Az elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszerekben gyakran előfordulnak különböző kifejezések, mint például a hálózatra kapcsolt, az off-grid és a mikrohálózat. Mik a saját jellemzőik? Mik a különbségek? Valójában számos energiatermelő rendszert képviselnek, amelyek az elosztott fotovoltaikus energiatermeléshez kapcsolódnak. Ebben a cikkben nemcsak a hálózatra kapcsolt áramtermelő rendszerek, a hálózatra kapcsolt áramtermelő rendszerek, a hálózaton kívüli energiatároló energiatermelő rendszerek és a mikrohálózatok főbb jellemzőit mutatjuk be, hanem összehasonlítjuk őket az elektromos hálózattal, az energiával való kapcsolatuk szempontjából. a tárolóeszközök követelményeit, az alkalmazási forgatókönyveket és egyéb szempontokat egy táblázatban a könnyű hivatkozás érdekében.
Hálózatra csatlakoztatott áramtermelő rendszer
Hálózatra csatlakoztatott fotovoltaikus rendszer olyan fotovoltaikus rendszert jelent, amely közvetlenül kapcsolódik a nyilvános villamosenergia-hálózathoz. A rendszer fő összetevői közé tartoznak a fotovoltaikus modulok, a hálózatra csatlakoztatott inverterek, a kétirányú mérők és maga az elektromos hálózat. A hálózatra kapcsolt inverterek feladata, hogy a fotovoltaikus modulok által generált egyenáramot váltakozó árammá alakítsák, amelyet azután a helyi terhelésekre táplálnak. A felesleges áramot kétirányú mérőórákon keresztül értékesítik vissza a hálózatba.
A hálózatra kapcsolt áramtermelő rendszer a külső elektromos hálózatra támaszkodik, és a „spontán önhasználat, többlet villamos hálózati csatlakozás” vagy „teljes hálózati csatlakozás” üzemmódot alkalmazza. Áramkimaradás esetén a rendszer nem úgy működik, hogy megakadályozza az áram visszaáramlását a hálózatba, ami biztonsági kockázatot jelenthet.
Hálózaton kívüli áramtermelő rendszer
A hálózaton kívüli áramtermelő rendszerek az elektromos hálózattól függetlenül működnek, és nem csatlakoznak hozzá. Fotovoltaikus modulokból, hálózaton kívüli inverterekből, akkumulátorokból és terhelésekből áll. Ez a rendszer teljesen független, és nem támaszkodik hálózati áramellátásra, alkalmas távoli, hálózati lefedettség nélküli vagy gyakori áramkimaradásokkal rendelkező területekre. A hálózaton kívüli rendszereket energiatároló eszközökkel, általában akkumulátorokkal kell felszerelni az éjszakai vagy gyenge fényviszonyok melletti használatra.
A hálózaton kívüli áramtermelő rendszerek nem támaszkodnak az elektromos hálózatra, hanem a „használat közbeni tárolás” vagy „használat előtti tárolás” üzemmódra támaszkodnak, és nem érintik őket az áramkimaradások. Ez a rendszer rendkívül rugalmas és manőverezhető, és fel kell szerelni energiatároló eszközökkel, például akkumulátorokkal, hogy tárolja a nappal megtermelt villamos energiát éjszakai vagy fény hiányában történő használatra.
Hibrid energiatároló és -termelő rendszer
A hibrid energiatárolós áramtermelő rendszereket széles körben alkalmazzák olyan helyeken, ahol gyakori áramkimaradások vannak, vagy ahol a fotovoltaikus önhasználat nem tud többlet villamos energiát előállítani a hálózati csatlakozáshoz, ahol a saját felhasználású villamos energia ára jóval magasabb, mint a hálózati csatlakozás ára, és ahol a villamos energia csúcsárak vannak. sokkal magasabb, mint a völgyi villanyárak.
A rendszer fotovoltaikus modulokból, szoláris hibrid integrált gépekből, akkumulátorokból, terhelésekből stb. áll. A fotovoltaikus tömb megvilágítás mellett a napenergiát elektromos energiává alakítja, és egy napenergiával vezérelt inverteres integrált gépen keresztül táplálja a terhelést, és tölti az akkumulátort; Ha nincs fény, az akkumulátor táplálja a napenergiával vezérelt inverterrel integrált gépet, majd az AC terhelést.
A hálózatra csatlakoztatott áramtermelő rendszerekhez képest ez a rendszer töltés- és kisütésvezérlővel és akkumulátorral egészül ki. Áramkimaradás esetén a fotovoltaikus rendszer tovább tud működni, az inverter pedig kikapcsolt hálózati üzemmódba kapcsolva táplálja a terhelést.
