Etxeko PV-ESS Energiaren Kudeamenduaren Simulazio Ikasketak
Globoko energiaren krisia eta ingurumen kontaminazioa hazten diren bitartean, gobernu guztiak energia berriko eragileen ikerketa eta garapenerako laguntza sustatzen ari dira. Etxeko erabilera oinarritutako argi-zuzendu banatuak, PV industriaren hurrengo norabidea gisa, atentziora hartzen ari da. Hala ere, PV osagaien indar-irteeren alde-alde egiten diren aldaketak eta energia biltzeko unitateen integrazioaren arruntasuna etxeko elektrizitatearen erabilera serioan eragin dezakete. Beraz, sistemaren unitateen artean energia fluxu estalduna antolatzeko eta funtzionamendu lisuan zehar egin dadin, energia kudeatzeko estrategia bat beharrezkoa da, ondorioz ofertaren eta eskariaren arteko orekatzea lortzeko. Lan honetan, etxeko PV-energia biltzeko sistemen oinarrian, energia kudeatzeko ikertzen da, sistema horren funtzionamendu estaldunari buruz teoria base emateko, praktikan aplikatuko den energia garbiaren.
1 Sistemaren Egitura eta Energia Kudeaketa Algoritmoaren Analisia
Ikertutako etxeko PV-energia biltzeko sistemaren topologia (Irudia 1) PV moduluak, litio-ion bateriak, indarrerako bihurtzaileak, sarea eta erabiltzaile-karguak ditu. PV moduluen irteera Boost bihurtzaile baten bidez DC busko tensio komuna sortzen du. Litio-ion bateriak Buck-Boost bihurtzaile baten bidez konektatuta daude busgandik. DC buskak orduan bakarreko faseko sarean edo karguekin independentez kanpo bidali egiten du full-bridge inbertsore baten bidez.
Sistema lehentasuna "autogenerazio eta autoerabilera" da. PV moduluen irteera, nagusiko iturri bezala, lehenik erabiltzaile-karguekin betetzen du. PV-ren baliokidetasunak edo faltak litio bateriekin (iturri sekundarioa) orekatzen dira; PV eta bateriak murrizketara heldu badira, sareak (iturri terseriak) emanaldi estalduna bermatzen dute.
PV-ren irteera, bateria SOC, eta kargua-deskargua: PPV < PPV-min}, Boost bihurtzailea itzal egiten da (ez dago indar-irteerarik); bestela, funtzionatzen du. Bateriak kargatzen gelditzen dira SOC> 90% eta deskargatzen SOC< 10%. Pbat dinamikoki aldatzen da PPV eta Pload esparruan, 0tik bateriaren kargu handieneko indarra arte. Aldaketen maiztasuna saihesteko, hurrengo zikloko egoera aurreko zikloko bateriaren egoeraren menpe dago, sistema modu aldaketekin.
Honen oinarrian, etxeko PV-biltegi sistemarako energia kudeaketa algoritmo bat proposatzen da, Irudia 2 erakusten duen moduan.
2 Sistemaren Funtzionamendu Moduen eta Energia Fluxuaren Analisia
Energia kudeaketa algoritmoaren araberakoa, sistemaren funtzionamendua independentzia eta sarearekin konektatutako moduetan banatzen da, hurrengo moduan:
2.1 Independentzia (Nagusiko Iturriarekin)
Bi azpimodu daude, DC buskak kontrolatzen duten iturrien arabera zehazten dira:
2.2 Sarearekin Konexioa (Inbertsorearen Egitaritzaren Arabera)
Inbertsorea inversio edo rektifikazioaren arabera banatzen da:
2.3 Moduen Muga eta Koordinazioa
Lau azpimoduen aktibatze baldintzak eta gailu guztiak koordinatzen dituen xehetasunak Taula 1-n agertzen dira (gehituko da). “PV-bateria-sarea” indar-irteeraren aldaketa dinamikoen eta Boost/Buck-Boost bihurtzaileen eta inbertsorearen kontrol adaptiboen bidez, sistema efizientziagatik energia fluxua “generazio-biltze-konsumo” erdigunean egiten du, etxeko indar guztiak betetzeko (kanpo-sare, sarearekin konexioa, arrazoigabetasuna, eta abar).
Irudia 3(a) Modu 1-eko forma grafikoa erakusten du: PV-ren irteera = 4,8 kW, karga = 3 kW. PV moduluak 240 Vdc ematen du; Boost bihurtzaileak DC buska 480 Vdc estaldutzat utzi du. Inbertsorea independentez funtzionatzen du (220 Vac karguekin), eta Buck-Boost Buck erregimen funtzionatzen du (1,8 kW bateria kargatzeko). Formak (goitik behera): PV-ren irteerako korrontea, DC buskaren tensioa, inbertsorearen irteerako tensioa eta bateria kargatzeko korrontea.
Irudia 3(b) Modu 2-rekin bat dator: PV-ren irteera = 5 kW (bateria bete dago, beraz, Buck-Boost jardungabea dago). Karga = 3 kW; inbertsorea sarearekin konexioa inversio erregimen funtzionatzen du DC buska 480 Vdc estaldutzat, energia gehigarria sareari eman dezakeena (9 A, sareko tensioarekin sinkronizatuta). Formak: PV-ren irteerako korrontea, DC buskaren tensioa, inbertsorearen irteerako tensioa eta sarearekin konexioa.
Irudia 3(c) Modu 3-eko forma grafikoa erakusten du: PV moduluak murrizketara heldu da (ez dago irteerarik, Boost jardungabea dago). Energia biltegi elementuak sistema alimentatzen du; Buck-Boost Boost erregimen funtzionatzen du (DC buska = 480 Vdc). Inbertsorea independentez funtzionatzen du (220 Vac 3 kW karguekin). Formak: bateria deskargatzeko korrontea, DC buskaren tensioa, eta inbertsorearen irteerako tensioa. Irudia 3(d) Modu 4-eko forma grafikoa erakusten du: PV eta energia biltegi elementuak murrizketara heldu dira (ez dago irteerarik). Sarea karguekin (3 kW) eta bateria kargatzen du; inbertsorea sarearekin konexioa rektifikazio erregimen funtzionatzen du (DC buska = 480 Vdc).
3. Kontzeptuak (Izar-luzaren Mantentzea)
Uneko herriko izar-luzen mantentzeak akats asko ditu. Hobetu ahal izateko, lau alderdi pezentu behar dira:
Pasoz pas hauen zuzendaritzak izar-luzen kudeaketako efizientzia hobetuko du, hiria adimentsuaren eta garapen berriaren laguntza emango dio.
