דקה אחת להבנת אחסון אנרגיה PV ביתי

מערכות אחסון אנרגיה פוטו-וולטאיות לבית חכם נמצאות במגמת עלייה, ומציעות למשקי בית כוח ירוק 24/7, מפחיתות את חשבונות החשמל ומשפרות את רמת החיים. מערכות אלו רותמות אנרגיית שמש ביום לשימוש בלילה ומספקות גיבוי במהלך הפסקות, תוך שמירה על כוח עקבי לצרכי הבית. הן גובות כאשר הביקוש נמוך ויכולות לאזן את השימוש באנרגיה כדי לחסוך בעלויות, ומתפקדות כמו תחנות כוח אישיות ללא תלות בלחצים של הרשת העירונית.

מהם המרכיבים הכלליים של מערכת אחסון אנרגיה PV ביתית כה חזקה ועל מה היא מסתמכת בעיקר כדי לפעול? מהם הסיווגים של מערכות אחסון אנרגיה PV ביתיות?&הערה:;

מהי מערכת אחסון אנרגיה PV ביתית?

מערכת אחסון אנרגיה פוטו-וולטאית ביתית היא מערכת המשלבת מערכת המרה פוטו-וולטאית סולארית עם מכשיר אחסון אנרגיה הממיר את האנרגיה הסולארית לחשמל הניתן לאחסון. מערכת מסוג זה מאפשרת לבעלי בתים לייצר חשמל במהלך היום ולאגור את העודפים לשימוש בלילה או בתנאי תאורה חלשה.

סיווג מערכות אחסון אנרגיה PV ביתיות

מערכות אחסון אנרגיה ביתיות מסווגות כיום לשני סוגים, אחד למערכות אחסון אנרגיה ביתיות המחוברות לרשת ואחת למערכות אחסון אנרגיה ביתיות מחוץ לרשת.

1、מערכת אחסון אנרגיה ביתית המחוברת לרשת

הוא מורכב מחמישה חלקים עיקריים, כולל: מערכים סולאריים, ממירים המחוברים לרשת, מערכת ניהול BMS, ערכות סוללות ועומסי AC. המערכת מאמצת אספקת חשמל היברידית של PV ומערכת אחסון אנרגיה. כאשר צריכת החשמל תקינה, העומס מופעל על ידי מערכת המחוברת לרשת PV וכוח החשמל; כאשר החשמל מנותק, העומס מופעל על ידי אספקת החשמל המשותפת של מערכת אחסון האנרגיה והמערכת המחוברת לרשת PV. מערכת אחסון האנרגיה הביתית המחוברת לרשת מסווגת לשלושה מצבי עבודה, מצב 1: PV מספק אחסון אנרגיה, והחשמל השיורי מוזן לאינטרנט; מצב 2: PV מספק אחסון אנרגיה, וחלק מהמשתמשים משתמשים בחשמל; מצב 3: PV מספק רק חלק מאחסון האנרגיה.

2、מערכת אחסון אנרגיה ביתית מחוץ לרשת

הוא עצמאי ואין לו כל חיבור חשמלי לרשת, כך שכל המערכת אינה זקוקה למהפך המחובר לרשת, ומהפך ה-PV יכול לעמוד בדרישות. מערכת אחסון האנרגיה הביתית מחוץ לרשת מחולקת לשלושה מצבי עבודה, מצב 1: PV מספק אחסון אנרגיה וחשמל למשתמש (ימי שמש); מצב 2: PV וסוללת אחסון מספקים חשמל למשתמש (ימים מעוננים); מצב 3: סוללת אחסון מספקת חשמל למשתמש (ימי ערב וימי גשם).

בין אם מדובר במערכת אחסון אנרגיה ביתית המחוברת לרשת או מערכת אחסון אנרגיה ביתית מחוץ לרשת, לא ניתן להפריד אותה מהמהפך, שהוא כמו המוח והלב של המערכת.

מהו אינוורטר?

