Diseño y Análisis Económico de Sistemas PV-ESS Domésticos
Los sistemas de almacenamiento de energía almacenan electricidad para el afeitado de picos o emergencias. A pesar de su menor eficiencia, las baterías de iones de litio dominan debido a su rápida descarga y larga vida útil. Un sistema típico incluye un medidor, inversor, controlador, caja de baterías y cargador para gestionar el flujo de energía y garantizar la compatibilidad con la red.
El almacenamiento fotovoltaico (PV) está expandiéndose en China, con los sistemas residenciales creciendo debido a la disponibilidad de techos y la reducción de costos (~2,000 yuanes/kW). La integración del PV con electrodomésticos y el almacenamiento de la red permite un consumo eficiente, beneficiando a un tercio de los hogares.
Puntos Clave de Instalación para Sistemas PV Residenciales
La estabilidad es primordial en los proyectos PV residenciales. La inestabilidad del sistema interrumpe la operación de la estación de energía y reduce la eficiencia de generación, lo que requiere protocolos de instalación rigurosos para asegurar un rendimiento continuo.
Selección del Sitio
La mayoría de las estaciones PV en techos requieren ángulos optimizados de la estructura de soporte para asegurar al menos 30 minutos de luz solar directa diaria. Los paneles solares deben agruparse en la misma estructura de soporte, con componentes a nivel del suelo colocados estratégicamente para minimizar la interferencia ambiental.
Análisis de Costos de Sistemas PV
El costo total de una estación de energía PV incluye consideraciones de uso de tierra. Para techos residenciales, las dimensiones típicas de los paneles son ~0.74×0.75×0.75 = 0.34 m³ (ajustar unidades de fórmula según sea necesario). El área del techo se correlaciona directamente con la escala de los componentes y los costos de instalación. Los diseñadores deben equilibrar el espaciamiento de los paneles, la integración del edificio y los gastos de mantenimiento—diseños más cercanos aumentan los costos de instalación, mientras que las estaciones a nivel del suelo incurren en mayores costos de construcción y mantenimiento, haciendo que las unidades en techos sean más económicas.Los cálculos de inversión se centran en los costos de instalación + mantenimiento, requiriendo desgloses precisos de costos.Los sistemas de almacenamiento PV domésticos integran tres módulos principales: generación PV, almacenamiento de baterías y control del sistema.
Diseño de Sistemas de Almacenamiento de Energía PV
(1) Módulo de Generación PV
Convierte la energía solar en electricidad para complementar las necesidades de energía del hogar, sirviendo como la entrada principal de energía.
(2) Módulo de Almacenamiento de Baterías
Almacena la energía excedente del arreglo PV para su uso posterior. Parámetros configurables (por ejemplo, regulación de potencia, corriente de descarga) permiten soluciones personalizadas para diversas cargas (comúnmente emparejadas con electrodomésticos del hogar).Este módulo requiere comunicación fluida con otros dispositivos. Los diseñadores deben coordinar con los usuarios durante la instalación; los componentes PV a menudo utilizan protocolos bidireccionales para minimizar los costos adicionales de hardware.
Análisis de Beneficios Económicos
Los sistemas PV ofrecen múltiples ventajas:
Estas características permiten estrategias de almacenamiento de energía optimizadas para maximizar el ROI.
Conclusión
Este documento presenta un marco de diseño integral para sistemas PV y de almacenamiento distribuido, cubriendo la selección del tipo de estación y la lógica de control para mejorar la flexibilidad de la red y reducir las interrupciones.
Las contribuciones clave incluyen:
Esta investigación proporciona insights accionables para promover la adopción de PV residencial.
