家庭用PV-ESSシステムの設計と経済分析
エネルギー貯蔵システムは、ピークシェービングや緊急時のために電力を貯蔵します。リチウムイオンバッテリーは効率が低いものの、急速な放電と長寿命により主流となっています。典型的なシステムには、メーター、インバータ、コントローラー、バッテリーボックス、チャージャーが含まれ、電力の流れを管理し、グリッドとの互換性を確保します。
中国におけるPV貯蔵は拡大しており、屋根の利用可能性とコスト削減（約2000元/kW）により家庭用システムが増えています。PVを家庭用電化製品とグリッド貯蔵と統合することで効率的な自家消費が可能になり、3分の1の世帯に利益をもたらします。
家庭用PVシステムの主要な設置ポイント
家庭用PVプロジェクトにおいて安定性は最重要です。システムの不安定は発電所の運転を妨げ、発電効率を低下させるため、継続的なパフォーマンスを確保するために厳格な設置プロトコルが必要です。
設置場所の選択
ほとんどの屋根上のPV発電所では、毎日最低でも30分の直射日光を得るための最適な支持構造の角度が必要です。太陽電池パネルは同じ支持構造上に集められ、地上部品は戦略的に配置して環境干渉を最小限に抑えるべきです。
PVシステムのコスト分析
PV発電所の総コストには土地使用の考慮が含まれます。住宅用屋根の場合、一般的なパネル寸法は約0.74×0.75×0.75 = 0.34 m³（必要に応じて単位を調整）。屋根面積は部品の規模と設置コストと直接関連しています。設計者はパネル間隔、建物との統合、メンテナンス費用をバランスさせなければなりません。密なレイアウトは設置費を増加させますが、地上設置ステーションは建設と維持管理コストが高いため、屋根上ユニットの方が経済的です。投資計算は設置+メンテナンスコストに焦点を当て、正確なコスト内訳が必要です。国内PV貯蔵システムは、PV発電、バッテリ貯蔵、システム制御の3つのコアモジュールを統合しています。
PVエネルギーストレージシステムの設計
(1) PV発電モジュール
太陽エネルギーを電気に変換し、家庭の電力需要を補完する主なエネルギー入力として機能します。
(2) バッテリ貯蔵モジュール
PV配列からの余剰エネルギーを後で使用するために貯蔵します。設定可能なパラメータ（例えば、電力制御、放電電流）により、多様な負荷に対してカスタマイズされたソリューションを提供できます（通常、家庭用電化製品と組み合わせられます）。このモジュールは他のデバイスとのシームレスな通信を必要とします。設計者は設置時にユーザーと協調すべきです。PVコンポーネントは多くの場合、双方向プロトコルを使用して追加のハードウェアコストを最小限に抑えます。
経済的利益分析
PVシステムは以下の利点を提供します：
これらの特徴により、ROIを最大化するための最適なエネルギー貯蔵戦略が可能になります。
結論
本論文では、PVおよび分散型貯蔵システムの包括的な設計フレームワークを提示し、発電所タイプの選択と制御ロジックを網羅して、グリッドの柔軟性を高め、停電を減らすことを目指しています。
主要な貢献は以下の通りです：
この研究は、家庭用PV採用を促進するための具体的な洞察を提供します。
