1. Energijos kaupimas ir fotovoltinė energija yra dvi pramonės šakos
Santykiai tarp jų yra tokiefotovoltinė sistemapaverčia saulės energiją elektros energija, oenergijos kaupimo sistemakaupia fotovoltinės įrangos pagamintą elektros energiją. Kai reikia šios elektros energijos dalies, ji per energijos kaupimo keitiklį paverčiama kintamąja energija, kad ją galėtų naudoti apkrova arba tinklas.
2. Pagrindinių terminų paaiškinimas
Remiantis „Google“ paaiškinimu, kai kuriomis kasdieninio gyvenimo situacijomis kintamosios srovės maitinimą reikia paversti nuolatinės srovės energija, kuri vadinamaištaisymo grandinė. Kitais atvejais nuolatinę srovę reikia paversti kintamosios srovės energija, kuri atitinka atvirkštinį ištaisymo procesą ir apibrėžiama kaipinverterio grandinė. Tam tikromis sąlygomis tiristorių grandinių rinkinys gali būti naudojamas ir kaip lygintuvo grandinės, ir kaip keitiklio grandinės. Šis prietaisas vadinamas akeitiklis, kuri apima lygintuvus, keitiklius, kintamosios srovės keitiklius ir nuolatinės srovės keitiklius.
Supraskime dar kartą:
Angliškas keitiklio pavadinimas yra „inverteris“, kuris paprastai naudojamas kaip galios elektroninis komponentas, skirtas energijai perduoti. Jis gali būti suskirstytas į šiuos tipus pagal įtampos tipą prieš ir po konvertavimo:
DC/DC keitiklis, tiek priekyje, tiek gale yra nuolatinės srovės, skirtingos įtampos, tarnaujančios kaip aDC transformatorius
AC/DC keitiklis, kintamosios srovės į nuolatinės srovės konvertavimas,lygintuvasfunkcija
DC/AC keitiklis, DC į kintamosios srovės keitiklis, funkcijainverteris
AC/AC keitiklis, su skirtingais priekiniais ir galiniais dažniais, funkcijainverteris
Be pagrindinės grandinės (lygintuvo grandinės, keitiklio grandinės, kintamosios srovės konversijos grandinės ir nuolatinės srovės konversijos grandinės), keitikliui taip pat reikalinga paleidimo grandinė (arba pavaros grandinė), kad būtų galima valdyti galios perjungimo elementų įjungimą / išjungimą, ir valdymo grandinė reguliuoti ir valdyti elektros energiją.
Pavadinimasenergijos kaupimo keitiklisyra galios konvertavimo sistema, sutrumpintai vadinama PCS, kuri valdo akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo procesą, konvertuoja kintamosios ir nuolatinės srovės elektros energiją ir susideda iš DC/AC dvikrypčių keitiklių, valdymo blokų ir kt.
3. PCS įprastinė klasifikacija
Ją galima suskirstyti į dvi skirtingas pramonės šakas: fotovoltinę ir energijos kaupimą, nes jų atitinkamos funkcijos turi esminių skirtumų:
Fotoelektros pramonėje yracentralizuoti, styginiai ir mikro inverteriai
Inverteris - DC į AC: Pagrindinė funkcija yra nuolatinės srovės elektros energija, paversta iš saulės energijos į kintamosios srovės elektros energiją naudojant fotovoltinę įrangą, kuri gali būti naudojama apkrovoms arba integruota į elektros tinklą arba saugoma.
