Šiuolaikinės energetikos pertvarkos kontekste fotovoltinės energijos kaupimo sistemos tampa svarbia tvarios energetikos plėtros sudedamąja dalimi su savo unikaliais pranašumais. Dėl didelio fotovoltinės išėjimo galios svyravimo ir atsitiktinumo fotovoltinės galios nestabilumas riboja prieigą ir perdavimą. Siekiant išspręsti šią problemą, atsirado energijos kaupimo technologija, kuri gali pasiekti tokias funkcijas kaip skutimas didžiausias, apkrovos sekimas ir energijos kokybės valdymas. Fotovoltinės energijos kaupimo sujungimo metodas yra pagrindinė grandis siekiant efektyvaus energijos panaudojimo.
1. Nuolatinės srovės sujungimo būdas
Nuolatinės srovės jungtis yra įprastas fotovoltinės energijos kaupimo sujungimo būdas. Tokiu būdu fotovoltinės energijos gamybos sistemos generuojama nuolatinė srovė tiesiogiai prijungiama prie energijos kaupimo sistemos. Saulės baterijų generuojama nuolatinė elektros energija gali būti integruota per tokius įrenginius kaip kombainų dėžės, o dalis gali būti tiesiogiai tiekiama nuolatinės srovės apkrovoms, o kita dalis gali būti įkraunama į energijos kaupimo baterijas per nuolatinės srovės keitiklius. Kai reikia elektros energijos, energijos kaupimo akumuliatorius išleidžia nuolatinę srovę per nuolatinės srovės keitiklį, kuris keitikliu paverčiamas kintamosios srovės energija, kad būtų galima naudoti kintamosios srovės apkrovoms.
Nuolatinės srovės sujungimo metodo pranašumas yra tas, kad sistemos struktūra yra gana paprasta, su mažiau energijos konvertavimo jungčių, todėl energijos nuostoliai yra mažesni. Tuo pačiu metu, kai kuriuose taikymo scenarijuose su didelėmis nuolatinės srovės apkrovomis, pavyzdžiui, ryšio bazinėse stotyse, duomenų centruose ir kt., nuolatinės srovės jungtis gali efektyviau patenkinti jų elektros energijos poreikius. Tačiau šis metodas taip pat turi tam tikrų apribojimų, tokių kaip aukšti energijos kaupimo baterijų reikalavimai ir gero nuolatinės srovės įkrovimo ir iškrovimo našumo poreikis.
2. Ryšio sujungimo būdas
Ryšio sujungimo metodas yra dar vienas svarbus fotovoltinės energijos kaupimo sujungimo būdas. Tokiu būdu fotovoltinė energijos gamybos sistema ir energijos kaupimo sistema atitinkamai prijungiamos prie kintamosios srovės elektros tinklo per inverterius. Fotovoltinės energijos gamybos sistemos generuojama nuolatinė srovė pirmiausia per keitiklį paverčiama kintamąja srove, o tada prijungiama prie elektros tinklo arba naudojama kintamos srovės apkrovoms. Kai reikia kaupti energiją, kintamosios srovės energija tinkle paverčiama nuolatine srove per energijos kaupimo keitiklį, kad būtų įkrauta energijos kaupimo baterija. Iškrovimo proceso metu energijos kaupimo akumuliatoriaus nuolatinė energija paverčiama kintamąja energija per energijos kaupimo keitiklį, kad būtų galima naudoti kintamosios srovės apkrovoms arba grįžtamajam ryšiui į elektros tinklą.
Pavyzdžiui, nedidelėje gamykloje fotovoltinė energijos kaupimo sistema įrengiama naudojant kintamosios srovės movą. Dienos metu saulės kolektoriai gauna saulės spindulių, kad generuotų nuolatinę srovę, kuri per fotovoltinius keitiklius paverčiama kintama srove. Dalis elektros energijos tiesiogiai tiekiama gamykloje esančioms kintamosios srovės apkrovoms, tokioms kaip varikliai ir apšvietimo įranga; Kita elektros energijos perteklius integruojamas į elektros tinklą. Esant nepakankamai šviesai arba nakties metu, gamyklos elektros poreikį užtikrina elektros tinklas. Tuo pačiu metu, jei elektros kaina tinkle šiuo metu yra didelė, energijos kaupimo sistema gali atlikti tam tikrą vaidmenį. Kintamoji elektros tinklo srovė paverčiama nuolatine srove per energijos kaupimo keitiklį, kad būtų įkrauta energijos kaupimo baterija. Sutrikus elektros tinklo veikimui ar mažoms elektros kainoms, energijos kaupimo akumuliatoriai nuolatinės srovės elektrą paverčia kintamosios srovės elektra per energijos kaupimo inverterius, kuriuos naudoja gamyklos kintamosios srovės apkrovos, taip optimizuodamos energijos panaudojimą ir sumažindamos sąnaudas.
Ryšio sujungimo metodo pranašumas yra didelis lankstumas ir suderinamumas, kuris gali būti gerai integruotas su esamomis kintamosios srovės elektros tinklo sistemomis. Tuo pačiu metu jis gali gerai prisitaikyti prie įvairių tipų ir pajėgumų fotovoltinės energijos gamybos sistemų ir energijos kaupimo sistemų. Tačiau ryšio sujungimo metodu yra daug energijos konvertavimo grandžių, o energijos nuostoliai yra gana dideli.
3. Hibridinis sujungimo būdas
Siekiant visapusiškai išnaudoti nuolatinės srovės sujungimo ir kintamosios srovės sujungimo pranašumus, tuo pačiu įveikiant jų apribojimus, atsirado hibridinio sujungimo metodai. Hibridinis sujungimo metodas sujungia nuolatinės srovės ir kintamosios srovės sujungimo charakteristikas, kurios gali pasiekti tiesioginį nuolatinės srovės sujungimą tarp fotovoltinės energijos gamybos sistemų ir energijos kaupimo sistemų, taip pat sąveiką su elektros tinklu per kintamosios srovės jungtį.
Hibridinio sujungimo režimu fotovoltinė energijos generavimo sistema gali pasirinkti nuolatinės arba kintamosios srovės išvestį pagal faktinę situaciją. Kai reikia tiekti maitinimą nuolatinės srovės apkrovoms arba įkrauti energijos kaupimo baterijas, galima naudoti nuolatinės srovės išvestį; Sąveikaujant su elektros tinklu arba tiekiant maitinimą kintamosios srovės apkrovoms, galima naudoti kintamosios srovės išvestį. Energijos kaupimo sistema taip pat gali pasirinkti nuolatinės arba kintamosios srovės įkrovimo ir iškrovimo būdus, kad būtų pasiektas lankstesnis ir efektyvesnis energijos valdymas.
Yra įvairių fotovoltinės energijos kaupimo sujungimo būdų, kurių kiekvienas turi unikalių pranašumų ir taikomų scenarijų. Praktikoje būtina parinkti tinkamus sujungimo būdus, pagrįstus specifiniais poreikiais ir sąlygomis, kad būtų pasiektas efektyvus fotovoltinės energijos kaupimo sistemų veikimas ir tvarus vystymasis.