ეფექტურობის გაზრდა BESS-ისა და მზის ენერგიის შეერთების გზით

სწრაფი პასუხი

ელექტრომობილების დამუხტვის თანამედროვე ადგილისთვის ყველაზე ეფექტური არქიტექტურაა ბატარეის ენერგიის დაგროვების (BESS) ადგილზე მზის ენერგიასთან შეწყვილება, რადგან ის ენერგეტიკული ჯაჭვის ყველა ეტაპზე დანაკარგებს ებრძვის. მზის პანელები მზის სინათლეს მუდმივ სიმძლავრედ გარდაქმნიან მოდულის 20–24%-იანი ეფექტურობით; მაქსიმალური სიმძლავრის წერტილის თვალთვალის (MPPT) სისტემა აღადგენს იმას, რასაც სხვა შემთხვევაში დაჩრდილვა და შეუსაბამობა დაიკარგებოდა; და ელემენტი გამოყოფს გენერაციას დამუხტვის მოთხოვნისგან, ამიტომ არცერთი კილოვატ-საათი არ ექსპორტირდება საბითუმო ფასებში ან არ შემცირდება. კარგად შეწყვილებული PV+BESS სისტემა, როგორც წესი, მზის ენერგიის გენერაციის ღირებულებას 30–50%-ით ზრდის მხოლოდ PV-სთან შედარებით, ამცირებს ქსელის ენერგიის შესყიდვებს 40–70%-ით და უზრუნველყოფს ნამდვილად ნულოვანი ემისიის მუშაობას დღის საათებში. ეს სახელმძღვანელო განმარტავს, თუ როგორ უნდა შეარჩიოთ მზის ენერგიის და დაგროვების ზომა, შეწყვილება და მართვა მაქსიმალური ორმხრივი ეფექტურობისთვის.

ძირითადი დასკვნები

• PV და BESS-ის DC შეერთება თავიდან აგაცილებთ ორმაგ გარდაქმნის დანაკარგებს, რაც სისტემის ეფექტურობას 2-4 პროცენტული პუნქტით აუმჯობესებს.
• აკუმულატორი შთანთქავს მზის ჭარბი გამოსხივებას და დროით გადააქვს იგი დატენვის პიკებზე, რაც გამორიცხავს შემცირებას და დაბალი ღირებულების ექსპორტს.
• ფართო ძაბვის დიაპაზონის მქონე MPPT მოდულები აღადგენენ ნაწილობრივი დაჩრდილვისა და პანელების შეუსაბამობის შედეგად დაკარგული ფოტოელექტრული გამომავალი 5–10%-ს.
• მზის ენერგიასა და აკუმულატორს შორის სწორი ზომის შერჩევით, შენახვის ციკლი დღეში 1–1,5-ჯერ ხორციელდება, რაც იცავს ციკლის ხანგრძლივობას და ეკონომიურობას.
• მზის ენერგიაზე მომუშავე BESS ჰაბებს შეუძლიათ ნულოვანი გამონაბოლქვის კუნძულების სახით ფუნქციონირება, რაც ჩაანაცვლებს დიზელის გენერატორებს შორეულ და ქსელთან შეზღუდულ ადგილებში.

რატომ არის PV + BESS ყველაზე ეფექტური შეწყვილება

მზის ენერგიის გენერაცია და ელექტრომობილების დამუხტვის მოთხოვნა ბუნებრივად არათანაბარია. მზე პიკს შუადღისას აღწევს, მაგრამ დამუხტვის მოთხოვნა პიკს დილის მგზავრობისას და გვიანი შუადღიდან საღამოს ფანჯარაში აღწევს. მხოლოდ ფოტოელექტრული დანადგარების მქონე ობიექტი არასასიამოვნო არჩევანის წინაშე დგას: შუადღის ჭარბი ენერგიის ექსპორტი საბითუმო ფასებში ან მისი მთლიანად შემცირება. BESS გამორიცხავს არჩევანს - აკუმულატორი შთანთქავს ჭარბ ენერგიას და გამოყოფს მას ზუსტად მაშინ, როდესაც დამტენებს ეს სჭირდებათ.

