Disseny i anàlisi econòmica de sistemes PV-ESS domèstics
Els sistemes d'emmagatzematge d'energia emmagatzemen electricitat per a atenuar els punts màxims o en casos d'emergència. Les bateries de lítio-ions, malgrat la seva menor eficiència, dominen gràcies a la descàrrega ràpida i les llargues durades. Un sistema típic inclou un comptador, inversor, controlador, caixa de bateries i carregador per gestionar el flux d'energia i assegurar la compatibilitat amb la xarxa.
L'emmagatzematge fotovoltaic (PV) s'està expandint a Xina, amb sistemes residencials que creixen degut a la disponibilitat de cobertes i reduccions de costos (~2.000 yuans/kW). Integrar el PV amb electrodomèstics i l'emmagatzematge de la xarxa permet una autoconsum eficient, beneficiant un terç dels hogars.
Punts Clau d'Instal·lació per a Sistemes PV Domèstics
La estabilitat és fonamental en projectes PV domèstics. La inestabilitat del sistema interromp l'operació de la central elèctrica i redueix l'eficiència de generació, necessitant protocols d'instal·lació rigorosos per assegurar un rendiment continu.
Selecció del Lloc
La majoria de les centrals PV de coberta requereixen angles òptims de l'estructura de suport per assegurar com a mínim 30 minuts de sol directe diari. Les plaques solars haurien de ser agrupades en la mateixa estructura de suport, amb components a terra col·locats estratègicament per minimitzar les interferències ambientals.
Anàlisi de Costos dels Sistemes PV
El cost total d'una central elèctrica PV inclou consideracions sobre l'ús del terreny. Per a cobertes residencials, les dimensions típiques de les plaques són ~0.74×0.75×0.75 = 0.34 m³ (ajustar les unitats de la fórmula si cal). L'àrea de la coberta està directament relacionada amb l'escala dels components i els costos d'instal·lació. Els dissenyadors han de trobar un equilibri entre l'espaiament de les plaques, la integració de l'edifici i els gastos de manteniment—els dissenys més tancats incrementen els costos d'instal·lació, mentre que les centrals a terra tenen costos de construcció i manteniment més alts, fent que les unitats de coberta siguin més econòmiques.Els càlculs d'inversió es centren en els costos d'instal·lació + manteniment, requerint desglossaments precisos de costos.Els sistemes d'emmagatzematge PV domèstics integren tres mòduls bàsics: generació PV, emmagatzematge de bateria i control del sistema.
Disseny dels Sistemes d'Emmagatzematge d'Energia PV
(1) Mòdul de Generació PV
Converteix l'energia solar en electricitat per complementar les necessitats d'energia dels hogars, actuant com a principal entrada d'energia.
(2) Mòdul d'Emmagatzematge de Bateria
Emmagatzema l'energia excedentària de l'array PV per a un ús posterior. Paràmetres configurables (p. ex., regulació de potència, corrent de descàrrega) permeten solucions personalitzades per a diversos càrrecs (sovint associades amb electrodomèstics domèstics).Aquest mòdul requereix una comunicació fluida amb altres dispositius. Els dissenyadors haurien de coordinar-se amb els usuaris durant l'instal·lació; els components PV sovint utilitzen protocols bidireccionals per minimitzar els costos addicionals de maquinària.
Anàlisi de Beneficis Econòmics
Els sistemes PV ofereixen múltiples avantatges:
Aquests elements permeten estratègies d'emmagatzematge d'energia optimitzades per maximitzar el ROI.
Conclusió
Aquest document presenta un marc de disseny complet per a sistemes PV i d'emmagatzematge distribuït, abordant la selecció del tipus de central i la lògica de control per millorar la flexibilitat de la xarxa i reduir les interrupcions.
Les contribucions clau inclouen:
Aquesta recerca proporciona insights pràctics per promoure l'adopció del PV domèstic.
