Rritja e Efikasitetit përmes BESS dhe Lidhjes së Energjisë Diellore

Përgjigje e shpejtë

Çiftëzimi i ruajtjes së energjisë në bateri (BESS) me energjinë diellore në vend është arkitektura më efikase për një vend modern karikimi për automjete elektrike, sepse ai lufton humbjet në çdo hap të zinxhirit të energjisë. Panelet diellore e shndërrojnë dritën e diellit në DC me efikasitet moduli 20-24%; një sistem gjurmimi maksimal i pikës së fuqisë (MPPT) rikuperon atë që hija dhe mospërputhja do të humbisnin përndryshe; dhe bateria shkëput gjenerimin nga kërkesa e karikimit, kështu që asnjë kilovat-orë nuk eksportohet me çmime me shumicë ose nuk kufizohet. Një sistem PV+BESS i lidhur mirë zakonisht rrit vlerën e gjenerimit diellor me 30-50% krahasuar me vetëm fotovoltaikën, ul blerjet e energjisë nga rrjeti me 40-70% dhe mundëson funksionimin me të vërtetë me zero emetime gjatë orëve të ditës. Ky udhëzues shpjegon se si të dimensiononi, çiftëzoni dhe operoni energjinë diellore dhe ruajtjen për efikasitet maksimal vajtje-ardhje.

Përmbledhjet kryesore

• Lidhja DC e PV dhe BESS shmang humbjet e konvertimit të dyfishtë, duke përmirësuar efikasitetin e sistemit me 2-4 pikë përqindjeje.
• Bateria thith tejkalimin e energjisë diellore dhe e zhvendos atë në kohë drejt kulmeve të karikimit, duke eliminuar shkurtimin dhe eksportin me vlerë të ulët.
• Modulet MPPT me diapazon të gjerë tensioni rikuperojnë 5-10% të prodhimit fotovoltaik të humbur për shkak të hijezimit të pjesshëm dhe mospërputhjes së paneleve.
• Dimensionimi i saktë i energjisë diellore në bateri bën që cikli i ruajtjes të jetë 1–1.5 herë në ditë, duke mbrojtur jetëgjatësinë e ciklit dhe ekonominë.
• Qendrat BESS me energji diellore mund të funksionojnë si ishuj me emetime zero, duke zëvendësuar gjeneratorët me naftë në vende të largëta dhe me kufizime në rrjet.

Pse PV + BESS është çiftëzimi më efikas

Prodhimi i energjisë diellore dhe kërkesa për karikim të automjeteve elektrike nuk janë të barabarta në mënyrë të natyrshme. Dielli kulmon në mesditë, por kërkesa për karikim arrin kulmin gjatë udhëtimit për në mëngjes dhe në dritaren nga pasditja e vonë deri në mbrëmje. Një vend vetëm me panele fotovoltaike përballet me një zgjedhje të pakënaqshme: të eksportojë tepricën e mesditës me çmime shumicë, ose ta kufizojë atë tërësisht. Një BESS eliminon zgjedhjen - bateria thith tepricën dhe e liron atë pikërisht kur karikuesit kanë nevojë për të.

Rritja e efikasitetit ka tre komponentë:

1. Fitimi i shfrytëzimit: çdo kilovat-orë diellore konsumohet në vend me vlerë shitjeje me pakicë ose tarifore në vend që të eksportohet me vlerë shumicë ose të shkurtohet. Kjo zakonisht vlen 30-50% më shumë të ardhura për kWh të gjeneruar. 2.Fitimi i konvertimitNë një arkitekturë të lidhur me DC, energjia diellore DC rrjedh direkt në rrjetin DC të baterisë ose në rrjetin DC të karikuesit, duke shmangur një udhëtim vajtje-ardhje me rrymën AC. Eliminimi i dy konvertimeve me inverter rikuperon 2–4 pikë përqindjeje të efikasitetit të sistemit. 3.Rritja e kërkesës së rrjetitVendndodhja importon më pak nga rrjeti, dhe importet e mbetura janë më të sheshta, duke ulur si tarifat e energjisë ashtu edhe tarifat e kërkesës.

