Perancangan dan Analisis Ekonomi Sistem PV-ESS Rumah Tangga

Sistem penyimpanan energi menyimpan listrik untuk pengurangan puncak atau keadaan darurat. Baterai litium-ion, meskipun efisiensinya lebih rendah, mendominasi karena pengisian ulang yang cepat dan umur pakai yang panjang. Sistem yang typikal termasuk meter, inverter, kontroler, kotak baterai, dan charger untuk mengelola aliran daya dan memastikan kompatibilitas dengan jaringan.

Penyimpanan PV sedang berkembang di Cina, dengan sistem rumah tangga tumbuh berkat ketersediaan atap dan penurunan biaya (~2.000 yuan/kW). Mengintegrasikan PV dengan peralatan rumah tangga dan penyimpanan jaringan memungkinkan konsumsi sendiri yang efisien, menguntungkan sepertiga dari rumah tangga.

Titik Instalasi Kunci untuk Sistem PV Rumah Tangga

Stabilitas adalah hal yang utama dalam proyek PV rumah tangga. Ketidakstabilan sistem mengganggu operasi stasiun pembangkit dan mengurangi efisiensi pembangkitan, sehingga diperlukan protokol instalasi yang ketat untuk memastikan kinerja berkelanjutan.

Pemilihan Lokasi

Sebagian besar stasiun PV atap membutuhkan sudut struktur dukungan yang dioptimalkan untuk memastikan setidaknya 30 menit cahaya matahari langsung setiap hari. Panel surya harus dikelompokkan pada struktur dukungan yang sama, dengan komponen yang dipasang di tanah ditempatkan secara strategis untuk meminimalkan gangguan lingkungan.

Analisis Biaya Sistem PV

Biaya total stasiun pembangkit tenaga PV mencakup pertimbangan penggunaan lahan. Untuk atap rumah tangga, dimensi panel tipikal adalah ~0.74×0.75×0.75 = 0.34 m³ (sesuaikan unit formula sesuai kebutuhan). Luas atap berkorelasi langsung dengan skala komponen dan biaya instalasi. Desainer harus menyeimbangkan jarak antar panel, integrasi bangunan, dan biaya pemeliharaan—layout yang lebih rapat meningkatkan biaya instalasi, sementara stasiun yang dipasang di tanah memiliki biaya konstruksi dan pemeliharaan yang lebih tinggi, menjadikan unit atap lebih ekonomis.Perhitungan investasi fokus pada biaya instalasi + pemeliharaan, memerlukan rincian biaya yang tepat.Sistem penyimpanan PV domestik mengintegrasikan tiga modul inti: pembangkitan PV, penyimpanan baterai, dan kontrol sistem.

Desain Sistem Penyimpanan Energi PV

(1) Modul Pembangkitan PV

Mengubah energi surya menjadi listrik untuk melengkapi kebutuhan daya rumah tangga, bertindak sebagai input energi utama.

(2) Modul Penyimpanan Baterai

Menyimpan energi berlebih dari array PV untuk digunakan kemudian. Parameter yang dapat dikonfigurasi (misalnya, regulasi daya, arus pelepasan) memungkinkan solusi yang disesuaikan untuk beban yang beragam (sering dipasangkan dengan peralatan rumah tangga).Modul ini memerlukan komunikasi tanpa hambatan dengan perangkat lain. Desainer harus berkoordinasi dengan pengguna selama instalasi; komponen PV sering menggunakan protokol dua arah untuk meminimalkan biaya perangkat keras tambahan.

Analisis Manfaat Ekonomi

Sistem PV menawarkan beberapa keuntungan:

• Umur panjang (>10 tahun, pemeliharaan minimal), emisi nol, dan densitas energi tinggi;

• Pemantauan real-time dan regulasi otomatis untuk operasi yang aman dan andal;

• Pasokan daya langsung ke pengguna atau integrasi jaringan tanpa peningkatan penyimpanan yang luas.

Fitur-fitur ini memungkinkan strategi penyimpanan energi yang dioptimalkan untuk memaksimalkan ROI.

Kesimpulan

Makalah ini menyajikan kerangka desain komprehensif untuk sistem PV dan penyimpanan terdistribusi, mencakup pemilihan jenis stasiun dan logika kontrol untuk meningkatkan fleksibilitas jaringan dan mengurangi pemadaman.

Kontribusi kunci meliputi:

• Kuantifikasi metrik efisiensi melalui studi kasus stasiun pembangkit tipikal;

• Menyoroti keuntungan inti PV rumah tangga (efisiensi pembangkitan tinggi, kapasitas penyimpanan kuat);

• Menganalisis kinerja unit penyimpanan dan strategi kontrol sepanjang siklus hidup proyek untuk mendukung keputusan teknis dan ekonomi.

Penelitian ini memberikan wawasan yang dapat ditindaklanjuti untuk mendorong adopsi PV rumah tangga.