BESS болон нарны эрчим хүчний холболтоор дамжуулан үр ашгийг нэмэгдүүлэх

Түргэн хариулт

Зайны эрчим хүчний хадгалалт (BESS)-ийг нарны эрчим хүчтэй хослуулах нь орчин үеийн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх цэгийн хамгийн үр ашигтай архитектур юм, учир нь энэ нь эрчим хүчний гинжин хэлхээний алхам бүрт алдагдлыг нөхдөг. Нарны хавтан нь нарны гэрлийг 20-24% модулийн үр ашигтайгаар тогтмол гүйдлийн эрчим хүч болгон хувиргадаг; хамгийн их цахилгаан цэгийн хяналтын систем (MPPT) нь сүүдэрлэх болон үл нийцэх байдал нь өөрөөр алдагдахыг нөхдөг; батерей нь цэнэглэх эрэлтээс үүсэлтийг салгадаг тул киловатт цагийг бөөний үнээр экспортлох эсвэл багасгахгүй. Сайн холбогдсон PV+BESS систем нь зөвхөн PV-тэй харьцуулахад нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн үнэ цэнийг 30-50% -иар нэмэгдүүлж, сүлжээний эрчим хүчний худалдан авалтыг 40-70% -иар бууруулж, өдрийн цагаар үнэхээр тэг ялгаруулалттай ажиллах боломжийг олгодог. Энэхүү гарын авлагад нарны эрчим хүч болон хадгалалтын хэмжээг хэрхэн хэмжих, холбох, ажиллуулах талаар тайлбарласан болно.

Гол дүгнэлтүүд

• PV болон BESS-ийн тогтмол гүйдлийн холболт нь давхар хувиргалтын алдагдлаас зайлсхийж, системийн үр ашгийг 2-4 хувиар сайжруулдаг.
• Батерей нь нарны эрчим хүчний хэт ачааллыг шингээж, цэнэгийн оргил үе рүү цаг хугацааны хувьд шилжүүлснээр хязгаарлалт болон бага үнэ цэнэтэй экспортыг арилгадаг.
• Өргөн хүчдэлийн хязгаартай MPPT модулиуд нь хэсэгчилсэн сүүдэрлэлт болон самбарын тохиромжгүй байдлаас болж алдагдсан фотоэлектрик гаралтын 5-10%-ийг сэргээдэг.
• Нарны эрчим хүчнээс батерей хүртэлх хэмжээг зөв сонгох нь хадгалах төхөөрөмжийн мөчлөгийг өдөрт 1-1.5 удаа байлгаж, мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа болон эдийн засгийг хэмнэнэ.
• Нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS төвүүд нь тэг ялгаруулалттай арлууд болж ажиллах боломжтой бөгөөд алслагдсан болон сүлжээнд хязгаарлагдмал байршилд байрлах дизель генераторуудыг орлож чадна.

Яагаад PV + BESS нь хамгийн үр дүнтэй хослол вэ?

Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх болон цахилгаан автомашины цэнэглэх эрэлт нь байгалийн жамаараа буруу зохицдог. Нар үд дунд оргил үедээ байдаг ч цэнэглэх эрэлт нь өглөөний ажил руугаа явах болон үдээс орой хүртэлх цонхоор оргил үедээ хүрдэг. Зөвхөн фотоэлектрик станцын хувьд таагүй сонголттой тулгардаг: үдийн илүүдлийг бөөний үнээр экспортлох эсвэл бүрмөсөн багасгах. BESS нь сонголтыг арилгадаг - батерей нь илүүдлийг шингээж, цэнэглэгчид хэрэгтэй үед нь гаргадаг.