Për një operator që krahason një qendër PV+BESS me një vend karikimi të shpejtë vetëm në rrjet, kostoja e niveluar e energjisë së furnizuar e sistemit të lidhur është shpesh 20-35% më e ulët gjatë një horizonti dhjetëvjeçar.

Rrjedha e Energjisë: Nga Paneli në Bateri dhe në Automjet

Të kuptuarit e arkitekturës së çiftëzimit sqaron se ku fitohet ose humbet efikasiteti. Ekzistojnë dy topologji kryesore:

Lidhja AC— Invertorët fotovoltaikë ushqejnë bus-in AC; një invertor i veçantë baterie ngarkon baterinë. I thjeshtë dhe modular, por energjia diellore pëson humbje të invertorit fotovoltaik, pastaj humbje të invertorit bateri-bateri: një efikasitet vajtje-ardhje prej afërsisht 85–88%.

Lidhja DC— Panelet fotovoltaike lidhen me bus-in DC të baterisë nëpërmjet një konvertuesi MPPT; një PCS qendror merret me shkëmbimin në rrjet. Energjia diellore hyn në bateri me një konvertim të vetëm dhe efikasiteti vajtje-ardhje përmirësohet në afërsisht 90–93%. Kur karikuesit mund të tërheqin DC direkt nga bus-i i përbashkët, një konvertim tjetër eliminohet.

Dizajni i lidhur me DC është arsyeja pse produktet e integruara diellore-BESS po fitojnë zbatime komerciale. Diferenca në efikasitet rritet çdo ditë: me një korrje ditore të energjisë diellore prej 1 MWh, 3-5 pikë përqindjeje të humbjes së kursyer të konvertimit është 30-50 kWh në ditë - afërsisht 11-18 MWh në vit të energjisë së rikuperueshme.

Një [stacion modern karikimi për energjinë diellore BESS EV me 200 kWh] (https://www.midapower.com/news/200kwh-solar-bess-ev-charging-station-for-zero-emission-sites/) ilustron zinxhirin e plotë: Paneli fotovoltaik → moduli MPPT → bus DC i baterisë → karikues i shpejtë DC → bateria e automjetit. Çdo fazë është projektuar për humbje minimale, dhe EMS koordinon rrjedhën në mënyrë që energjia diellore të shërbejë gjithmonë e para ngarkimit, teprica ngarkon BESS dhe importet nga rrjeti të minimizohen.

Përcaktimi i madhësisë së paneleve diellore kundrejt kapacitetit BESS

Gabimet në dimensionim - fotovoltaikë të mëdhenj ose magazinim i madh - shkatërrojnë në heshtje ekonominë e sistemeve të lidhura. Raporti qeverisës është prodhimi ditor diellor në raport me kapacitetin e baterisë dhe kërkesën e vendit:

Tre rregulla për dimensionimin e mbajnë lidhjen efikase:

1. Madhësia PV në 40–80% të energjisë vjetore të vendndodhjes, jo 100%. Mbulimi i plotë detyron baterinë të mbingarkohet me madhësi dhe të qëndrojë në gjendje të papërdorshme; mbulimi i pjesshëm maksimizon vlerën diellore për vat të instaluar. 2.Madhësoni BESS në një cikël të plotë në ditëtë tepricës së pritur diellore. Një bateri e cikluar një herë në ditë në 80% të thellësisë së shkarkimit arrin specifikimin e saj të plotë të ciklit të jetës; bateritë e vogla kanë cikël të tepërt, dhe ato të tepërta e ulin jetëgjatësinë kalendarike pa u përdorur. 3.Përputhni diapazonin e hyrjes MPPT me dritaren reale të funksionimit të grupit.Një modul MPPT me tension të gjerë rikuperon energjinë nën hije të pjesshme, mjegullën e mëngjesit dhe plakjen e panelit që një njësi me rreze të ngushtë e shkëput.