ეფექტურობის ზრდას სამი კომპონენტი აქვს:

1. გამოყენების ზრდა: მზის ენერგიის ყოველი კილოვატ-საათი ადგილზე მოიხმარება საცალო ან სატარიფო ღირებულებით, საბითუმო ღირებულებით ექსპორტის ან შემცირების ნაცვლად. ეს, როგორც წესი, 30-50%-ით მეტ შემოსავალს იძლევა გენერირებულ კილოვატ-საათზე. 2.კონვერტაციის მოგება: მუდმივ დენის შეერთების არქიტექტურაში, მზის მუდმივი ენერგია პირდაპირ მიედინება აკუმულატორის მუდმივ დენის სალში ან დამტენის მუდმივ დენის სალში, რაც თავიდან აგვაცილებს ცვლადი დენის ორმხრივ გადაცემას. ორი ინვერტორული გარდაქმნის აღმოფხვრა აღადგენს სისტემის ეფექტურობის 2–4 პროცენტულ პუნქტს. 3.ქსელში მოთხოვნის ზრდაობიექტი ქსელიდან ნაკლებ იმპორტს ახორციელებს, ხოლო დარჩენილი იმპორტი უფრო თანაბარია, რაც ამცირებს როგორც ენერგიის გადასახადებს, ასევე მოთხოვნის გადასახადებს.

ოპერატორისთვის, რომელიც ადარებს PV+BESS ცენტრს მხოლოდ ქსელზე მომუშავე სწრაფი დატენვის ობიექტს, დაკავშირებული სისტემის მიერ მიწოდებული ენერგიის გათანაბრებული ღირებულება ათწლიანი ჰორიზონტის განმავლობაში ხშირად 20-35%-ით დაბალია.

ენერგიის ნაკადი: პანელიდან აკუმულატორამდე და შემდეგ ავტომობილამდე

დაწყვილების არქიტექტურის გაგება ნათელს ჰფენს, თუ სად არის ეფექტურობა მოგებული ან დაკარგული. არსებობს ორი ძირითადი ტოპოლოგია:

ცვლადი დენის შეერთება— ფოტოელექტრული ინვერტორები კვებავენ ცვლადი დენის ავტობუსს; ცალკე აკუმულატორის ინვერტორი ტენის აკუმულატორს. მარტივი და მოდულურია, მაგრამ მზის ენერგია განიცდის ფოტოელექტრული ინვერტორის დანაკარგს, შემდეგ კი აკუმულატორის ინვერტორის დანაკარგს: ორმხრივი ეფექტურობა დაახლოებით 85–88%-ია.

მუდმივი დენის შეერთება— ფოტოელექტრული მასივები აკუმულატორის DC სალტთან MPPT გადამყვანის საშუალებით უკავშირდება; ერთი ცენტრალური PCS ქსელში გადართვას ახორციელებს. მზის ენერგია აკუმულატორში ერთი გარდაქმნით შედის და ორმხრივი ეფექტურობა დაახლოებით 90–93%-მდე უმჯობესდება. როდესაც დამტენებს შეუძლიათ DC-ის პირდაპირ საერთო სალტიდან მიღება, კიდევ ერთი გარდაქმნა გამორიცხულია.

DC-თან შეერთების დიზაინი არის მიზეზი, რის გამოც ინტეგრირებული მზის ენერგიის BESS პროდუქტები კომერციულ განლაგებაში იმარჯვებს. ეფექტურობის სხვაობა ყოველდღიურად იზრდება: 1 მგვტ.სთ დღიური მზის ენერგიის მოსავლის შემთხვევაში, დაზოგილი კონვერტაციის დანაკარგის 3-5 პროცენტული პუნქტი შეადგენს 30-50 კვტ.სთ-ს დღეში - დაახლოებით 11-18 მგვტ.სთ წელიწადში აღდგენილ ენერგიას.

თანამედროვე [200 კვტ/სთ მზის ენერგიის BESS ელექტრომობილების დამტენი სადგური] (https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/) ასახავს სრულ ჯაჭვს: ფოტოელექტრული მასივი → MPPT მოდული → აკუმულატორი DC ავტობუსი → DC სწრაფი დამტენი → ავტომობილის აკუმულატორი. თითოეული ეტაპი მინიმალური დანაკარგებისთვისაა შექმნილი და EMS კოორდინაციას უწევს ნაკადს ისე, რომ მზის ენერგია ყოველთვის პირველ რიგში ემსახურება დატვირთვას, ჭარბი ენერგია ტენის BESS-ს და ქსელიდან იმპორტი მინიმუმამდეა დაყვანილი.

