طراحی و تحلیل اقتصادی سیستم‌های خانگی PV-ESS
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی برق را برای کاهش اوج تقاضا یا در مواقع اضطراری ذخیره می‌کنند. با وجود کمتر بودن کارایی، باتری‌های لیتیوم-آیون به دلیل تخلیه سریع و طول عمر طولانی غالب هستند. یک سیستم معمول شامل متر، وارونه، کنترلر، جعبه باتری و شارژر است که جریان برق را مدیریت می‌کنند و سازگاری شبکه را تضمین می‌کنند.
ذخیره‌سازی فتوولتائیک در چین در حال گسترش است، با رشد سیستم‌های مسکونی به دلیل در دسترس بودن داکوتاها و کاهش هزینه‌ها (~2000 یوان/کیلووات). ادغام فتوولتائیک با دستگاه‌های خانگی و ذخیره‌سازی شبکه امکان مصرف مؤثر خود را فراهم می‌کند که به یک سوم خانوارها مفید است.
نکات کلیدی نصب سیستم‌های فتوولتائیک خانگی
پایداری در پروژه‌های فتوولتائیک خانگی بسیار مهم است. ناپایداری سیستم عملکرد ایستگاه تولید برق را اختلال می‌دهد و کارایی تولید را کاهش می‌دهد، بنابراین نیاز به پروتکل‌های نصب دقیق برای تضمین عملکرد مداوم است.
انتخاب مکان
بیشتر ایستگاه‌های فتوولتائیک روی داکوتا نیاز به زاویه‌های بهینه ساختار حمایتی دارند تا حداقل 30 دقیقه نور مستقیم خورشیدی روزانه تأمین شود. پانل‌های خورشیدی باید در همان ساختار حمایتی گروه‌بندی شوند، با قرار دادن مولفه‌های زمینی به صورت استراتژیک برای کاهش تداخل محیطی.
تجزیه و تحلیل هزینه سیستم‌های فتوولتائیک
هزینه کل یک ایستگاه برق فتوولتائیک شامل در نظر گرفتن استفاده از زمین است. برای داکوتاهای مسکونی، ابعاد معمولی پانل‌ها ~0.74×0.75×0.75 = 0.34 متر مکعب (واحد فرمول را بر اساس نیاز تنظیم کنید). مساحت داکوتا به طور مستقیم با مقیاس مولفه‌ها و هزینه‌های نصب مرتبط است. طراحان باید تعادل بین فاصله پانل‌ها، یکپارچه‌سازی ساختمان و هزینه‌های نگهداری را حفظ کنند - چیدمان‌های نزدیک‌تر هزینه‌های نصب را افزایش می‌دهند، در حالی که ایستگاه‌های زمینی هزینه‌های ساخت و نگهداری بالاتری دارند، که ایستگاه‌های داکوتایی را اقتصادی‌تر می‌کند. محاسبات سرمایه‌گذاری روی هزینه‌های نصب + نگهداری تمرکز دارد، که نیازمند تجزیه و تحلیل دقیق هزینه‌ها است. سیستم‌های ذخیره‌سازی فتوولتائیک داخلی سه مدول اصلی را یکپارچه می‌کند: تولید فتوولتائیک، ذخیره‌سازی باتری و کنترل سیستم.
طراحی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی فتوولتائیک
(1) مدول تولید فتوولتائیک
انرژی خورشیدی را به برق تبدیل می‌کند تا نیازهای برق خانگی را تأمین کند و به عنوان ورودی اصلی انرژی عمل می‌کند.
(2) مدول ذخیره‌سازی باتری
انرژی اضافی آرایه فتوولتائیک را برای استفاده بعدی ذخیره می‌کند. پارامترهای قابل تنظیم (مثلاً تنظیم توان، جریان تخلیه) امکان راه‌حل‌های سفارشی برای بارهای مختلف (معمولاً با دستگاه‌های خانگی ترکیب می‌شود) را فراهم می‌کند. این مدول نیاز به ارتباط سلسه‌مرحلي با دستگاه‌های دیگر دارد. طراحان باید در زمان نصب با کاربران هماهنگ کنند؛ مولفه‌های فتوولتائیک اغلب از پروتکل‌های دوطرفه برای کاهش هزینه‌های سخت‌افزاری اضافی استفاده می‌کنند.
تجزیه و تحلیل مزایای اقتصادی
سیستم‌های فتوولتائیک مزایای متعددی ارائه می‌دهند:
این ویژگی‌ها امکان استراتژی‌های ذخیره‌سازی انرژی بهینه را برای بیشینه‌سازی بازده سرمایه‌گذاری فراهم می‌کنند.
نتیجه‌گیری
این مقاله چارچوب طراحی جامعی برای سیستم‌های فتوولتائیک و ذخیره‌سازی توزیع‌شده ارائه می‌دهد که شامل انتخاب نوع ایستگاه و منطق کنترل برای افزایش انعطاف‌پذیری شبکه و کاهش قطعی برق است.
مساهمات کلیدی عبارتند از:
این تحقیق دیدگاه‌های عملی برای ترویج استفاده از فتوولتائیک خانگی ارائه می‌دهد.