Үр ашгийн өсөлт нь гурван бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэнэ:

1. Ашиглалтын ашигНарны киловатт-цаг бүрийг бөөний үнээр эсвэл жижиглэнгийн үнээр экспортлохын оронд жижиглэнгийн үнээр эсвэл тарифын үнээр газар дээр нь хэрэглэдэг. Энэ нь ихэвчлэн үйлдвэрлэсэн кВт.ц тутамд 30-50%-иар илүү орлоготой байдаг. 2.Хөрвүүлэлтийн ашиг: DC-холбогдсон архитектурт нарны DC нь батерейны DC автобус эсвэл цэнэглэгчийн DC автобус руу шууд урсдаг тул хувьсах гүйдлийн эргэлтээс зайлсхийдэг. Хоёр инвертер хувиргалтыг арилгах нь системийн үр ашгийг 2-4 хувийн пунктээр сэргээдэг. 3.Цахилгаан сүлжээний эрэлтийн өсөлт: тус сайт нь сүлжээнээс бага импортолдог бөгөөд үлдсэн импорт нь илүү өндөр байгаа нь эрчим хүчний төлбөр болон эрэлтийн төлбөрийг хоёуланг нь бууруулж байна.

PV+BESS төвийг зөвхөн сүлжээнд ажилладаг хурдан цэнэглэдэг цэгтэй харьцуулж буй операторын хувьд хосолсон системийн хүргэгдсэн эрчим хүчний тэгшитгэлийн өртөг нь арван жилийн хугацаанд 20-35%-иар бага байдаг.

Эрчим хүчний урсгал: Хавтангаас батерей, тээврийн хэрэгсэл хүртэл

Холболтын архитектурыг ойлгох нь үр ашгийг хаана хожих эсвэл алдахыг тодорхой болгодог. Хоёр үндсэн топологи байдаг:

AC холбогч— Хувьсах гүйдлийн автобусыг фотоэлектрик инвертер тэжээдэг; тусдаа батерейны инвертер нь батерейг цэнэглэдэг. Энгийн бөгөөд модульчлагдсан боловч нарны эрчим хүч нь фотоэлектрик инвертерийн алдагдалд ордог бөгөөд дараа нь батерей-инвертерийн алдагдалд ордог: хоёр талын үр ашиг нь ойролцоогоор 85–88% байдаг.

DC холболт— PV массивууд нь MPPT хөрвүүлэгчээр дамжуулан батерейны DC автобусанд холбогддог; нэг төв PCS нь сүлжээний солилцоог хариуцдаг. Нарны энерги нь батерей руу нэг удаагийн хөрвүүлэлтээр орж ирдэг бөгөөд хоёр талын үр ашиг нь ойролцоогоор 90–93% хүртэл нэмэгддэг. Цэнэглэгч нь хуваалцсан автобуснаас шууд DC татаж авах боломжтой үед өөр нэг хөрвүүлэлтийг арилгадаг.

DC-хосолсон загвар нь нэгдсэн нарны эрчим хүч-BESS бүтээгдэхүүнүүд арилжааны зориулалтаар ашиглагдаж байгаагийн шалтгаан юм. Үр ашгийн зөрүү өдөр бүр нэмэгдэж байна: өдөрт 1 МВт.ц нарны эрчим хүч хураахад хэмнэлттэй хувиргалтын алдагдлын 3-5 хувийн цэг нь өдөрт 30-50 кВт.ц буюу жилд ойролцоогоор 11-18 МВт.ц сэргээгдэх эрчим хүч юм.

Орчин үеийн [200 кВт.ц нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS цахилгаан цэнэглэгч станц] (https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/) нь бүрэн гинжин хэлхээг харуулж байна: PV массив → MPPT модуль → батерей DC шин → DC хурдан цэнэглэгч → тээврийн хэрэгслийн батерей. Үе шат бүрийг хамгийн бага алдагдалтай байхаар зохион бүтээсэн бөгөөд EMS нь урсгалыг зохицуулдаг тул нарны эрчим хүч үргэлж ачааллыг түрүүлж өгдөг, илүүдэл BESS-ийг цэнэглэдэг, сүлжээний импортыг хамгийн бага байлгадаг.