Përfitimet e Efikasitetit: MPPT, Konvertimi dhe Humbjet në Standby

Efikasiteti fitohet në detaje, dhe tre kategori humbjesh dominojnë sistemet e lidhura:

Humbjet e MPPT-së.Hija e pjesshme e një vargu panelesh mund të ulë prodhimin e një grupi të tërë me 10-20% pa optimizim për secilin varg. Modulet e fuqisë MPPT me performancë të lartë - si modulet MPPT 30-60 kW të MIDA-s të përdorura në sistemet e karikimit diellor - ndjekin pikën maksimale të fuqisë së secilit varg në mënyrë të pavarur, duke rikuperuar 5-10% të rendimentit vjetor në vendet e botës reale me hijezim ose mospërputhje të moduleve.

Humbjet në konvertim dhe në gatishmëri.Çdo inverter funksionon më keq në ngarkesë të ulët. Një sit BESS që e mban PCS-në e tij në punë boshe me ngarkesë 2–5% gjatë natës shpërdoron kilovat-orë gjatë gjithë kohës. Sistemet moderne përdorin modalitete gatishmërie ultra të ulëta (

Menaxhimi termik.Ftohja e baterisë konsumon energji; paketat e baterive të ftohura me lëng ruajnë temperaturat optimale të qelizave me një pjesë të vogël të konsumit të energjisë së ventilatorit që konsumojnë modelet e ftohura me ajër. Në vendet me klimë të nxehtë, ftohja me lëng mund të kursejë 3-5% të energjisë së sistemit të baterisë krahasuar me ftohjen me ajër të detyruar, duke zgjatur njëkohësisht jetëgjatësinë e qelizave.

Të marra së bashku, këto masa e ngrenë një sistem të lidhur nga "efikasitet prej 90% në tabelën e emrit" në "efikasitet operativ prej 93–96%" - diferenca midis një [stacioni karikimi BESS me energji diellore 2 MWh] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) që jep energjinë e tij të vlerësuar dhe një sistemi që humbet në heshtje energjinë e një seance çdo dy javë.

Vende me emetime zero dhe zhvendosje nafte

Shpërblimi strategjik i këtij çiftëzimi është pavarësia operacionale. Në vende të largëta, me kufizime në rrjet ose në raste fatkeqësish, një qendër energjie diellore + BESS zëvendëson gjeneratorin me naftë - përgjigjja e trashëguar për "nuk ka rrjet këtu".

Krahasimi është i qartë. Një gjenerator dizel në një pikë shërbimi në autostradë djeg 3-4 litra në orë me ngarkesë të pjesshme, lëshon 2.5-3 kg CO2 për litër dhe kërkon logjistikë karburanti. Një qendër diellore + BESS me 150-400 kWp fotovoltaike dhe 500 kWh-2 MWh magazinim ofron të njëjtin shërbim karikimi me zero emetime në vend, funksionim të heshtur dhe një kosto marxhinale afër zeros pasi të instalohet.

Qendrat operative raportojnë tre rezultate të matshme:

• Kursime në karburant dhe logjistikë prej 15,000–60,000 dollarë në vitkundrejt funksionimit ekuivalent me naftë;
• Ulje e emetimeve të karbonit prej 40–120 tonësh CO2 në vitpër vendndodhje, e cila gjithashtu kualifikohet për programet e kreditit të karbonit në disa tregje;
• Kohëzgjatja e funksionimit mbi 95%për orare karikimi të dominuara nga drita e ditës, me rrjetin ose një gjenerator rezervë që mbulon kulmet e thella të mbrëmjes.

Arkitektura [stacioni i karikimit BESS me kontejner 500 kWh](https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) - një bateri me kontejner me hyrje të integruar diellore - është blloku standard i ndërtimit për vende të tilla, pasi ajo transportohet si një njësi e vetme dhe vihet në punë pa punime civile.

