Med utviklingen av nye energiteknologier og de stadig mer alvorlige miljøutfordringene som kloden står overfor, har maksimering av utnyttelsen av rene energikilder – som sol- og vindkraft – blitt en nøkkelprioritet i vår tid. I denne artikkelen fokuserer vi på solenergiutnyttelse og gir en veiledning for hvordan du vitenskapelig kan designe et solenergilagringssystem.
Vanlige fallgruver ved utforming av solenergilagringssystemer
1. Fokuser utelukkende på batterikapasitet.
2. Standardisering av kW/kWh-forholdet på tvers av alle applikasjonsscenarier (det finnes ikke noe universelt, fast forhold som gjelder for enhver situasjon).
For å senke den utjevnede elektrisitetskostnaden (LCOE) og forbedre systemutnyttelsen, må utformingen av et fotovoltaisk (PV) energilagringssystem for enhver spesifikk applikasjon ta hensyn til de to kjernekomponentene: PV-systemet og batterisystemet.
Nøkkelbetraktninger for vitenskapelig utforming av et solenergilagringssystem
Å velge riktige PV- og batterikomponenter krever nøye vurdering av følgende faktorer:
1. Solar innstrålingsnivåer
Lokal solinnstråling påvirker valget av et solcelleanlegg betydelig. Sett i forhold til strømforbruket bør solcelleanleggets produksjonskapasitet ideelt sett være tilstrekkelig til å dekke husholdningens daglige energibehov. Data om lokal solinnstråling og relaterte beregninger kan vanligvis finnes på nettet.
2. Systemeffektivitet
Generelt opplever et komplett PV-energilagringssystem et strømtap på omtrent 12 %, som stammer fra følgende kilder:
· Tap av DC/DC konverteringseffektivitet
· Effektivitetstap for batterilading/utladingssyklus
· Tap av DC/AC-konverteringseffektivitet
· Tap av AC-ladingseffektivitet
Videre oppstår forskjellige uunngåelige tap - som overføringstap, linjetap og kontrollrelaterte tap - under systemdrift. Derfor, når du designer et PV-energilagringssystem, er det viktig å sikre at den planlagte batterikapasiteten er tilstrekkelig til å oppfylle faktiske driftskrav. Tatt i betraktning strømtapene til hele systemet, bør den nødvendige batterikapasiteten beregnes som følger:
Nødvendig batterikapasitet=Designet batterikapasitet / systemeffektivitet
3. Brukbar batterikapasitet
"Batterikapasiteten" og "brukbar kapasitet" oppført i batterispesifikasjonsarkene er nøkkelreferansepunkter for utforming av energilagringssystemer. Hvis den brukbare kapasiteten ikke er eksplisitt oppgitt, kan den beregnes ved å multiplisere batteriets totale kapasitet med utladningsdybden (DOD).
Når du parer et batteri med en energilagringsomformer, er det viktig å vurdere utladningsdybden; DOD-en konfigurert i en spesifikk omformer kan avvike fra batteriets iboende DOD-grenser.
4. Parametertilpasning
Når du designer et energilagringssystem, må du sørge for at parametrene til omformeren og batteriet justeres er kritiske. Hvis parametrene ikke stemmer overens, vil systemet fungere basert på den laveste av de to verdiene. Dette er spesielt viktig i reservestrømmodus, der designeren må bruke den nedre verdien for å beregne batterilading/utladningshastighet og strømforsyningskapasitet. For eksempel, hvis omformeren og batteriet vist i figuren nedenfor er paret, vil systemets maksimale lade-/utladningsstrøm være 50A.
5. Applikasjonsscenarier
Bruksscenarier er en annen viktig vurdering når du designer et energilagringssystem. I de fleste tilfeller brukes energilagringssystemer i boliger for å øke selvforbruket av fornybar energi - og dermed redusere avhengigheten av strømforsyning fra nettet - eller for å lagre energi generert av fotovoltaiske (PV) systemer for bruk som en reservestrømforsyning. Vanlige applikasjonsscenarier inkluderer:
· Tidspunkt for bruk (TOU)
· Reservestrømforsyning
· Selvbruk
Hvert scenario følger en distinkt designlogikk, selv om all slik logikk til syvende og sist er basert på spesifikke strømforbruksmønstre.