Нарны массивын хэмжээг BESS хүчин чадалтай харьцуулан тодорхойлох

Хэмжээний алдаа - хэт том хэмжээтэй фотоэлектрик эсвэл хэт том хэмжээтэй хадгалах төхөөрөмж - холбогдсон системийн эдийн засгийг чимээгүйхэн сүйтгэдэг. Зохицуулах харьцаа нь батерейны хүчин чадал болон талбайн эрэлттэй харьцуулсан өдөр тутмын нарны эрчим хүчний гарц юм:

Холболтыг үр ашигтай байлгахын тулд гурван хэмжээний дүрэм байдаг:

1. PV хэмжээ нь талбайн жилийн эрчим хүчний 40–80% хүртэл байна, 100% биш. Бүрэн хамгаалалт нь батерейны хэмжээг хэтрүүлж, удаан хугацаагаар ажиллахгүй байхад хүргэдэг; хэсэгчилсэн хамгаалалт нь суурилуулсан ватт тутамд ногдох нарны эрчим хүчний хэрэглээг хамгийн их байлгадаг. 2.BESS-ийг өдөрт нэг бүтэн мөчлөгт тохируулан хэмжинэнарны эрчим хүчний илүүдэл хүлээгдэж байна. Батерейг өдөрт нэг удаа цэнэг алдалтын гүний 80%-д цэнэглэхэд бүрэн мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа нь хангагдана; жижиг хэмжээтэй батерей нь хэт их эргэлттэй байдаг бол хэт том хэмжээтэй нь ашиглахгүйгээр хуанлийн ашиглалтын хугацааг бууруулдаг. 3.MPPT оролтын хүрээг массивын бодит үйлдлийн цонхтой тохируулна уу.Өргөн хүчдэлийн MPPT модуль нь хэсэгчилсэн сүүдэрлэлт, өглөөний манан, нарийн хүрээний төхөөрөмж холдуулсан хавтангийн хуучиралтын дор энергийг сэргээдэг.

Үр ашгийн өсөлт: MPPT, хөрвүүлэлт болон хүлээлтийн алдагдал

Үр ашиг нь нарийн ширийн зүйлд ялдаг бөгөөд гурван алдагдлын ангилал нь хосолсон системд давамгайлдаг:

MPPT-ийн алдагдал.Нэг самбарын утсыг хэсэгчлэн сүүдэрлэх нь утсыг оновчтой болгохгүйгээр бүхэл бүтэн массивын гаралтыг 10-20%-иар бууруулж чадна. Нарны цэнэглэх системд ашигладаг MIDA-ийн 30-60 кВт-ын MPPT модулиуд гэх мэт өндөр хүчин чадалтай MPPT цахилгаан модулиуд нь утсан бүрийн хамгийн их цахилгаан цэгийг бие даан хянаж, сүүдэрлэх эсвэл модулийн тохиромжгүй бодит орчинд жилийн гарцын 5-10%-ийг сэргээдэг.

Хөрвүүлэлт болон нөөцийн алдагдал.Инвертер бүр бага ачаалалтай үед хамгийн муу ажилладаг. PCS-ээ шөнийн турш 2-5% ачаалалтай байлгадаг BESS сайт нь цагийн турш киловатт-цаг зарцуулдаг. Орчин үеийн системүүд хэт бага зогсолтын горимыг ашигладаг (

Дулааны менежмент.Батерейны хөргөлт нь эрчим хүч зарцуулдаг; шингэн хөргөлттэй батерейны багцууд нь агаарын хөргөлттэй загваруудын сэнсний эрчим хүчний хэрэглээний багахан хэсгийг ашиглан оновчтой эсийн температурыг хадгалдаг. Халуун уур амьсгалтай газарт шингэн хөргөлт нь албадан агаарын хөргөлттэй харьцуулахад батерейны системийн эрчим хүчний 3-5%-ийг хэмнэж, эсийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.

