Dizajn i ekonomsko analiziranje kućanskih PV-ESS sistema

Sistemi za skladištenje energije čuvaju električnu energiju za suzavanje vrha potrošnje ili hitne situacije. Litij-ionske baterije, unatoč nižoj efikasnosti, dominiraju zbog brzog ispraznjenja i dugog vektra trajanja. Tipični sistem uključuje merilo, inverter, kontroler, kutiju za bateriju i punjač kako bi se upravljalo tokom struje i osigurala kompatibilnost sa mrežom.

Skladištenje fotovoltaične (PV) energije se širi u Kini, s rastom kućanskih sistema zbog dostupnosti krovne površine i smanjenja troškova (~2.000 juna/kW). Integracija PV sistema sa kućanskim uređajima i skladištem mreže omogućava efikasnu samopotrebu, što koristi jednu trećinu kućanstava.

Ključni tačke instalacije kućanskih PV sistema

Stabilnost je ključna u kućanskim PV projektima. Nestabilnost sistema prekidaje rad elektrane i smanjuje efikasnost proizvodnje, što zahteva stroga protokole instalacije kako bi se osiguralo kontinuirano performanse.

Izbor lokacije

Većina krovnih PV stanica zahteva optimizovane uglove nosača kako bi se osiguralo barem 30 minuta direktnog sunčevog svetla dnevno. Solarne panele treba grupisati na istom nosaču, dok se podzemni komponenti strategijski postavljaju kako bi se smanjila ekološka interferencija.

Analiza troškova PV sistema

Ukupni troškovi PV elektrane uključuju razmatranje korišćenja zemljišta. Za kućne krove, tipične dimenzije panela su ~0.74×0.75×0.75 = 0.34 m³ (prilagodite formule po potrebi). Površina krova direktno korelira sa skalom komponenti i troškovima instalacije. Dizajneri moraju balansirati razmak između panela, integraciju sa zgradama i troškove održavanja - bliži raspored povećava troškove instalacije, dok nadzemne stanice imaju veće troškove građevinske izrade i održavanja, što čini krovne jedinice ekonomičnijim.Izračunavanja investicija fokusirana su na troškove instalacije + održavanja, zahtevajući preciznu analizu troškova.Domaći sistemi za skladištenje PV integrišu tri ključna modula: generisanje PV, skladištenje baterija i kontrola sistema.

Dizajn sistema za skladištenje PV energije

(1) Modul generisanja PV

Pretvara sunčevu energiju u električnu energiju kako bi dopunio potrebe kućanstva za strujom, služeći kao primarni ulaz energije.

(2) Modul skladištenja baterija

Čuva prekomernu energiju sa PV niza za kasniju upotrebu. Konfigurabilni parametri (npr. regulacija snage, struja ispraznjenja) omogućavaju prilagođene rešenja za različite opterećenja (obično se kombinuju sa kućanskim uređajima).Ovaj modul zahteva bezzaobilaznu komunikaciju sa drugim uređajima. Dizajneri bi trebalo da koordiniraju sa korisnicima tokom instalacije; PV komponente često koriste dvosmerne protokole kako bi se smanjili dodatni troškovi hardvera.

Analiza ekonomskih prednosti

PV sistemi nude mnoge prednosti:

• Dug vek trajanja (>10 godina, minimalno održavanje), nula emisija i visoka gustina energije;

• Pravovremeno monitorisanje i automatska regulacija za sigurno i pouzdano funkcionisanje;

• Direktno snabdevanje korisnika strujom ili integracija sa mrežom bez obilasnih nadogradnji skladišta.

Ove karakteristike omogućavaju optimizovanu strategiju skladištenja energije kako bi se maksimizirao ROI.

Zaključak

Ovaj rad predstavlja kompleksni okvir dizajna za PV i distribuirane sisteme skladištenja, koji obuhvata odabir tipa stanice i logiku kontrole kako bi se unapredila fleksibilnost mreže i smanjili prekidi.

Ključni doprinosi uključuju:

• Kvantifikaciju metrika efikasnosti kroz studije slučaja tipičnih elektrana;

• Isticanje ključnih prednosti kućanskih PV sistema (visoka efikasnost proizvodnje, snažna kapacitet skladištenja);

• Analizu performansi jedinica skladištenja i strategija kontrole tokom životnog ciklusa projekta kako bi se informisale tehničke i ekonomske odluke.

Ovo istraživanje pruža praktične uvide za promovisanje usvajanja kućanskih PV sistema.