Проектирование и экономический анализ домашних систем ПВ-ЭСС

Системы хранения энергии накапливают электроэнергию для сглаживания пиков или использования в чрезвычайных ситуациях. Литий-ионные аккумуляторы, несмотря на меньшую эффективность, доминируют благодаря быстрому разряду и длительному сроку службы. Типичная система включает счетчик, инвертор, контроллер, батарейный блок и зарядное устройство для управления потоком энергии и обеспечения совместимости с сетью.

Хранение солнечной энергии в Китае расширяется, растет количество бытовых систем из-за доступности крыш и снижения стоимости (около 2000 юаней/кВт). Интеграция солнечных панелей с бытовыми приборами и сетевым хранилищем позволяет эффективно использовать энергию, что выгодно для одной трети домохозяйств.

Ключевые моменты установки бытовых солнечных систем

Стабильность является ключевым фактором в бытовых солнечных проектах. Нестабильность системы прерывает работу электростанции и снижает эффективность генерации, поэтому необходимы строгие протоколы установки для обеспечения непрерывной работы.

Выбор места установки

Большинству крышных солнечных станций требуется оптимизация углов поддержки для обеспечения как минимум 30 минут прямого солнечного света в день. Солнечные панели должны быть группированы на одной опорной структуре, а наземные компоненты должны быть расположены так, чтобы минимизировать влияние окружающей среды.

Анализ затрат на солнечные системы

Общая стоимость солнечной электростанции включает в себя учет земельных участков. Для бытовых крыш типичные размеры панелей составляют ~0,74×0,75×0,75 = 0,34 м³ (при необходимости корректировать единицы измерения). Площадь крыши напрямую связана с масштабом компонентов и стоимостью установки. Проектировщики должны уравновешивать расстояние между панелями, интеграцию с зданием и затраты на обслуживание — более плотные раскладки увеличивают затраты на установку, а наземные станции требуют больших затрат на строительство и обслуживание, делая крышные установки более экономически выгодными. Расчет инвестиций фокусируется на затратах на установку и обслуживание, требуя точного распределения затрат. Домашние системы хранения солнечной энергии включают три основных модуля: генерацию солнечной энергии, хранение в аккумуляторах и управление системой.

Проектирование систем хранения солнечной энергии

(1) Модуль генерации солнечной энергии

Преобразует солнечную энергию в электроэнергию для дополнения потребностей домохозяйства, являясь основным источником энергии.

(2) Модуль хранения в аккумуляторах

Хранит избыточную энергию от солнечного массива для последующего использования. Настроенные параметры (например, регулировка мощности, ток разряда) позволяют создавать индивидуальные решения для различных нагрузок (часто используется вместе с бытовыми приборами). Этот модуль требует бесшовной коммуникации с другими устройствами. Проектировщики должны координировать действия с пользователями во время установки; компоненты солнечных систем часто используют двунаправленные протоколы для минимизации дополнительных затрат на оборудование.

Анализ экономических преимуществ

Солнечные системы предлагают множество преимуществ:

• Долгий срок службы (более 10 лет, минимальное обслуживание), нулевые выбросы и высокая энергетическая плотность;

• Реальное время мониторинга и автоматическое регулирование для безопасной и надежной работы;

• Прямое снабжение электроэнергией пользователей или интеграция с сетью без значительного обновления систем хранения.

Эти характеристики позволяют оптимизировать стратегии хранения энергии для максимизации ROI.

Заключение

В данной работе представлен всесторонний методический подход к проектированию солнечных и распределенных систем хранения, охватывающий выбор типа станции и логику управления для повышения гибкости сети и снижения перебоев в подаче электроэнергии.

Основные вклады включают:

• Квантификацию показателей эффективности через кейс-стади типичных электростанций;

• Выделение ключевых преимуществ бытовых солнечных систем (высокая эффективность генерации, мощные возможности хранения);

• Анализ производительности и стратегий управления модулями хранения на протяжении всего жизненного цикла проекта для принятия технических и экономических решений.

Это исследование предоставляет практические рекомендации для продвижения внедрения бытовых солнечных систем.