אממיר מתחהוא רכיב טיפוסי באלקטרוניקה כוח, המסוגל להמיר מתח זֶרֶם יָשָׁר (סוללות, סוללות אחסון) למתח AC (בדרך כלל 220v50HZ סינוס או גל ריבועי). במונחים של הדיוט, המהפך הוא מכשיר הממיר זרם ישר (זֶרֶם יָשָׁר) לזרם חילופין (AC). הוא מורכב מגשר מהפך, לוגיקת בקרה ומעגל סינון. הרכיבים הנפוצים הם דיודות מיישרים ותיריסטורים. כמעט בכל מכשירי החשמל והמחשבים הביתיים מותקנים מיישרים באספקת החשמל של המכשיר, זֶרֶם יָשָׁר ל-AC, הנקראים ממירים.

מדוע ממירים תופסים מקום כה חשוב?

ממירים חיוניים מכיוון שהעברת AC יעילה יותר מאשר זֶרֶם יָשָׁר, ומפחיתה את אובדן האנרגיה במערכות חשמל. מכיוון שזה לא מעשי להקטין את התנגדות החוטים, הורדת זרם על ידי המרת זֶרֶם יָשָׁר ל-AC והגברת המתח חוסכת אנרגיה. מערכות אנרגיה סולארית מייצרות זֶרֶם יָשָׁר, אך מכשירים רבים זקוקים ל-AC, אשר ממירים מספקים. ממירים, הליבה של מערכות סולאריות, ממירים זֶרֶם יָשָׁר ל-AC שמיש, תוך שילוב תכונות בטיחות ורכיבי ניהול הספק, ופיתוחם קשור להתקדמות בטכנולוגיות האלקטרוניקה והבקרה.

סיווג ממירים

ממירים ניתן לסווג באופן נרחב לשלושת הסוגים הבאים:

1. מהפך המחובר לרשת

מהפך מחובר לרשתהוא סוג מיוחד של מהפך, בנוסף להמרת זֶרֶם יָשָׁר ל-AC, ניתן לסנכרן את הפלט AC שלו עם התדירות והשלב של הספק החשמלי, כך שניתן להחזיר את הפלט AC לחשמל החשמלי, כלומר, המהפך המחובר לרשת יש את היכולת לסנכרן את הממשק עם קו השירות. מהפך זה נועד להעביר לרשת חשמל שלא נעשה בו שימוש ללא צורך בסוללות וניתן לצייד אותו בטכנולוגיית MTTP במעגל הקלט שלו.

2. ממירים מחוץ לרשת

ממירים מחוץ לרשת, מותקנים בדרך כלל על פאנלים סולאריים, טורבינות רוח קטנות או מקורות מתח זֶרֶם יָשָׁר אחרים, ממירים מתח זֶרֶם יָשָׁר למתח AC שניתן להשתמש בו כדי להפעיל את הבית, ויכולים להשתמש באנרגיה מהרשת והסוללות כדי להפעיל עומסים חשמליים. זה נקרא"מחוץ לרשת"מכיוון שהוא בלתי תלוי במערכת השירות ואינו דורש שום מקור חשמל חיצוני.

ממירים מחוץ לרשת תוכננו במקור להיות מערכות המונעות על ידי סוללות עבור רשתות מיקרו אזוריות. עם כניסות זרם, כניסות זֶרֶם יָשָׁר, כניסות טעינה מהירה, יציאות זֶרֶם יָשָׁר בעלות קיבולת גבוהה ויציאות AC מהירות, מהפך מחוץ לרשת יכול לאגור אנרגיה ולהמיר אותה לשימושים אחרים. הוא משתמש בלוגיקת בקרה כדי להתאים את תנאי הקלט והפלט כדי להבטיח שהיעילות הטובה ביותר ניתנת ממקורות כגון פאנלים סולאריים או טורבינות רוח קטנות, ומייעל את איכות האנרגיה על ידי שימוש בפלט של גלי סינוס טהור.

מהפך מחוץ לרשת עבור מערכות סולאריות מחוץ לרשת, סוללות הן חובה, באמצעותן אוגרת אנרגיה לשימוש בשקיעה או בהיעדר חשמל. ממירים מחוץ לרשת גם עוזרים להפחית את התלות ברשת הקונבנציונלית, מה שמוביל לעתים קרובות להפסקות חשמל, הפסקות חשמל וחוסר יציבות אנרגטית שחברות שירות אינן יכולות לבטל.