Эдгээр хэмжүүрүүдийг хамтад нь авч үзвэл, хосолсон системийг “нэрний 90%-ийн үр ашиг”-аас “үйл ажиллагааны 93–96%-ийн үр ашиг” болгон өргөжүүлдэг бөгөөд энэ нь [2 МВт.ц нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS цэнэглэгч станц] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) нэрлэсэн эрчим хүчээ өгч байгаа болон хоёр долоо хоног тутамд нэг удаагийн эрчим хүчээ чимээгүйхэн алдаж байгаа станцын хоорондох зөрүү юм.

Тэг ялгаруулалтгүй цэгүүд болон дизель түлшний орлуулалт

Холболтын стратегийн үр ашиг нь үйл ажиллагааны бие даасан байдал юм. Алслагдсан, сүлжээнд хязгаарлагдмал эсвэл гамшгийн хариу арга хэмжээ авах байршилд нарны эрчим хүч + BESS төв нь дизель генераторыг орлодог бөгөөд энэ нь "энд сүлжээ байхгүй" гэсэн уламжлалт хариулт юм.

Харьцуулалт нь эрс тэс юм. Хурдны замын үйлчилгээний цэгийн дизель генератор нь хэсэгчилсэн ачаалалтай үед цагт 3-4 литр шатааж, литр тутамд 2.5-3 кг CO2 ялгаруулж, түлшний ложистик шаарддаг. 150-400 кВт.ц хүчин чадалтай фотоэлектрик болон 500 кВт.ц-2 МВт.ц багтаамжтай нарны эрчим хүч+BESS төв нь газар дээр нь ялгаруулалтгүй, чимээгүй ажиллагаатай, суурилуулсны дараа бараг тэг өртөгтэй ижил цэнэглэх үйлчилгээг үзүүлдэг.

Үйл ажиллагааны төвүүд гурван хэмжигдэхүйц үр дүнг мэдээлдэг:

• Жилд 15,000-60,000 ам.долларын түлш болон ложистикийн хэмнэлтдизель хөдөлгүүрийн ажиллагаатай тэнцүү;
• Жилд 40-120 тонн нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бууруулназарим зах зээл дээр нүүрстөрөгчийн зээлийн хөтөлбөрт хамрагдах боломжтой сайт тус бүр;
• Ажиллах хугацаа 95%-иас дээшөдрийн гэрэл давамгайлсан цэнэглэх хуваарийн хувьд, сүлжээ эсвэл нөөц үүсгүүр нь оройн гүн оргилуудыг хамардаг.

[500 кВт.ц контейнержуулсан BESS цэнэглэх станц](https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) архитектур - нарны эрчим хүчний оролттой контейнержуулсан батерей - нь ийм байгууламжуудын стандарт барилгын блок юм, учир нь энэ нь нэг нэгжээр тээвэрлэгдэж, барилгын ажилгүйгээр ашиглалтад ордог.

Дүгнэлт

Нарны болон хадгалах төхөөрөмж нь цэнэглэх талбайд нэмэлт сайжруулалт биш; эдгээр нь нийлмэл үр ашиг нь түүний хэсгүүдийн нийлбэрээс давсан хосолсон систем юм. Тогтмол цахилгаан холболт нь хувиргалтын алдагдлыг арилгаж, MPPT нь сүүдэрлэх алдагдлыг нөхөж, батерей нь үдийн нарны илүүдлийг оройн цэнэглэх орлого болгон хувиргадаг. Зөв хэмжээтэй - талбайн эрчим хүчний 40-80%-д PV, BESS өдөрт нэг удаа циклтэй, өргөн хүрээний MPPT модулиуд - нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS төв нь сүлжээний худалдан авалтыг 40-70% -иар бууруулж, алслагдсан байршилд дизель түлшийг нүүлгэн шилжүүлж, хамгийн чухал газарт тэг ялгаруулалттай цэнэглэлтийг хүргэдэг. Операторуудын хувьд үр ашгийн асуулт бол "нарны эрчим хүч хадгалах төхөөрөмжтэй ажилладаг уу?" биш, харин "аль холболтын архитектур нь киловатт-цаг бүрийг хамгийн их ашигладаг вэ?" юм.

