Kjerneutstyret til et solenergilagringssystem omfatter hele prosessen med kraftkonvertering, lagring, overvåking, styring og sikkerhetsbeskyttelse. Det er primært kategorisert i fem komponenter: Power Conversion Systems (PCS), energilagringsbatterisystemer, Battery Management Systems (BMS), Energy Management Systems (EMS) og tilleggsutstyr.
Power Conversion System (PCS)
Dette er kjerneutstyret for toveis konvertering mellom likestrøm (DC) og vekselstrøm (AC), som muliggjør både nettbundet og off-grid drift for solenergilagringssystemer:
(i) Nettbundne PCS: Kobler solcellepanelet (PV) og energilagringsbatterier til det offentlige strømnettet. Den lar overskuddssolenergi generert og ikke forbrukt på stedet mates inn i nettet, eller gjør det mulig å lagre elektrisitet i batterier i lavkonjunkturer. Den støtter funksjoner som toppbarbering/dalfylling (arbitrage) og nettsendingskoordinering. Mainstream-effekten varierer fra 3 kW til 100 MW.
(ii) Off-grid PCS: Designet for uavhengige microgrid-scenarier, fungerer dette systemet uten å stole på det offentlige nettet. Den leverer solenergi direkte til laster mens den lagrer overflødig energi, og sikrer en stabil strømforsyning under "øy" (frittstående) drift.
Energilagringsbatterisystem
Dette fungerer som det primære mediet for lagring av solenergi. Litiumjernfosfat (LiFePO4)-batterier er for tiden det vanlige valget for lagring av solenergi, foretrukket for deres lange sykluslevetid og utmerkede termiske stabilitet:
(i) Battericeller og -moduler: Individuelle battericeller settes sammen i serier og/eller parallelle konfigurasjoner til standardiserte moduler, skreddersydd for å møte spesifikke kraft- og kapasitetskrav.
(ii) Batteriklynger og lagringsskap: Flere moduler er satt sammen til batteriklynger, integrert med termisk styring og brannslukningsgrensesnitt, og plassert i skap. Kraftverk i stor skala bruker vanligvis containeriserte lagringsenheter, mens boligapplikasjoner ofte bruker mindre, veggmonterte eller gulvstående skap.
Batteristyringssystem (BMS)
Ansvarlig for overvåking av hele livssyklusen og sikkerhetsbeskyttelse av energilagringsbatterier:
1. Sanntidsinnsamling av data, inkludert spenning, temperatur og lade-/utladningsstrøm, fra individuelle battericeller, med denne informasjonen overført til energistyringssystemet (EMS).
2. Balansere ladetilstanden på tvers av batterimoduler for å forhindre overlading eller overutlading, og dermed forlenge den totale levetiden til batteriene. 3. Utløser sikkerhetsmekanismer – for eksempel for overtemperatur, kortslutning eller isolasjonsfeil – for raskt å koble fra den berørte kretsen og redusere sikkerhetsrisikoer.
Energiledelsessystem (EMS)
EMS fungerer som kjernen for planlegging og kontroll, og koordinerer driften av hele energilagringssystemet:
1. Samler inn data om fotovoltaisk (PV) array-utgang, nettstrømpriser og belastningsforbruk for å generere optimale lade-/utladningsstrategier.
2. Koordinerer med energilagringsomformeren og Battery Management System (BMS) for å automatisere lading og utlading, og støtter ulike driftsmoduser som selvforbruk, peak-dal arbitrage og nettfrekvensregulering.
3. Styrer strømutsendelse mens netttilkoblet, reagerer på strømreguleringskommandoer fra nettsiden for å sikre nettstabilitet.
Hjelpeutstyr
1. Brannsikkerhets- og sikkerhetsutstyr: Energilagringsskap er utstyrt med innebygde røykdetektorer og temperatursensorer. Storskala kraftverk er utstyrt med brannslokkingssystemer - som de som bruker heptafluorpropan (HFC-227ea) eller aerosolmidler - som må installeres av kvalifisert personell i samsvar med den nasjonale standarden GB 55015, "Generell kode for brannbeskyttelse i bygninger."
2. Termisk styringssystem: Boligsystemer bruker vanligvis luftkjøling, mens store kraftverk generelt bruker væskekjølesystemer. Disse opprettholder batteriets driftstemperatur innenfor et optimalt område på 25 grader til 35 grader, og forlenger dermed batteriets levetid.
3. AC/DC-kraftdistribusjon og lynbeskyttelse: Inkluderer lavspenningsbryterutstyr, DC-fordelingsskap, opptrappingstransformatorer (for store kraftstasjoner) og lynbeskyttelses-/jordingsutstyr. Disse komponentene sikrer elektrisk sikkerhet og samsvarer med den nasjonale standarden GB 50054, "Code for Design of Low-Voltage Electrical Installations."
4. Fjernovervåkingsterminal: Muliggjør ekstern visning av utstyrsstatus og gir feilvarsler, slik at drifts- og vedlikeholdspersonell (O&M) kan reagere raskt på eventuelle uregelmessigheter.