მზის პანელების ზომების განსაზღვრა BESS სიმძლავრის მიხედვით

ზომის შეცდომები - დიდი ზომის ფოტოელექტრული პანელები ან დიდი ზომის საცავი - ჩუმად ანგრევს დაკავშირებული სისტემების ეკონომიკას. განმსაზღვრელი თანაფარდობაა მზის ენერგიის დღიური გამომუშავება ბატარეის გამტარუნარიანობასთან და ადგილზე მოთხოვნასთან მიმართებაში:

შეერთების ეფექტურობის შესანარჩუნებლად სამი ზომის წესია საჭირო:

1. ფოტოელექტრული ენერგიის ზომა 40–80%-მდე, არა 100%. სრული დაფარვა იწვევს ბატარეის ზედმეტად დიდ დატვირთვას და ხანგრძლივ უმოქმედო პერიოდებს; ნაწილობრივი დაფარვა მაქსიმალურად ზრდის მზის ენერგიის ღირებულებას დამონტაჟებულ ვატზე. 2.BESS-ის ზომა დღეში ერთ სრულ ციკლზემოსალოდნელი მზის ჭარბი ენერგია. აკუმულატორი, რომელიც დღეში ერთხელ, განმუხტვის 80%-იან სიღრმეზე ციკლურად მუშაობს, სრული ციკლის სპეციფიკაციას აღწევს; მცირე ზომის აკუმულატორები ზედმეტად ციკლურად მუშაობენ, ხოლო დიდი ზომის აკუმულატორები კალენდარულ სიცოცხლეს კარგავენ გამოყენების გარეშე. 3.MPPT შეყვანის დიაპაზონი შეუსაბამეთ მასივის რეალურ ოპერაციულ ფანჯარას.ფართო ძაბვის MPPT მოდული აღადგენს ენერგიას ნაწილობრივი დაჩრდილვის, დილის ნისლისა და პანელის დაბერების პირობებში, რომელსაც ვიწრო დიაპაზონის ბლოკი გამორიცხავს.

ეფექტურობის ზრდა: MPPT, კონვერტაცია და ლოდინის რეჟიმის დანაკარგები

ეფექტურობა დეტალებში მიიღწევა და დაწყვილებულ სისტემებში დომინირებს სამი კატეგორია დანაკარგისა:

MPPT-ის დანაკარგები.ერთი პანელის ჯაჭვის ნაწილობრივ დაჩრდილვას შეუძლია მთელი მასივის გამომუშავება 10–20%-ით შეამციროს თითოეული ჯაჭვის ოპტიმიზაციის გარეშე. მაღალი ხარისხის MPPT სიმძლავრის მოდულები — როგორიცაა MIDA-ს 30–60 კვტ სიმძლავრის MPPT მოდულები, რომლებიც გამოიყენება მზის დამუხტვის სისტემებში — დამოუკიდებლად აკონტროლებენ თითოეული ჯაჭვის მაქსიმალურ სიმძლავრეს, აღადგენენ წლიური გამოსავლის 5–10%-ს რეალურ სამყაროში დაჩრდილვის ან მოდულების შეუსაბამობის მქონე ადგილებში.

კონვერტაციის და ლოდინის რეჟიმის დანაკარგები.ყველა ინვერტორი ყველაზე ცუდად მუშაობს დაბალი დატვირთვის დროს. BESS სადგური, რომელიც თავის PCS-ს მთელი ღამის განმავლობაში 2–5%-იანი დატვირთვით უმოქმედოდ ინახავს, ​​მთელი საათის განმავლობაში კილოვატ-საათებს კარგავს. თანამედროვე სისტემები ულტრადაბალ ლოდინის რეჟიმებს იყენებენ (

თერმული მართვა.აკუმულატორის გაგრილება ენერგიას მოიხმარს; სითხით გაცივებული აკუმულატორები ინარჩუნებენ ოპტიმალურ უჯრედულ ტემპერატურას ჰაერით გაცივებული კონსტრუქციების ვენტილატორის ენერგიის მოხმარების მცირე ნაწილით. ცხელი კლიმატის მქონე ადგილებში, თხევად გაგრილებას შეუძლია დაზოგოს აკუმულატორის სისტემის ენერგია იძულებითი ჰაერით გაგრილებისგან განსხვავებით 3–5%-ით, ამავდროულად ახანგრძლივებს უჯრედის სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

ერთად აღებული, ეს ზომები დაწყვილებული სისტემის „სახელწოდების 90%-იანი ეფექტურობიდან“ „ოპერაციულ 93–96%-იან ეფექტურობამდე“ ამაღლებას უწყობს ხელს - ეს არის განსხვავება [2 მგვტ.სთ მზის ენერგიაზე მომუშავე BESS დამტენი სადგურის] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) მიერ ნომინალური ენერგიის მიწოდებასა და ორ კვირაში ერთხელ სესიისთვის საჭირო ენერგიის ჩუმად დაკარგვას შორის.

