1. El almacenamiento de energía y la energía fotovoltaica son dos industrias.
La relación entre ellos es que elsistema fotovoltaicoconvierte la energía solar en energía eléctrica, y elsistema de almacenamiento de energíaAlmacena la energía eléctrica generada por los equipos fotovoltaicos. Cuando se necesita esta parte de la energía eléctrica, se invierte en energía CA a través de un convertidor de almacenamiento de energía para que la utilice la carga o la red.
2. Explicación de términos clave
Según la explicación de Google, en algunas situaciones de la vida diaria, es necesario convertir la energía de CA en energía de CC, lo que se denominacircuito de rectificación. En otras situaciones, es necesario convertir la energía CC en energía CA, lo que corresponde al proceso inverso de rectificación y se define como uncircuito inversor. Bajo ciertas condiciones, un conjunto de circuitos de tiristores se puede utilizar como circuitos rectificadores y circuitos inversores. Este dispositivo se llamaconvertidor, que incluye rectificadores, inversores, convertidores de CA y convertidores de CC.
Entendamos de nuevo:
El nombre en inglés para un convertidor es 'inversor', que generalmente se implementa como un componente electrónico de potencia para transferir energía. Se puede dividir en los siguientes tipos según el tipo de voltaje antes y después de la conversión:
Convertidor CC/CC, tanto la parte delantera como la trasera son DC, con diferentes voltajes, sirviendo comotransformador CC
Convertidor CA/CC, Conversión de CA a CC,rectificadorfunción
Convertidor CC/CA, Convertidor de CC a CA, la función delinversor
Inversor CA/CA, con diferentes frecuencias delanteras y traseras, la función delinversor
Además del circuito principal (circuito rectificador, circuito inversor, circuito de conversión de CA y circuito de conversión de CC), el inversor también requiere un circuito de activación (o circuito de accionamiento) para controlar el encendido/apagado de los elementos de conmutación de potencia y un circuito de control para Regular y controlar la energía eléctrica.
El nombre delconvertidor de almacenamiento de energíaes un Sistema de Conversión de Energía, abreviado como PCS, que controla el proceso de carga y descarga de la batería, convierte la electricidad CA y CC, y está compuesto por convertidores bidireccionales CC/CA, unidades de control, etc.
3. Clasificación convencional PCS
Se puede dividir en dos industrias diferentes: fotovoltaica y almacenamiento de energía, ya que sus funciones correspondientes tienen diferencias esenciales:
Inversor - CC a CA: La función principal es invertir la electricidad DC convertida de energía solar en electricidad AC a través de equipos fotovoltaicos, que pueden ser utilizados por cargas o integrarse a la red eléctrica o almacenarse.
Centralizado: Aplicable a grandes centrales eléctricas terrestres, fotovoltaica industrial distribuida y comercial, con una potencia de salida general superior a 250KW
Tipo de cadena: aplicable a grandes centrales eléctricas terrestres, fotovoltaica industrial y comercial distribuida (generalmente con una potencia de salida inferior a 250 KW, trifásica) y fotovoltaica doméstica (generalmente con una potencia de salida inferior o igual a 10 KW, monofásica)
Micro reversa: aplicable a energía fotovoltaica distribuida (generalmente potencia de salida menor o igual a 5 KW, trifásica), fotovoltaica doméstica (generalmente potencia de salida menor o igual a 2 KW, monofásica)
Hay tres tipos de sistemas de almacenamiento de energía:Almacenamiento grande, almacenamiento industrial y comercial y almacenamiento doméstico.. También se pueden dividir en inversores acumuladores de energía (inversores acumuladores de energía tradicionales, híbridos) y máquinas integradas.
Convertidor de conversión AC-DC: La función principal es controlar la carga y descarga de la batería. La electricidad de CC generada por la generación de energía fotovoltaica se convierte en electricidad de CA a través del inversor. En este momento, una parte de la energía eléctrica debe almacenarse en la batería y la electricidad de CA debe convertirse en electricidad de CC a través del convertidor de almacenamiento de energía para cargar. Cuando se necesita esta parte de la energía eléctrica, la electricidad de CC de la batería debe convertirse en electricidad de CA (generalmente 220 V, 50 HZ) a través del convertidor de almacenamiento de energía para uso de carga o conexión a la red. Este es el proceso de alta.
Almacenamiento de energía a gran escala: centrales eléctricas terrestres, centrales eléctricas de almacenamiento de energía independientes, generalmente con una potencia de salida superior a 250 KW
Almacenamiento industrial y comercial.: Generalmente, la potencia de salida es menor o igual a 250KW
Almacenamiento de energía doméstico: generalmente potencia de salida inferior o igual a 10KW
Inversores de almacenamiento de energía tradicionales: utiliza principalmente esquemas de acoplamiento de CA, con escenarios de aplicación centrados principalmente en grandes almacenamientos de energía
Híbrido: Adopta principalmente un esquema de acoplamiento de CC y su escenario de aplicación es principalmente almacenamiento doméstico.