Centralizuotas: taikoma didelėms antžeminėms elektrinėms, paskirstytoms pramoninėms ir komercinėms fotovoltinėms elektrinėms, kurių bendra išėjimo galia didesnė nei 250 kW
Stygos tipas: taikoma didelėms antžeminėms elektrinėms, paskirstytoms pramoninėms ir komercinėms fotovoltinėms elektrinėms (paprastai kurių išėjimo galia mažesnė nei 250 kW, trifazė) ir buitinėms fotovoltinėms elektrinėms (paprastai kurių išėjimo galia yra mažesnė arba lygi 10 kW, vienfazė)
Mikro atvirkštinis: taikoma paskirstytoms fotovoltinėms elektrinėms (paprastai išėjimo galia mažesnė arba lygi 5KW, trifazė), buitinėms fotovoltinėms elektrinėms (paprastai išėjimo galia mažesnė arba lygi 2KW, vienfazė)
Yra trijų tipų energijos kaupimo sistemos:didelė saugykla, pramoninė ir komercinė saugykla bei buitinė saugykla. Jie taip pat gali būti skirstomi į energijos kaupimo keitiklius (tradicinius energijos kaupimo keitiklius, hibridinius) ir integruotas mašinas
Keitiklis AC-DC konvertavimas: Pagrindinė funkcija yra valdyti akumuliatoriaus įkrovimą ir iškrovimą. Nuolatinės srovės elektros energija, pagaminta gaminant fotovoltinę energiją, per keitiklį paverčiama kintamosios srovės elektra. Šiuo metu dalis elektros energijos turi būti sukaupta akumuliatoriuje, o kintamosios srovės elektros energija turi būti paversta nuolatinės srovės elektra per energijos kaupimo keitiklį, kad būtų galima įkrauti. Kai reikia šios elektros energijos dalies, akumuliatoriuje esanti nuolatinė srovė turi būti paversta kintamosios srovės elektra (dažniausiai 220 V, 50 HZ) per energijos kaupimo keitiklį, kad būtų galima naudoti apkrovą arba prijungti prie tinklo. Tai yra iškrovimo procesas.
Didelio masto energijos kaupimas: antžeminės elektrinės, nepriklausomos energijos kaupimo jėgainės, kurių išėjimo galia paprastai didesnė nei 250 kW
Pramoninis ir komercinis sandėliavimas: Paprastai išėjimo galia yra mažesnė arba lygi 250 kW
Buitinės energijos kaupimas: paprastai išėjimo galia yra mažesnė arba lygi 10 kW
Tradiciniai energijos kaupimo inverteriai: daugiausia naudojamos kintamosios srovės sujungimo schemos, o taikymo scenarijuose daugiausia dėmesio skiriama dideliam energijos kaupimui
Hibridinis: daugiausia naudoja nuolatinės srovės sujungimo schemą, o jos taikymo scenarijus daugiausia susijęs su buitine saugykla
Integruota mašina: energijos kaupimo inverteris+baterija, daugiausia gaminama Tesla ir Ephase
Energiją kaupiančių keitiklių taikymo scenarijai ir privalumai
1. Taikymo scenarijai:
Didžiausias elektros tinklo skutimas: kaupia elektros energiją, kai apkrova yra maža, ir išleidžia ją, kai apkrova yra didelė, išlygina elektros tinklo piko slėnio skirtumą ir gerina elektros tinklo stabilumą ir patikimumą. Pavyzdžiui, mažo elektros suvartojimo laikotarpiais energijos kaupimo inverteriai tinkle kintamosios srovės maitinimą išlygina į nuolatinės srovės maitinimą ir kaupia akumuliatorių bloke; Didžiausio elektros suvartojimo laikotarpiais nuolatinė akumuliatoriaus bloko srovė pakeičiama į kintamąją srovę ir grąžinama atgal į elektros tinklą.
Mikrotinklas: Nepriklausomame mikrotinkle jis tarnauja kaip pagrindinis arba pagalbinis maitinimo šaltinis, užtikrinantis patikimą maitinimo šaltinį. Kai vietinis elektros tinklas yra atjungtas nuo pagrindinio elektros tinklo, energijos kaupimo sistema turi veikti kaip tinklo maitinimo šaltinis, užtikrinantis vietiniam elektros tinklui įtampos ir dažnio valdymą.
Nuotolinės zonos maitinimo šaltinis: Dėl nešiojamumo ir lankstumo jis gali būti naudojamas tiekti maitinimą atokiose vietovėse. Kai kuriose atokiose kalnuotose vietovėse ar mažose salose energijos kaupimo inverteriai yra prijungti prie vietinių elektros tinklų, kad būtų išlyginti elektros energijos svyravimai, kuriuos sukelia kintantys energijos šaltiniai ir apkrovos, ir stabilizuojamas elektros tinklas.
Avarinis maitinimo šaltinis: Avarinėmis situacijomis greitai suteikite avarinį maitinimą, kad užtikrintumėte normalų importo veikimąskruzdžių įrenginiai.
2. Privalumai:
Didelis energijos tankis: tūrio vienete sukaupiama daugiau energijos, todėl galima efektyviai išnaudoti erdvę.