ნულოვანი გამონაბოლქვის მქონე ადგილები და დიზელის ძრავის მოცულობა

დაკავშირების სტრატეგიული შედეგი ოპერაციული დამოუკიდებლობაა. შორეულ, ქსელთან შეზღუდული ან კატასტროფებზე რეაგირების ადგილებში, მზის ენერგიასთან + BESS კერა ცვლის დიზელის გენერატორს - ეს არის მემკვიდრეობით მიღებული პასუხი „აქ ქსელის არარსებობის“ კითხვაზე.

შედარება აშკარაა. მაგისტრალის მომსახურების პუნქტში დამონტაჟებული დიზელის გენერატორი ნაწილობრივი დატვირთვისას საათში 3-4 ლიტრს წვავს, ლიტრზე 2.5-3 კგ CO2-ს გამოყოფს და საწვავის ლოჯისტიკას მოითხოვს. მზის ენერგიაზე მომუშავე BESS ცენტრი 150-400 კვტ/პ ფოტოელექტრული სიმძლავრით და 500 კვტ/სთ-2 მვტ/სთ საცავით უზრუნველყოფს იგივე დამუხტვის სერვისს ადგილზე ნულოვანი გამონაბოლქვით, ჩუმი მუშაობით და ინსტალაციის შემდეგ ნულთან ახლოს მყოფი ზღვრული დანახარჯებით.

ოპერაციული ჰაბები სამ გაზომვად შედეგს აფიქსირებენ:

• საწვავის და ლოჯისტიკის დაზოგვა წელიწადში 15,000–60,000 აშშ დოლარის ოდენობითექვივალენტური დიზელის მუშაობისგან განსხვავებით;
• ნახშირბადის შემცირება 40–120 ტონა CO2-ით წელიწადშითითო საიტზე, რომელიც ასევე აკმაყოფილებს ზოგიერთ ბაზარზე ნახშირბადის კრედიტის პროგრამების კრიტერიუმებს;
• უწყვეტი მუშაობის ხანგრძლივობა 95%-ზე მეტიადღის სინათლეზე დომინირებული დატენვის გრაფიკებისთვის, სადაც ქსელი ან სარეზერვო გენერატორი ფარავს საღამოს ღრმა პიკებს.

[500 კვტ/სთ კონტეინერიზებული BESS დამტენი სადგური](https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) არქიტექტურა — კონტეინერიზებული აკუმულატორი ინტეგრირებული მზის ენერგიის წყაროთი — წარმოადგენს სტანდარტულ საშენ მასალას ასეთი ობიექტებისთვის, რადგან ის ერთიან ერთეულად იგზავნება და ექსპლუატაციაში შედის სამშენებლო სამუშაოების გარეშე.

დასკვნა

მზის ენერგია და დაგროვება არ წარმოადგენს დამუხტვის ადგილის დამატებით გაუმჯობესებას; ისინი წარმოადგენენ დაწყვილებულ სისტემას, რომლის კომბინირებული ეფექტურობა აღემატება მისი ნაწილების ჯამს. DC შეერთება ხსნის გარდაქმნის დანაკარგებს, MPPT აღადგენს დაჩრდილვის დანაკარგებს, ხოლო ბატარეა შუადღის მზის ნარჩენს საღამოს დამუხტვის შემოსავალად გარდაქმნის. სწორად აზომილი - ფოტოელექტრული ენერგია ადგილის ენერგიის 40–80%-ზე, BESS ციკლირება დღეში ერთხელ, ფართო დიაპაზონის MPPT მოდულები - მზის ენერგიაზე მომუშავე BESS კერა ამცირებს ქსელის შესყიდვებს 40–70%-ით, ანაცვლებს დიზელს შორეულ ადგილებში და უზრუნველყოფს ნულოვანი გამონაბოლქვის დამუხტვას იქ, სადაც ეს ყველაზე მნიშვნელოვანია. ოპერატორებისთვის ეფექტურობის კითხვა აღარ არის „მუშაობს თუ არა მზის ენერგია დაგროვებით?“, არამედ „რომელი შეერთების არქიტექტურა იღებს ყველაზე მეტ კილოვატ-საათს?“.

