Dizajn in ekonomsko analiza gospodinjskih sistemov PV-ESS

Sistemi za shranjevanje energije shranjujejo električno energijo za zmanjševanje vrhunskih obremenitev ali nujnosti. Litij-ionske baterije, čeprav so manj učinkovite, prevladujejo zaradi hitrega razpina in dolge življenjske dobe. Tipičen sistem vključuje števec, inverter, nadzornik, baterijsko skrinjo in napajalnik za upravljanje pretoka energije ter zagotavljanje združljivosti s mrežo.

Shranjevanje fotovoltaične (PV) energije se v Kitajski razširja, z narastkom stanovanjskih sistemov zaradi dostopnosti streh in zmanjšanjem stroškov (~2.000 juan/kW). Integracija PV s gospodinjskimi aparati in mrežnim shranjevanjem omogoča učinkovito lastno porabo, kar koristi eni tretjini družin.

Ključni točki namestitve stanovanjskih PV sistemov

Stabilnost je ključna pri stanovanjskih PV projektih. Nestabilnost sistema moti delovanje elektrarne in zmanjša učinkovitost proizvodnje, zato je potrebno strogo upoštevati protokole namestitve, da se zagotovi zvezno delovanje.

Izbira lokacije

Večina strešnih PV postaj zahteva optimizirane kote podpornih struktur, da se zagotovi vsaj 30 minut neposrednega sončnega svetlobe na dan. Sončne celice bi morale biti združene na isti podporni strukturi, z opozorilom, da morajo biti komponente na tleh strategično postavljene, da se zmanjša okoljska motnja.

Analiza stroškov PV sistemov

Celoten strošek PV elektrarne vključuje oziroma uporabo zemljišča. Za stanovanjske strehe so tipične dimenzije panelov ~0,74×0,75×0,75 = 0,34 m³ (prilagodite enote formule po potrebi). Površina strehe je neposredno sorazmerna z merilom komponent in stroški namestitve. Načrtovalci morajo ravnotežiti razmak panelov, integracijo z gradbami in stroški vzdrževanja – bližji razporedi povečujejo stroške namestitve, medtem ko imajo postaje na tleh višje stroške gradnje in vzdrževanja, kar čini strehne enote bolj ekonomičnimi.Razprave o investicijah se osredotočajo na stroške namestitve in vzdrževanja, kar zahteva natančno razdelitev stroškov.Domači sistemi za shranjevanje PV energije vključujejo tri osnovne module: proizvodnjo PV, shranjevanje v baterijah in nadzor sistema.

Načrtovanje sistemov za shranjevanje PV energije

(1) Modul proizvodnje PV

Pretvarja sončno energijo v električno energijo, da dopolni potrebe stanovanjskega električnega pretiska, ki služi kot glavni vir energije.

(2) Modul shranjevanja v baterijah

Shrani presežek energije iz PV polja za kasnejše uporabo. Konfigurabilni parametri (npr. regulacija moči, tok razpina) omogočajo prilagojene rešitve za različne obremenitve (običajno kombinirane z gospodinjskimi aparati).Ta modul zahteva brezhibno komunikacijo z drugimi napravami. Načrtovalci bi morali sodelovati z uporabniki med namestitvijo; komponente PV pogosto uporabljajo dvosmerne protokole, da se zmanjšajo dodatni stroški strojne opreme.

Analiza gospodarskih prednosti

PV sistemi ponujajo več prednosti:

• Dolg življenjski čas (>10 let, minimalno vzdrževanje), nič emisij in visoka gostota energije;

• Neposredno spremljanje in samodejna regulacija za varno in zanesljivo delovanje;

• Neposredno oskrbovanje z energijo uporabnikom ali integracija z mrežo brez obsežnih posodobitev shranjevanja.

Te značilnosti omogočajo optimizirane strategije shranjevanja energije, da se maksimizira ROI.

Zaključek

Ta članek predstavlja celosten okvir za načrtovanje PV in distribuiranih sistemov shranjevanja, ki zajema izbiro tipa postaje in logike nadzora, da se izboljša prilagodljivost mreže in zmanjšajo odmor.

Ključni prispevki vključujejo:

• Kvantifikacijo meril učinkovitosti preko primerov tipičnih elektrarn;

• Označevanje ključnih prednosti stanovanjskih PV (visoka učinkovitost proizvodnje, močna zmogljivost shranjevanja);

• Analizo učinkovitosti enot za shranjevanje in strategij nadzora skozi življenjski cikel projekta, da se informirajo tehnična in gospodarska odločanja.

Ta raziskava prinaša praktične vpoglede za spodbujanje uporabe stanovanjskih PV sistemov.