Deseño e análise económica de sistemas domésticos PV-ESS

Os sistemas de almacenamento de enerxía almacenan electricidade para a redución de picos ou en caso de emerxencias. As baterías de ion-litio, a pesar da súa menor eficiencia, dominan debido á súa rápida descarga e longa vida útil. Un sistema típico inclúe un contador, inversor, controlador, caxa de baterías e cargador para xestionar o fluxo de enerxía e asegurar a compatibilidade coa rede.

O almacenamento fotovoltaico está expandíndose en China, con sistemas residenciais en crecemento debido á dispoñibilidade de teitos e ás reducións de custos (~2.000 yuanes/kW). A integración do PV cos electrodomésticos domésticos e o almacenamento na rede permite un consumo propio eficiente, beneficiando a terceira parte dos fogares.

Puntos Clave para a Instalación de Sistemas PV Domésticos

A estabilidade é fundamental nos proxectos PV domésticos. A inestabilidade do sistema interrompe a operación da central eléctrica e reduce a eficiencia da xeración, polo que son necesarios protocolos de instalación rigorosos para garantir un rendemento continuo.

Selección do Sitio

As maioria das centrais fotovoltaicas en teito requiren ángulos optimizados da estrutura de soporte para asegurar polo menos 30 minutos de luz solar directa diaria. Os paneis solares deben agruparse na mesma estrutura de soporte, con os compoñentes a nivel do solo colocados estratexicamente para minimizar a interferencia ambiental.

Análise de Custos dos Sistemas PV

O custo total dunha central fotovoltaica inclúe a consideración do uso da terra. Para os teitos residenciais, as dimensións típicas dos paneis son ~0,74×0,75×0,75 = 0,34 m³ (axuste as unidades da fórmula se necesario). A área do teito correlaciona directamente coa escala dos compoñentes e os custos de instalación. Os deseñadores deben equilibrar o espaciado dos paneis, a integración no edificio e os gastos de manutención—os diseños máis próximos aumentan os custos de instalación, mentres que as centrais a nivel do solo incurren en custos de construción e manutención máis altos, facendo que as unidades en teito sexan máis económicas.Os cálculos de investimento centranse nos custos de instalación + manutención, requirindo desgloses de custos precisos.Os sistemas de almacenamento PV domésticos integran tres módulos centrais: xeración PV, almacenamento de baterías e control do sistema.

Deseño de Sistemas de Almacenamento de Enerxía PV

(1) Módulo de Xeración PV

Converte a enerxía solar en electricidade para complementar as necesidades de enerxía do fogar, servindo como a entrada principal de enerxía.

(2) Módulo de Almacenamento de Baterías

Almacena a enerxía excedente do array PV para uso posterior. Os parámetros configurables (por exemplo, regulación de potencia, corrente de descarga) permiten solucións personalizadas para cargas diversas (comúnmente combinadas con electrodomésticos domésticos).Este módulo require comunicación fluida con outros dispositivos. Os deseñadores deben coordinarse coas persoas durante a instalación; os compoñentes PV adoitan usar protocolos bidireccionais para minimizar os custos de hardware adicional.

Análise de Beneficios Económicos

Os sistemas PV ofrecen múltiples vantaxes:

• Larga duración (>10 anos, baixa manutención), emisións zero e alta densidade de enerxía;

• Monitorización en tempo real e regulación automática para un funcionamento seguro e fiábel;

• Suministro directo de enerxía aos usuarios ou integración na rede sen actualizacións de almacenamento extensivas.

Estas características permitten estratexias de almacenamento de enerxía optimizadas para maximizar o retorno da inversión.

Conclusión

Este artigo presenta un marco de deseño comprehensivo para sistemas PV e de almacenamento distribuído, cubrindo a selección do tipo de central e a lóxica de control para mellorar a flexibilidade da rede e reducir as interrupcións.

As contribucións clave inclúen:

• Cantificar métricas de eficiencia a través de estudios de caso de centrais eléctricas típicas;

• Destacar as principais vantaxes do PV residencial (alta eficiencia de xeración, forte capacidade de almacenamento);

• Analizar o rendemento e as estratexias de control das unidades de almacenamento ao longo do ciclo de vida do proxecto para informar sobre decisións técnicas e económicas.

Esta investigación proporciona insights accionables para promover a adopción do PV doméstico.