Ilgas tarnavimo laikas: Dėl cheminių reakcijų charakteristikų jis tarnauja ilgiau, jį galima įkrauti ir iškrauti kelis kartus. Remiantis statistika, energiją kaupiančių inverterių tarnavimo laikas gali siekti kelerius metus ar net ilgiau.
Didelis efektyvumas: Energijos konversijos efektyvumas yra palyginti aukštas ir siekia daugiau nei 85 %, sumažinant energijos švaistymą.
Mažos priežiūros išlaidos: Sistema yra gana paprasta ir turi mažas priežiūros išlaidas.
Greitas atsakymas: geba greitai reaguoti į elektros tinklo svyravimus ir apkrovos pokyčius, gerina elektros tinklo stabilumą ir patikimumą.
Fotovoltinių keitiklių taikymo scenarijai ir privalumai
1. Taikymo scenarijai:
Buitinė paskirstyta fotovoltinės energijos gamyba: mažos galios, paprastai nuo kelių kilovatų iki dešimčių kilovatų, galima tiesiogiai integruoti į buitinį elektros tinklą, o likusią elektros energiją galima parduoti į tinklą.
Pramonės ir prekybos sektoriai: Didelės gamyklos, komerciniai pastatai ir kitos didelio masto vietos gali veiksmingai sumažinti įmonių elektros sąnaudas ir sumažinti anglies dvideginio išmetimą.
Kaimo ir atokios vietovės: Išjungti tinklo fotovoltiniai keitikliai naudojami kartu su energijos kaupimo sistemomis, kad būtų užtikrintas stabilus energijos tiekimas.
Taikymas specialiose aplinkose: tokios kaip jūros vėjo jėgainių platformos ir tyrimų stotys dykumose, reikalauja didesnio patikimumo ir gebėjimo prisitaikyti prie ekstremalios aplinkos.
2. Privalumai:
Maksimalios galios taško sekimo technologija: Jis gali automatiškai reguliuoti veikimo tašką, atsižvelgdamas į šviesos intensyvumo ir temperatūros pokyčius, užtikrindamas, kad fotovoltinė plokštė visada veiktų arti maksimalaus galios taško ir pagerintų energijos gamybos efektyvumą.
Efektyvumo optimizavimas: Pasirinkite didelio našumo galios elektroninius komponentus, tokius kaip IGBT, MOSFET ir kt., ir optimizuokite valdymo algoritmus, kad sumažintumėte energijos nuostolius ir pagerintumėte konversijos efektyvumą.
Saugumas ir patikimumas: Suprojektuoti apsaugos nuo perkrovos grandines, sumontuoti žaibo iškroviklius ir kitus apsauginius įtaisus, užtikrinančius saugų įrangos veikimą nepalankiomis oro sąlygomis. Tuo pačiu metu naudojant IoT technologiją, siekiant nuotoliniu būdu rinkti ir stebėti duomenis, perspėti apie gedimus analizuojant duomenis ir sumažinti priežiūros išlaidas.
PCS taikymo scenarijai ir privalumai
1. Taikymo scenarijai:
Energijos kaupimo jėgainė: Galia paprastai yra didesnė nei 10 MW ir pasirenkama pakopinė daugiapakopė topologija. Priimamas IGBT modulio dizainas ir paprastai N kintamosios srovės keitikliai įrengiami konteinerio viduje, kad būtų palaikomas lygiagretus kelių mašinų veikimas. Norint sustiprinti ir prisijungti prie elektros tinklo, reikalingi transformatoriai.
Centralizuotas arba eilutės tipas: Centralizuoto PCS galia viršija 250KW. Šiuo metu dažniausiai naudojama dviejų lygių topologija, taip pat taikomas IGBT modulinis dizainas. Naudojama mažiau galios įrenginių, o vienos mašinos galia gali pasiekti MW lygį, o tai reikalauja didelio sistemos patikimumo; Styginių tipas daugiausia naudojamas mažose ir vidutinėse energijos kaupimo sistemose.
Pramoniniam, komerciniam ir buitiniam naudojimui: Pramoninių ir komercinių PCS galia paprastai yra mažesnė nei 250 kW. Šiuo metu dažniausiai naudojama trijų lygių topologija, derinama su paskirstyta fotoelektra, kurią naudojant galima savarankiškai naudoti ir gauti pelno iš didžiausio elektros tinklo kainų skirtumo; Buitinių PCS galia nesiekia 10KW, derinant su buitine fotoelektra, kaip avariniu maitinimo šaltiniu, elektros valdymu ir pan., keliami aukšti saugos reikalavimų, triukšmo ir kt.
