Ні, сонячний контейнер не завжди потребує акумуляторного накопичення енергії. Система лише для генерації енергії може бути правильним вибором, коли доступна стабільна мережа або генератор, основні навантаження працюють протягом світлового дня, а експортована або невикористана сонячна енергія має прийнятне призначення. Акумуляторне накопичення стає необхідним, коли проект має переносити навантаження після заходу сонця, переживати перебої, забезпечувати змінне живлення або працювати як частина автономної мікромережі.
Рішення слід приймати до визначення розміру акумуляторної батареї. Спочатку визначте, коли працюють навантаження, що відбувається, коли сонячна генерація падає, і яке джерело встановлює напругу та частоту. Потім виберіть між архітектурами лише з фотоелектричними панелями, фотоелектричними панелями плюс накопичувачем або фотоелектричними панелями-генератором-накопичувачем. Якщо сама концепція контейнера вам ще не знайома, цей огляд морських контейнерів на сонячній енергії пояснює, як розкладне обладнання для генерації, перетворення та додаткове накопичення вписуються в транспортабельну систему.
Почніть із завдання, яке має виконувати акумулятор
Акумулятор — це не універсальний засіб підвищення надійності. Це компонент, що перетворює та контролює енергію, з певним завданням. Один і той самий контейнерний проект може потребувати сховища для однієї мети, але не для іншої.
| Мета проекту | Чи зазвичай потрібне зберігання батарей? | Причина |
|---|---|---|
| Зменшення закупівель електроенергії з мережі під час обслуговування денних навантажень | Не обов'язково | Сонячна енергія може живити паралельні навантаження безпосередньо, якщо це дозволяють взаємоз'єднання та елементи керування. |
| Використовуйте насоси або обладнання для дозування лише за наявності сонячної енергії | Не обов'язково | Гнучкі навантаження можуть слідувати за сонячним вікном, за винятками, що містяться в іншому джерелі. |
| Подача вечірніх або нічних вантажів за допомогою сонячної енергії | Так, якщо не працює інше джерело | Енергія повинна накопичуватися протягом дня та вивільнятися після спаду генерації |
| Збереження критичних навантажень під час відключення електроенергії | Зазвичай | Зберігання даних та правильно спроектована система інверторного керування можуть підтримувати роботу в ізольованому режимі |
| Безперервна робота віддаленого сайту за умов змінної погоди | Так, або використайте інше доступне джерело | Одних лише фотоелектричних систем не можна гарантувати безперервність нічного освітлення або роботи при низькій сонячній активності. |
| Зменште час роботи генератора та уникайте його запуску для кожного невеликого навантаження | Часто корисно | Акумулятор може витримувати менші навантаження та резервувати генератор для заряджання або тривалого дефіциту. |
Слово «резервний» потребує цифри поруч. Одному покупцю може знадобитися десять хвилин для впорядкованого відключення; іншому може знадобитися шість годин зв’язку та відкачування; віддалена клініка може забезпечити безперервність протягом набагато тривалішої події. Це різні обов’язки зі зберігання, і вони не повинні мати однакову специфікацію.
Оберіть одну з трьох практичних архітектур
Тільки фотоелектричні системи: найкраще для збігаючихся, гнучких навантажень
Сонячний контейнер, призначений лише для генерації енергії, постачає електроенергію, поки є корисне сонячне світло. Стабільне підключення до комунальних служб або генератор може компенсувати невідповідність між вихідною потужністю фотоелектричних систем та навантаженням, за умови дотримання затвердженого електричного проекту. Цей маршрут підходить для підключених до мережі об'єктів, яким потрібна денна енергія, або для операцій, які можуть цілеспрямовано планувати перекачування, очищення води, заряджання або інші пакетні роботи в рамках сонячного вікна.
Не тлумачте «лише фотоелектричні системи» як «потужність за будь-яких умов». Сонячна потужність змінюється залежно від освітленості, температури, затінення та погоди. Інвертори, підключені до мережі, також мають зобов'язання щодо взаємоз'єднання та запобігання острівцюванню. Міністерство енергетики США зазначає, що звичайні сонячні системи, що залежать від мережі, зазвичай вимикаються, коли мережа виходить з ладу; для роботи під час відключення потрібен правильно налаштований інвертор та система зберігання енергії. Точна вимога залежить від конструкції та юрисдикції, але урок для покупця очевидний: підключена до мережі генерація не є автоматично резервним джерелом живлення. Див. рекомендації Міністерства енергетики США щодо сонячної енергії та стійкості.
Акумулятор PV Plus: найкращий для зсуву часу та коротших перерв
Додайте накопичувач енергії, коли сонячну енергію потрібно використовувати в інший час, ніж час її виробництва, або коли локальна система повинна подолати певне переривання. Акумулятор заряджається від доступної генерації, а потім розряджається через систему перетворення енергії. Це також може допомогти впоратися з короткочасними дисбалансами потужності, але лише тоді, коли система контролю та управління електроенергією (PCS), елементи керування, захист та режими роботи розроблені для цієї функції.
Тримайте два показники окремо. Ємність акумулятора в кВт⋅год описує, скільки енергії можна накопичити; потужність акумулятора в кВт⋅год описує, як швидко його можна зарядити або розрядити. Основи сонячної енергетики та накопичення енергії Міністерства енергетики США проводять таку ж різницю. Великий показник кВт⋅год не доводить, що система може запускати двигун або обслуговувати високий одночасний пік, тоді як великий перетворювач потужності не гарантує багато годин роботи.
