko spremlja stanje delovanja sistema v realnem času, vključno s proizvodnjo električne energije sončnih kolektorjev, močjo baterije, izhodno močjo pretvornika itd. Preko nadzornega sistema lahko uporabniki pravočasno razumejo delovanje sistema, odkrijejo težave in jih pravočasno odpravijo.
Upoštevati mora obseg in zahteve sistema, izbrati ustrezno opremo za spremljanje in programsko opremo ter izvesti razumno namestitev in zagon. Tretjič, povzetek Distribuirano PV shranjevanje energije ni nujno povezano z omrežjem, ampak je lahko tudi zunaj omrežja. Sistemi zunaj omrežja so uporabni na območjih, ki jih ni mogoče priključiti na omrežje ali kjer omrežje ni stabilno, s prednostmi neodvisnosti in zanesljivosti, vendar so stroški razmeroma visoki. Sistem, povezan z omrežjem, lahko izkoristi vso stabilnost in zanesljivost omrežja, medtem ko presežek električne energije prodaja omrežju za določeno gospodarsko korist.

Pri izvajanju električnega projektiranja v porazdeljenem fotonapetostnem sistemu za proizvodnjo električne energije je treba med drugim upoštevati: izbiro in postavitev sončne plošče, izbiro in izračun kapacitete akumulatorja, izbiro krmilnika in pretvornika, načrtovanje električnih napeljav in zaščitnih naprav, načrtovanje nadzornega sistema. Samo racionalna električna zasnova lahko zagotovi varno, zanesljivo in visoko učinkovito delovanje porazdeljenih PV sistemov za proizvodnjo električne energije.
Ob nenehnem tehnološkem napredku in zniževanju stroškov bodo v prihodnosti pomembnejšo vlogo igrali distribuirani fotovoltaični hranilniki energije. Sistemi za proizvodnjo distribuirane fotovoltaične energije nam bodo bodisi v omrežju bodisi izven njega zagotovili čistejši in zanesljivejši vir energije.