ხშირად დასმული კითხვები

1. რა განსხვავებაა AC და DC შეერთებას შორის მზის + BESS-ისთვის?ცვლადენოვანი დენის შეერთებისას, ფოტოელექტრულ და აკუმულატორებს თითოეულს აქვთ საკუთარი ინვერტორი ცვლადენოვან დენის სალზე, რაც კარგავს წრიული ეფექტურობის 2-4 პუნქტს. მუდმივი დენის შეერთებისას, მზის ენერგია აკუმულატორის მუდმივი დენის სალტს MPPT გადამყვანის მეშვეობით კვებავს, რაც თავიდან აგაცილებთ ორმაგ გარდაქმნას და ეფექტურობას 90-93%-მდე აუმჯობესებს.

2. რამდენი მზის ენერგია უნდა შევაერთო BESS-ის დამტენ წერტილთან?ფოტოელექტრული ენერგიის წლიური მოხმარების 40–80%-მდე გაზრდა. სრული დაფარვა ძვირადღირებული აკუმულატორების გადაჭარბებულ გაბარიტებს იწვევს; ნაწილობრივი დაფარვა მაქსიმალურად ზრდის მზის ენერგიის ღირებულებას დამონტაჟებულ ვატზე, ამავდროულად უზრუნველყოფს აკუმულატორის ეფექტურ ციკლურ მუშაობას.

3. დღეში რამდენი ციკლი უნდა იყოს მიზნობრივი BESS-ის შეერთებისას?დაახლოებით ერთი სრული ციკლი დღეში 80%-იანი განმუხტვის სიღრმისას. ეს სიჩქარე აღწევს აკუმულატორის ნომინალურ ციკლის ვადას და ინარჩუნებს ეკონომიურ მდგომარეობას; ზედმეტი ციკლი აზიანებს აკუმულატორის მუშაობას, ხოლო არასრული ციკლი კაპიტალის ფლანგვას იწვევს.

4. შეუძლია თუ არა მზის ენერგიაზე მომუშავე BESS ობიექტს სრულად ქსელისგან გამორთულად მუშაობა?დიახ, საკმარისი ფოტოელექტრული ენერგიით, საცავით და დღისით შეწონილი მოთხოვნით. ჰიბრიდული ობიექტები ინარჩუნებენ ქსელთან კავშირს მდგრადობისა და საღამოს პიკების მისაღწევად; სუფთა კუნძულები, როგორც წესი, ექსტრემალური შემთხვევებისთვის სარეზერვო გენერატორს ამატებენ.

5. რამდენად მნიშვნელოვანია MPPT-ს შეერთებულ სისტემაში?დაჩრდილულ ან შეუსაბამო მასივებზე, დამოუკიდებელი MPPT თითოეული სტრიქონისთვის აღადგენს წლიური ფოტოელექტრული გამოსავლიანობის 5–10%-ს — ენერგიას, რომელიც სხვა შემთხვევაში დაიკარგებოდა. სუფთა, დაჩრდილულ მასივებზე სარგებელი მცირდება, რის გამოც ობიექტის კვლევები მნიშვნელოვანია.

6. რა ეფექტურობას უნდა ველოდო თანამედროვე მზის ენერგიის მქონე BESS დამტენი სადგურისგან?მუდმივი დენის შეერთებით, სითხით გაგრილებადი აკუმულატორების პაკეტებით და დაბალი ლოდინის რეჟიმის PCS-ით მიიღწევა 93–96%-იანი ოპერატიული ეფექტურობა — ძირითადი ცვლადი დენის შეერთებული დასტების 85–88%-იან მაჩვენებელთან შედარებით.

7. ამცირებს თუ არა მზის ენერგიის შეერთება ობიექტის მოთხოვნის საფასურს?დიახ. მზის ენერგიის გამომუშავება ამცირებს ქსელის იმპორტს პიკური ფასების ფანჯრების დროს, ხოლო BESS ამცირებს ნარჩენ 15-წუთიან პიკს — ერთდროულად ესხმის თავს როგორც ენერგეტიკულ, ასევე მოთხოვნის კომპონენტებს.