Microgrid
A mikrohálózat olyan elosztó hálózat, amely elosztott energiaforrásokból (például fotovoltaikus és szélenergia), terhelésekből, energiatároló rendszerekből és vezérlőeszközökből áll. Az áramtermelés, -átvitel, -elosztás és -használat széleskörű integrációjához képest a nagy villamosenergia-hálózatban a mikrohálózatok főként az elosztott megújuló energia helyszíni fogyasztását és a nagy villamosenergia-hálózattal való energiacserét valósítják meg.
A mikrohálózatok működhetnek független elektromos hálózatként, vagy csatlakoztathatók a fő elektromos hálózathoz az elektromos energia cseréje érdekében. A mikrogrid rendszerek a rugalmasság és a hatékonyság jellemzőivel rendelkeznek, ami elősegítheti az elosztott energiaforrások és a megújuló energia nagyarányú integrációját.
A mikrogridekben a főhálózat, az elosztott áramforrások és az energiatároló rendszerek közötti együttműködési vezérlés energiagazdálkodási rendszereken keresztül valósul meg az elosztott energia ingadozásainak kiegyenlítése érdekében.
Különféle rendszerek összehasonlító táblázata
| Összehasonlító tételek | Hálózatra csatlakoztatott áramtermelő rendszer | Hálózaton kívüli áramtermelő rendszer | Hibrid energiatároló és -termelő rendszer | Microgrid rendszer |
| Csatlakozási kapcsolat az elektromos hálózattal | A közcélú villamosenergia-hálózathoz való közvetlen csatlakozással a felesleges villamos energia a hálózatba továbbítható, vagy a hálózatról áramot nyerhet. | Teljesen független az elektromos hálózattól, nem függ a külső áramellátástól, alkalmas olyan területekre, ahol nincs hálózati lefedettség. | Csatlakoztatható az elektromos hálózathoz, vagy áramkimaradás esetén önállóan működhet, két üzemmóddal: hálózatra csatlakoztatva és hálózaton kívül. | Külső elektromos hálózatra csatlakoztatható, és szükség esetén önállóan üzemeltethető, így a régió energia-önellátását éri el. |
| Az energiatároló eszközök iránti kereslet | Általában nincs szükség energiatárolókra, mert a felesleges villamos energia közvetlenül továbbítható a hálózatba. | Az energiatároló eszközöket (például akkumulátorokat) fel kell szerelni a nappal megtermelt villamos energia tárolására éjszakai vagy fényhiányos használatra. | Energiatárolókra is szükség van a független működés eléréséhez elektromos hálózat hiányában. | Tartalmazhat energiatároló eszközöket a régión belüli energiaellátás és kereslet kiegyensúlyozására, valamint az energiahatékonyság javítására. |
| Alkalmazási forgatókönyvek | Alkalmas városi és külvárosi területek lakó- és kereskedelmi épületeihez, valamint nagyméretű naperőművekhez. | Alkalmas távoli és elektromos hálózattal nem rendelkező területeken, például hegyvidéki területeken és szigeteken. | Alkalmas olyan területekre, ahol gyakori áramkimaradások vannak, vagy olyan felhasználók számára, akik növelni kívánják energia-önellátási arányukat. | Alkalmas kis területekre, például ipari parkokra és egyetemi kampuszokra, önmenedzselést és energiaoptimalizálást tesz lehetővé. |
| A rendszer bonyolultsága és költsége | A szerkezet viszonylag egyszerű, és a költségek alacsonyak, mivel nincs szükség energiatároló berendezésre. | A szerkezet bonyolult és költséges, energiatároló berendezéseket és független vezérlőrendszereket igényel. | A szerkezet bonyolult és költséges, ezért inverterekre és energiatárolókra van szükség, amelyek hálózatra kapcsolt és hálózaton kívüli üzemmódban is működnek. | A szerkezet a legbonyolultabb és legköltségesebb, több energiaforrás, energiatároló rendszer és komplex energiagazdálkodási rendszer integrálását igényli. |
| Az áramellátás stabilitása és megbízhatósága | Az áramellátás az elektromos hálózat stabilitásától függ, és áramszünet esetén is leáll a rendszer. | Az áramellátás teljesen független, és nincs hatással az elektromos hálózatra, de korlátozza az időjárás és az energiatároló kapacitás. | A hálózati csatlakozás és az off-grid előnyeit kombinálva továbbra is képes áramellátást biztosítani áramkimaradás esetén is, javítva az áramellátás stabilitását és megbízhatóságát | Egyensúlyt érhet el a régión belüli energiaellátás és kereslet között, javítva az áramellátás stabilitását és megbízhatóságát. |
Ezen a táblázaton keresztül vizuálisan láthatjuk az egyes fotovoltaikus villamosenergia-termelő rendszereknél a hálózathoz való kapcsolódási kapcsolatok, az energiatároló berendezések követelményeinek, az alkalmazási forgatókönyvek, a rendszer bonyolultságának és költségének különbségeit, valamint az energiaellátás stabilitását és megbízhatóságát. Ez segít nekünk kiválasztani a megfelelő rendszertípust az adott alkalmazási követelmények és feltételek alapján.