'Možgani' fotovoltaičnega sistema za shranjevanje energije

Fotovoltaična proizvodnja električne energije je tehnologija, ki neposredno pretvarja sončno energijo v električno energijo. Kot je znano, sonce ne zagotavlja neprekinjene energije - proizvodnja električne energije je prekinjena v deževnem ali nočnem vremenu, zato je treba opremiti naprave za shranjevanje energije, enakovredne "veliki bateriji". Ko je sončna svetloba, sistem polni baterijo; Ko ni sončne svetlobe, uporabite shranjeno električno energijo v bateriji. Poleg tega je električna energija, ki jo proizvaja fotovoltaika, enosmerni tok, ki ga je treba za uporabo v gospodinjstvih pretvoriti v izmenični tok prek pretvornika.
Naši najpogostejši fotovoltaični paneli so nameščeni na strehah ali tleh, njihove surovine pa prihajajo iz peska v puščavi. Pesek se po čiščenju uporablja za pridobivanje silicijevega materiala, ki je tudi osnovni material za izdelavo čipov. Razlika je v tem, da je čistost silicijevega materiala, ki se uporablja v sončnih celicah, od 99,996 % (tj. . 4 9s) do 9 9s, medtem ko je čistost silicijevega materiala, potrebnega za čipe, kar 11 9s.
Sistemi za shranjevanje energije so razdeljeni v dve kategoriji: tradicionalni in novi. Tradicionalni sistemi za shranjevanje energije, kot so hidroelektrarne, uporabljajo elektriko za črpanje vode na višave, ko je dovolj sončne svetlobe, in nato sproščajo vodo za proizvodnjo električne energije, ko je to potrebno, pri čemer uporabljajo potencialno energijo za proizvodnjo električne energije. Vendar so hidroelektrarne omejene z geografskimi pogoji, ki zahtevajo zadostne vodne vire, razlike v nadmorski višini in obsežno zasedbo zemljišč, zaradi česar jih je težko popularizirati. Nasprotno pa je mogoče nove baterije za shranjevanje energije, kot so litijeve baterije, neposredno namestiti v gospodinjske razdelilne prostore in imajo širši obseg uporabe. V prihodnosti se bo tehnologija shranjevanja energije razvijala v smeri-polprevodniških baterij, ki imajo večjo zmogljivost shranjevanja in večjo varnost. Trenutno so glavni izziv stroški, množično proizvodnjo pa naj bi dosegli v petih letih.
Mnogi verjamejo, da so stroški fotonapetostne proizvodnje energije visoki, v resnici pa so se stroški samih fotonapetostnih panelov znatno znižali. Dejanski strošek izhaja iz celotnega sistema "fotovoltaika + shranjevanje energije". Posamezna fotonapetostna proizvodnja električne energije ne more neposredno zagotoviti stabilne porabe v gospodinjstvu, Španija pa je doživela obsežne izpade električne energije zaradi več temnih oblakov, kar je primer nezadostnega shranjevanja energije. Ker industrija električnih vozil znižuje stroške litijevih baterij, je gospodinjsko shranjevanje energije postopoma pridobilo cenovno prednost.

Inverter: 'Inteligentni možgani' sistema
Pretvorniki imajo v sistemu dve ključni vlogi:
1. Funkcija prevajalnika: Pretvori enosmerni tok, ki ga ustvari fotovoltaika, v izmenični tok, ki se uporablja v gospodinjstvu.
2. Inteligentni krmilnik: dinamično dodeljevanje električne energije glede na proizvodnjo in porabo energije.

• Ko je sončne svetlobe dovolj, je treba dati prednost gospodinjski uporabi, preostalo elektriko pa porabiti za polnjenje baterije;
• Ko je baterija popolnoma napolnjena, se odvečna elektrika vključi v omrežje, uporabniki pa lahko svojo elektriko prodajo za dobiček;
• Ko fotovoltaična proizvodnja energije ne zadošča, najprej uporabite baterijsko shranjevanje energije;
• Ko je zaloga energije izčrpana, samodejno kupi električno energijo iz omrežja.

Ta inteligentna distribucijska metoda nakazuje, da bodo cene električne energije v prihodnosti nihale v realnem času: cene električne energije bodo rasle v konicah in padale med konicami. Z inteligentnim razporejanjem je mogoče doseči celo medregionalno bilanco električne energije, kot je prenos električne energije v pisarnah na konično porabo električne energije v nakupovalnih središčih ob vikendih.

Razlika med fotovoltaičnimi razsmerniki in razsmerniki za shranjevanje energije
Kljub podobnima imenoma imata različni funkciji:

• Fotonapetostni pretvornik: posebej zasnovan za fotonapetostne sisteme za proizvodnjo električne energije, enosmerno pretvarja enosmerni tok, ki ga ustvarjajo sončne celice, v izmenični tok, ki se nato priključi na električno omrežje ali ga uporabljajo bremena.
• Inverter za shranjevanje energije (PCS): uporablja se v sistemih za shranjevanje energije, ima dvosmerno regulacijsko sposobnost in lahko pretvori izmenični tok iz omrežja v enosmerni za polnjenje baterije, kot tudi pretvori enosmerni tok iz baterije v izmenični napajalnik za omrežje ali breme. V primeru izpada električne energije fotonapetostni razsmernik preneha delovati, hranilnik energije pa lahko še naprej deluje za zagotavljanje napajanja sistema.

Fotovoltaični sistemi pretvarjajo sončno energijo v uporabno električno energijo, naprave za shranjevanje energije rešujejo problem nestabilnega napajanja, inverterji pa opravljajo dvojne naloge pretvorbe DC/AC in inteligentne distribucije. Sodelovanje treh tvori zaprto zanko "generacije električne energije za shranjevanje porabe električne energije", ki ne le zmanjšuje stroške energije, ampak tudi spodbuja razvoj pametnih omrežij. Inverter je kot "možgani" sistema osnovna oprema za uresničitev tega cikla čiste energije. Trenutno so kitajska inverterska podjetja prevzela vodilni položaj na svetovnem trgu in postavila trdne temelje za optimizacijo prihodnje energetske strukture.