2. Privalumai:
Dviejų krypčių energijos kaupimo funkcija: Jis gali tiksliai ir greitai reguliuoti įtampą, dažnį ir galią tarp elektros tinklo ir energijos kaupimo sistemos, kad būtų užtikrinta pastovi galia ir srovės įkrovimas ir iškrovimas, taip pat sklandi ir svyruojanti galia.
Keli darbo režimai: padalintas į tinklo prijungimo režimą, išjungtą tinklo režimą ir hibridinį režimą, kurį galima perjungti pagal skirtingus poreikius, kad būtų galima prisitaikyti prie įvairių taikymo scenarijų.
Protingas valdymas: su apsaugos funkcijomis, tokiomis kaip viršįtampis, žema įtampa, perkrova, viršsrovė, trumpasis jungimas ir per didelė temperatūra, su salelės aptikimo galimybe režimų perjungimui, ryšio funkcijai su aukštesnio lygio valdymo sistemomis ir energijos jungikliais, sklandžiu perjungimo valdymu tarp tinklo ir išjungimo tinklelis ir kt.
Energiją kaupiančių keitiklių taikymo scenarijai ir privalumai
1. Taikymo scenarijai:
Namų saulės energijos gamybos sistema: vartotojai gali naudoti ant stogo esančias saulės baterijas saulės energijai rinkti ir surinktą nuolatinės srovės elektros energiją paversti kintamosios srovės elektra per energijos kaupimo keitiklius, kad maitintų buitinius prietaisus. Užtikrinti įprastą buitinio apšvietimo ir pagrindinių buitinių prietaisų veikimą nutrūkus elektros tiekimui ar gedus tinklui.
Ne tinklelio taikymo scenarijus: atokiose vietovėse ir besivystančiose šalyse kartu su saulės arba vėjo energijos gamybos sistemomis, užtikrinančiomis patikimą energiją vietos gyventojams.
Avarinis atsarginis maitinimo šaltinis: Vietose, kuriose dažnai įvyksta stichinės nelaimės arba nutrūksta elektros tiekimas, jis naudojamas kaip avarinis atsarginis maitinimo šaltinis, tiekiant maitinimą svarbiai įrangai ir užtikrinant normalų svarbių objektų, pvz., ligoninių ir mokyklų, veikimą krizės metu.
Išmani miesto statyba: Kurdami išmaniuosius miestus optimizuokite energijos paskirstymą ir sumažinkite didžiausio energijos suvartojimo sukeliamą spaudimą. Atsinaujinančios energijos panaudojimo derinimas siekiant pagerinti išteklių naudojimo efektyvumą ir skatinti tvarią plėtrą.
Žemės ūkis ir šiltnamių sistemos: Teikti stabilią elektros energiją šiltnamiams, kad būtų užtikrintas sveikas pasėlių augimas. Derinimas su saulės energijos gamybos sistemomis, siekiant sumažinti energijos sąnaudas žemės ūkio gamyboje ir padidinti ekonominę naudą.
2. Privalumai:
Oro permainų apribojimų peržengimas: Jis gali konvertuoti kintamąją srovę į nuolatinę srovę ir laikyti ją baterijoje. Nutrūkus maitinimui, jis gali konvertuoti nuolatinę akumuliatoriaus srovę į kintamąją srovę, kad vartotojai galėtų naudotis, taip sumažinant oro sąlygų poveikį energijos gamybos stabilumui.
Turint didesnį elektros efektyvumą: Palyginti su į tinklą prijungtais fotovoltiniais keitikliais, jis pasižymi didesniu elektros energijos efektyvumu, todėl vartotojams tiekiama stabilesnė ir patvaresnė elektra, išvengiama nepatogumų ir problemų dėl maitinimo sistemos.m nesėkmių.
Turintis aukštą stabilumą: Sugedus elektros tinklo sistemai, jis gali tiesiogiai konvertuoti sukauptą nuolatinės srovės energiją į kintamosios srovės energiją, skirtą naudoti elektros tinklo sistemoje, mažiau veikiant išoriniams veiksniams ir sumažinant elektros sąnaudas.