Түгээмэл асуултууд

1. Нарны болон BESS-ийн хувьд хувьсах гүйдлийн болон тогтмол гүйдлийн холболтын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?Хувьсах гүйдлийн холболтод фотоэлектрик болон батерей нь хувьсах гүйдлийн автобусанд тус бүр өөрийн гэсэн инвертертэй байдаг бөгөөд энэ нь хоёр талын үр ашгийн 2-4 оноог алддаг. Тогтмол гүйдлийн холболтод нарны эрчим хүч нь батерейны тогтмол гүйдлийн автобусыг MPPT хөрвүүлэгчээр дамжуулан тэжээж, давхар хувиргалтаас зайлсхийж, үр ашгийг 90-93% хүртэл сайжруулдаг.

2. BESS цэнэглэх цэгтэй хэр их нарны эрчим хүч ашиглах ёстой вэ?PV хэмжээ нь тухайн талбайн жилийн эрчим хүчний хэрэглээний 40–80% хүртэл байна. Бүрэн хамгаалалт нь үнэтэй батерейны хэмжээг хэт ихэсгэхэд хүргэдэг; хэсэгчилсэн хамгаалалт нь батерейны эргэлтийг үр ашигтай байлгахын зэрэгцээ суурилуулсан ватт тутамд ногдох нарны эрчим хүчний үнэ цэнийг хамгийн их байлгадаг.

3. Хосолсон BESS нь өдөрт хэдэн мөчлөг хийх ёстой вэ?Цэнэглэлтийн гүний 80%-д өдөрт ойролцоогоор нэг бүтэн цикл хийгддэг. Энэ хурд нь батерейны нэрлэсэн циклийн ашиглалтын хугацааг хангаж, эдийн засгийг эрүүл байлгадаг; хэт их эргэлт нь батерейг муутгаж, дутуу эргэлт нь капиталыг үрдэг.

4. Нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS талбай сүлжээнээс бүрэн гадуур ажиллаж чадах уу?Тийм ээ, хангалттай гэрэл, хадгалах байгууламж, өдрийн цагаар жигнэсэн эрэлт хэрэгцээтэй. Эрлийз газрууд нь уян хатан чанар болон оройн гүн оргилуудын хувьд сүлжээний холболтыг хадгалдаг; цэвэр арлууд нь ихэвчлэн онцгой тохиолдолд нөөц генератор нэмдэг.

5. Холбогдсон системд MPPT үнэхээр хэр чухал вэ?Сүүдэртэй эсвэл тохиромжгүй массивууд дээр мөр тус бүрийн бие даасан MPPT нь жилийн PV гарцын 5-10%-ийг буюу өөрөөр алдагдах энергийг сэргээдэг. Цэвэр, сүүдэргүй массивууд дээр ашиг тус нь буурдаг тул сайтын судалгаа чухал юм.

6. Орчин үеийн нарны эрчим хүчээр ажилладаг BESS цэнэглэгч станцаас ямар үр ашиг хүлээх ёстой вэ?Тогтмол гүйдлийн холболт, шингэн хөргөлттэй батерейны блок, бага ачааллын горимд ажилладаг PCS-тэй бол үйл ажиллагааны хоёр талын үр ашиг нь 93-96% байдаг бөгөөд энэ нь AC холболттой үндсэн яндангийн хувьд 85-88% байдаг.

7. Нарны холболт нь тухайн талбайн эрэлтийн төлбөрийг бууруулдаг уу?Тийм ээ. Нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэл нь оргил үнийн цонхны үеэр сүлжээний импортыг бууруулдаг бөгөөд BESS нь үлдсэн 15 минутын оргил үеийг тэгшитгэж, төлбөрийн эрчим хүч болон эрэлтийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгэн зэрэг халддаг.