Máquina integrada: inversor de almacenamiento de energía + paquete de baterías, producido principalmente por Tesla y Ephase
Escenarios de aplicación y ventajas de los inversores de almacenamiento de energía.
1. Escenarios de aplicación:
Reducción de picos de la red eléctrica: almacenar energía eléctrica cuando la carga es baja y liberarla cuando la carga es alta, suavizando la diferencia entre picos y valles de la red eléctrica y mejorando la estabilidad y confiabilidad de la red eléctrica. Por ejemplo, durante períodos de bajo consumo de electricidad, los inversores de almacenamiento de energía rectifican la energía de CA en la red en energía de CC y la almacenan en el paquete de baterías; Durante los períodos de mayor consumo de electricidad, la corriente continua del paquete de baterías se invierte en corriente alterna y se envía de regreso a la red eléctrica.
Microrred: En una microrred independiente, sirve como fuente de energía principal o auxiliar, proporcionando un suministro de energía confiable. Cuando la red eléctrica local se desconecta de la red eléctrica principal, el sistema de almacenamiento de energía debe actuar como una fuente de energía de la red, proporcionando control de voltaje y frecuencia a la red eléctrica local.
Fuente de alimentación de área remota: Debido a su portabilidad y flexibilidad, se puede utilizar para proporcionar suministro de energía a áreas remotas. En algunas zonas montañosas remotas o islas pequeñas, los inversores de almacenamiento de energía se conectan a las redes eléctricas locales para suavizar las fluctuaciones de energía causadas por fuentes y cargas de energía variables y estabilizar la red eléctrica.
Suministro de energía de emergencia: En situaciones de emergencia, proporcione rápidamente energía de emergencia para garantizar el funcionamiento normal de la importación.instalaciones para hormigas.
2. Ventajas:
Alta densidad de energía: Se almacena más energía por unidad de volumen, lo que puede utilizar el espacio de manera efectiva.
Larga vida útil: Las características de las reacciones químicas hacen que tenga una vida útil más larga y pueda cargarse y descargarse varias veces. Según las estadísticas, la vida útil de los inversores acumuladores de energía puede alcanzar varios años o incluso más.
Alta eficiencia: La eficiencia de conversión de energía es relativamente alta, alcanzando más del 85%, lo que reduce el desperdicio de energía.
Bajo costo de mantenimiento: El sistema es relativamente simple y tiene bajos costos de mantenimiento.
Respuesta rápida: capaz de responder rápidamente a las fluctuaciones de la red eléctrica y a los cambios de carga, mejorando la estabilidad y confiabilidad de la red eléctrica.
Escenarios de aplicación y ventajas de los inversores fotovoltaicos.
1. Escenarios de aplicación:
Generación de energía fotovoltaica distribuida en los hogares: con una capacidad pequeña, que generalmente oscila entre varios kilovatios y decenas de kilovatios, se puede integrar directamente en la red eléctrica doméstica para su uso y la electricidad restante se puede vender a la red.
Sectores industriales y comerciales.: Las grandes fábricas, los edificios comerciales y otros lugares de gran escala pueden reducir eficazmente los costos de electricidad de las empresas y reducir las emisiones de carbono.
Zonas rurales y remotas: Los inversores fotovoltaicos fuera de la red se utilizan junto con sistemas de almacenamiento de energía para proporcionar un suministro de energía estable.
Aplicaciones en entornos especiales: como las plataformas de energía eólica marina y las estaciones de investigación en zonas desérticas, requieren una mayor confiabilidad y capacidad de adaptarse a entornos extremos.
2. Ventajas:
Tecnología de seguimiento del punto de máxima potencia.: Puede ajustar automáticamente el punto de funcionamiento en función de los cambios en la intensidad de la luz y la temperatura, asegurando que el panel fotovoltaico siempre funcione cerca de su punto de máxima potencia y mejorando la eficiencia de generación de energía.
Optimización de la eficiencia: Seleccione componentes electrónicos de potencia de alto rendimiento como IGBT, MOSFET, etc., y optimice los algoritmos de control para reducir la pérdida de energía y mejorar la eficiencia de conversión.
Seguridad y confiabilidad: Diseñar circuitos de protección contra sobrecargas, instalar pararrayos y otros dispositivos de protección para garantizar el funcionamiento seguro de los equipos en condiciones climáticas adversas. Al mismo tiempo, se utiliza la tecnología IoT para lograr la recopilación y el monitoreo remotos de datos, la advertencia de fallas mediante el análisis de datos y la reducción de los costos de mantenimiento.