Përfundim

Energjia diellore dhe ruajtja e energjisë nuk janë përmirësime shtesë në një vend karikimi; ato janë një sistem i çiftëzuar, efikasiteti i kombinuar i të cilit tejkalon shumën e pjesëve të tij. Çiftimi DC heq humbjet e konvertimit, MPPT rikuperon humbjet e hijes dhe bateria e shndërron tepricën diellore të mesditës në të ardhura nga karikimi në mbrëmje. Me madhësi të saktë - fotovoltaike në 40-80% të energjisë së vendit, cikli BESS një herë në ditë, module MPPT me gamë të gjerë - një qendër BESS me energji diellore ul blerjet e rrjetit me 40-70%, zëvendëson naftën në vende të largëta dhe ofron karikim me zero emetime aty ku ka më shumë rëndësi. Për operatorët, pyetja e efikasitetit nuk është më "a funksionon dielli me ruajtjen e energjisë?", por "cila arkitekturë çiftëzimi kap më shumë nga çdo kilovat-orë?"

Pyetje të shpeshta

1. Cili është ndryshimi midis çiftëzimit AC dhe DC për energjinë diellore + BESS?Në çiftëzimin AC, energjia fotovoltaike dhe bateria kanë secili invertorin e tyre në bus-in AC, duke humbur 2-4 pikë të efikasitetit vajtje-ardhje. Në çiftëzimin DC, energjia diellore ushqen bus-in DC të baterisë përmes një konvertori MPPT, duke shmangur konvertimin e dyfishtë dhe duke përmirësuar efikasitetin në 90-93%.

2. Sa energji diellore duhet të lidh me një pikë karikimi BESS?Madhësia PV në 40–80% të konsumit vjetor të energjisë së vendndodhjes. Mbulimi i plotë detyron mbidimensionimin e baterive të kushtueshme; mbulimi i pjesshëm maksimizon vlerën diellore për vat të instaluar, duke e mbajtur ciklin e baterisë në mënyrë efikase.

3. Sa cikle në ditë duhet të synojë një BESS i shoqëruar?Rreth një cikël të plotë në ditë me 80% thellësi shkarkimi. Kjo shpejtësi arrin jetëgjatësinë e ciklit të vlerësuar të baterisë dhe e mban ekonominë të shëndetshme; cikli i tepërt e degradon baterinë, dhe cikli i pamjaftueshëm shpërdoron kapitalin.

4. A mund të funksionojë plotësisht jashtë rrjetit një sit BESS me energji diellore?Po, me energji fotovoltaike, magazinim dhe kërkesë të mjaftueshme të ponderuar gjatë ditës. Vendet hibride mbajnë një lidhje rrjeti për qëndrueshmëri dhe maja të thella në mbrëmje; ishujt e pastër zakonisht shtojnë një gjenerator rezervë për raste ekstreme.

5. Sa rëndësi ka realisht MPPT në një sistem të lidhur?Në vargjet e hijëzuara ose të papajtueshme, MPPT e pavarur për varg rikuperon 5-10% të rendimentit vjetor fotovoltaik - energji që përndryshe do të humbiste. Në vargjet e pastra dhe të pahijëzuara, përfitimi zvogëlohet, prandaj studimet në vend kanë rëndësi.

6. Çfarë efikasiteti duhet të pres nga një stacion modern karikimi me energji diellore BESS?Një efikasitet operacional vajtje-ardhje prej 93–96% është i arritshëm me çiftëzimin DC, paketat e baterive të ftohura me lëng dhe PCS me gatishmëri të ulët - krahasuar me 85–88% për pirgjet bazë të çiftëzuara me AC.

7. A i ul çiftëzimi diellor tarifat e kërkesës së vendit?Po. Prodhimi i energjisë diellore ul importet nga rrjeti gjatë dritareve të çmimeve maksimale, dhe BESS e sheshon pikën e mbetur të pikut 15-minutësh, duke sulmuar njëkohësisht si komponentët e energjisë ashtu edhe ata të kërkesës së faturës.