בנוסף, מהפך מחוץ לרשת עם בקר טעינה סולארי פירושו שלמהפך הסולארי יש בקר סולארי PWM או MPPT פנימי המאפשר למשתמש לחבר את כניסות ה-PV במהפך הסולארי ולבדוק את מצב ה-PV בתצוגת המהפך הסולארי, מה שמקל על חיבור ובדיקת המערכת. ממירים מחוץ לרשת מבצעים בדיקה עצמית במחוללי גיבוי וסוללות כדי להבטיח איכות חשמל מלאה ויציבה. הם משמשים בעיקר לאספקת חשמל לכמה פרויקטים למגורים ולמסחר, שבהם משתמשים בהספק נמוך להפעלת מכשירי חשמל בבתים.

3. מהפך היברידי

לממירים היברידיים, יש בדרך כלל שתי משמעויות שונות, האחת היא מהפך מחוץ לרשת עם בקר טעינה סולארי מובנה, והשנייה היא מהפך משולב ברשת ומחוץ לרשת, אשר יכול לשמש גם לחיבור לרשת וגם לא לרשת. מערכות פוטו-וולטאיות ברשת, ואשר ניתן להגדיר את הסוללות שלהן בצורה גמישה.

הפונקציות העיקריות של המהפך

1、תפעול אוטומטי וכיבוי

במהלך היום, כאשר זווית השמש עולה בהדרגה, עוצמת קרינת השמש עולה, ומערכת ה-PV יכולה לספוג יותר אנרגיה סולארית, וברגע שמגיעים להספק המוצא הנדרש כדי שהמהפך יעבוד, המהפך יכול להתחיל לפעול באופן אוטומטי. כאשר הספק המוצא של מערכת ה-PV קטן יותר והתפוקה של מהפך המחובר לרשת/אחסון הוא 0 או קרוב ל-0, הוא יפסיק לפעול ויהפוך למצב המתנה.

2、פונקציית אפקט אנטי-אי

תהליך הפקת חשמל פוטו-וולטאי מחובר לרשת, מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית והפעלת רשת החשמל, כאשר רשת החשמל הציבורית עקב תנאים חריגים והפסקה, מערכת הפקת חשמל פוטו-וולטאית אם אינך יכול להפסיק לעבוד בזמן או מנותק ממערכת החשמל , עדיין במצב אספקת החשמל, המכונה אפקט האי. אפקט האיים מסוכן הן למערכת ה-PV והן לרשת החשמל.

מעגל הגנה פנימי להגנה על רשת / אחסון אנרגיה, יכול להיות זיהוי חכם בזמן אמת של הרשת כדי להשתלב במתח, בתדר ומידע אחר, ברגע שהרשת הציבורית נמצאה עקב חריגות, המהפך יכול להיות מבוסס על ערכים שונים שנמדדו בזמן המתאים כדי לנתק את הזרם, להפסיק את הפלט ולדווח על תקלות.

3、פונקציית בקרת מעקב מקסימלית לנקודת כוח

פונקציית בקרת מעקב נקודת הספק מקסימלית, כלומר פונקציית MPPT, שהיא טכנולוגיית המפתח המרכזית של ממירי רשת המחוברים/אחסון, מתייחסת ליכולת של המהפך לעקוב ולמצוא את הספק המוצא המקסימלי של רכיבים בזמן אמת.

הספק המוצא של מערכת PV נתון לשינויים עקב מגוון גורמים, ולא תמיד ניתן לשמור על הספק המוצא האופטימלי הנומינלי.

פונקציית MPPT של מהפך המחובר לרשת/אחסון יכולה לעקוב אחר תפוקת ההספק המקסימלית של הרכיבים בזמן אמת, ובאמצעות התאמה חכמה של מתח נקודת העבודה (או הזרם של המערכת), לקרב אותה לנקודת שיא ההספק, למקסם את כוח שנוצר על ידי מערכת ה-PV, ולאחר מכן להבטיח שהמערכת יכולה לעבוד ברציפות וביעילות.

4、פונקציית ניטור מחרוזת חכמה

על בסיס ניטור MPPT המקורי, מהפך המחובר לרשת/אחסון מימש את פונקציית זיהוי המיתרים החכמה. בהשוואה לניטור MPPT, זיהוי המיתר מנטר את המתח והזרם במדויק לכל מחרוזת ענף, כך שהמשתמש יכול לראות בבירור את נתוני הפעולה בזמן אמת של כל מחרוזת.