Escenarios de aplicación y ventajas de PCS.
1. Escenarios de aplicación:
Central eléctrica de almacenamiento de energía: La potencia es generalmente superior a 10 MW y se selecciona una topología multinivel en cascada. Se adopta el diseño del módulo IGBT y, generalmente, se instalan convertidores de CA N dentro del contenedor para admitir el funcionamiento en paralelo de varias máquinas. Se requieren transformadores para impulsar y conectarse a la red eléctrica.
Centralizado o tipo string: La potencia de los PCS centralizados es superior a 250 KW. Actualmente, se utiliza comúnmente la topología de dos niveles y también se adopta el diseño modular IGBT. Se utilizan menos dispositivos de energía y la potencia de una sola máquina puede alcanzar el nivel de MW, lo que requiere una alta confiabilidad del sistema; El tipo de cadena se utiliza principalmente en sistemas de almacenamiento de energía pequeños y medianos.
Uso industrial, comercial y doméstico.: La potencia de los PCS industriales y comerciales generalmente es inferior a 250 KW. En la actualidad, se utiliza comúnmente la topología de tres niveles, combinada con energía fotovoltaica distribuida, que puede lograr el autouso y beneficiarse de la diferencia de precios entre los picos y los valles de la red eléctrica; La potencia de los PCS domésticos es inferior a 10 KW, combinados con la energía fotovoltaica doméstica, como fuente de energía de emergencia, gestión eléctrica, etc., con altos requisitos de normas de seguridad, ruido, etc.
2. Ventajas:
Función de almacenamiento de energía bidireccional.: Puede ajustar de forma precisa y rápida el voltaje, la frecuencia y la potencia entre la red eléctrica y el sistema de almacenamiento de energía, logrando carga y descarga de potencia y corriente constantes, así como una salida de potencia suave y fluctuante.
Múltiples modos de trabajo: dividido en modo conectado a la red, modo fuera de la red y modo híbrido, que se pueden cambiar según las diferentes necesidades para adaptarse a diversos escenarios de aplicación.
control inteligente: equipado con funciones de protección como sobretensión, subtensión, sobrecarga, sobrecorriente, cortocircuito y sobretemperatura, con capacidad de detección de aislamiento para cambio de modo, logrando función de comunicación con sistemas de control de nivel superior e interruptores de energía, control de conmutación suave entre red y apagado rejilla, etcétera.
Escenarios de aplicación y ventajas de los inversores de almacenamiento de energía.
1. Escenarios de aplicación:
Sistema de generación de energía solar para el hogar.: Los usuarios pueden utilizar los paneles solares en el techo para recolectar energía solar y convertir la electricidad de CC recolectada en electricidad de CA a través de inversores de almacenamiento de energía para alimentar electrodomésticos. Garantizar el normal funcionamiento de la iluminación del hogar y de los electrodomésticos básicos durante cortes de energía o fallas de red.
Escenario de aplicación fuera de la red: En áreas remotas y países en desarrollo, junto con sistemas de generación de energía solar o eólica, proporcionan energía confiable para los residentes locales.
Fuente de alimentación de respaldo de emergencia: En áreas con frecuentes desastres naturales o cortes de energía, sirve como fuente de alimentación de respaldo de emergencia para proporcionar energía a equipos importantes y garantizar el funcionamiento normal de instalaciones importantes como hospitales y escuelas en tiempos de crisis.
Construcción de ciudades inteligentes: En el desarrollo de ciudades inteligentes, optimizar la distribución de energía y aliviar la presión causada por el consumo máximo de energía. Combinar el uso de energías renovables para mejorar la eficiencia de los recursos y promover el desarrollo sostenible.
Agricultura y sistemas de invernadero.: Proporcionar electricidad estable a los invernaderos para garantizar el crecimiento saludable de los cultivos. Combinando con sistemas de generación de energía solar para reducir los costos de energía en la producción agrícola y mejorar los beneficios económicos.
2. Ventajas:
Superar las limitaciones de los cambios climáticos: Puede convertir corriente alterna en corriente continua y almacenarla en una batería. Después de un corte de energía, puede convertir la corriente continua de la batería en corriente alterna para que la utilicen los usuarios, reduciendo el impacto de las condiciones climáticas en la estabilidad de la generación de energía.
Tener mayor eficiencia eléctrica: En comparación con los inversores fotovoltaicos conectados a la red, tiene una mayor eficiencia eléctrica, proporcionando a los usuarios electricidad más estable y duradera, evitando inconvenientes y problemas causados por el sistema eléctrico.m fracasos.
Tener alta estabilidad: En caso de una falla del sistema de la red eléctrica, puede convertir directamente la energía de CC almacenada en energía de CA para usar en el sistema de la red eléctrica, con menos influencia de factores externos y reduciendo los costos de electricidad.