Фотоелектричні системи, акумулятори та генератор: найкраще для тривалого низького ризику сонячного випромінювання
На віддаленому об'єкті з безперервним використанням, проектування акумуляторів для кожного можливого періоду низької сонячної активності може створити великі та рідко використовувані потреби в сховищі. Гібридна архітектура дозволяє акумулятору покривати звичайні щоденні зміни та коротші дефіцити, тоді як генератор обробляє тривалу негоду, надзвичайно високі навантаження або відновлювальну зарядку. Генератор не усуває потребу в управлінні енергією, пріоритетах навантаження або плануванні палива; він змінює межі ризику.
Ця архітектура особливо корисна, коли постачання палива можливе, але небажане, і коли вартість втрати навантаження вища, ніж вартість утримання диспетчеризованого джерела. Структура REopt від NREL оцінює сонячну енергію, батареї та генератори разом, оскільки стійкість залежить від критичного навантаження, сонячного ресурсу, стану заряду батареї та часу відключення, а не від одного номінального значення. Див. пояснення NREL щодо визначення розміру та аналізу стійкості енергетичної системи REopt.
Проведіть п'ять тестів, перш ніж вибрати сховище
1. Зіставте навантаження з сонячним вікном
Використовуйте погодинний або інтервальний профіль навантаження, а не лише щомісячний рахунок. Відмічайте безперервне базове навантаження, графік змінності, великі двигуни, пускові події та навантаження, які можуть змінюватися в часі. Об'єкт, який споживає 300 кВт⋅год повністю між 09:00 та 16:00, має іншу потребу в накопиченні енергії, ніж той, який споживає ту саму енергію рівномірно протягом 24 годин.
Також визначте, які навантаження можна скоротити. Якщо перекачування води може призупинитися під час хмарної події, не впливаючи на роботу, конструкція може витримувати менший обсяг зберігання. Якщо комунікаційна стійка, система безпеки або медичний холодильник не можуть зупинитися, ізолюйте цей критичний рівень замість того, щоб визначати розмір резервного копіювання для кожного несуттєвого навантаження.
2. Визначте наслідки втрати мережі
Якщо на об'єкті є потужна мережа, і перебої не переривають критичний процес, може бути достатньо сонячної енергії лише для виробництва електроенергії. Якщо відключення необхідно пережити, вкажіть критичне навантаження в кВт, необхідні години, прийнятну послідовність переривання та відновлення. Не думайте, що акумулятор сам по собі створює острів. Автономній системі також потрібен ресурс, який може встановити напругу та частоту, скоординований захист, елементи керування, заземлення та перевірена стратегія переходу.
Міністерство енергетики США визначає мікромережу як взаємопов'язані навантаження та розподілені ресурси в межах електричної межі, якими можна керувати як єдиним цілим і які можуть працювати підключеними до більшої мережі або відключеними від неї. Це означає, що сукупність панелей, батарей та генератора ще не є діючою мікромережею. Огляд розподіленої енергії та мікромережі Міністерства енергетики США надає ширший системний контекст.
3. Визначте, чи є генератор резервним, партнером чи основним джерелом.
Впишіть роль генератора в експлуатаційну філософію. Він може запускатися лише при рівні заряду акумулятора нижче порогового значення, працювати під час запланованого процесу високого навантаження, зберігати заряд в ефективній робочій точці або залишатися резервним для аварійного використання. Ці варіанти впливають на енергію акумулятора, потужність перетворювача, зберігання палива та логіку керування.
Перевірте електричний інтерфейс, а також паливо. Генератор має бути сумісним з інвертором або системою захисту двигуна (PCS), схемою захисту та стратегією перемикання. Генератор, розрахований лише на середнє навантаження, може не мати достатнього запасу заряду для одночасного обслуговування навантаження та заряджання акумулятора. Набагато більший генератор може тривалий час працювати на небажаному рівні навантаження. Моделювання проекту повинно оцінювати повний робочий цикл.
4. Встановіть необхідну автономію в годинах
Використовуйте години для першого екрана прийняття рішення. Припустимо, що критичне навантаження становить 18 кВт і має працювати протягом шести годин після заходу сонця. Навантаження потребує 108 кВт⋅год. Якщо попередній проект передбачає вікно корисного стану заряду 80% та ефективність шляху розряду 92%, початковий екран паспортної таблички виглядає так:
108 кВт-год / 0.80 / 0.92 = 147 кВт-год
Це ілюстративний результат скринінгу, а не остаточний розмір батареї. Він не враховує вплив температури, старіння батареї, допоміжні навантаження, обмеження потужності, політику резервування, енергію перезарядки та приріст модулів. Після прийняття рішення щодо архітектури скористайтеся спеціальним посібником з визначення розмірів автономних сонячних батарей для наступного рівня аналізу.
5. Перевірте, чи сонячна батарея може поповнити акумулятор
Акумулятор може перетворювати лише енергію, яку постачає інше джерело. Порівняйте очікуване виробництво фотоелектричних систем з одночасним споживанням у денний час та енергією, яку необхідно відновити для накопичення. Якщо масив ледве покриває денне навантаження, додавання великого акумулятора не створює надлишку зарядки. Генератор або мережа виконають більше зарядки, ніж може очікувати покупець.
Проведіть баланс для складного відповідного сезону, а не лише для середньорічного значення. У статті про вихідну потужність сонячних контейнерів окремо розглядаються кВт⁻¹ фотоелектричних установок, кВт⁻¹ інвертора, кВт⁻¹ акумулятора та добова енергія, тому розрахунок поповнення рахунку починається з правильних одиниць вимірювання.
Зіставте рішення з перевіреним HighJoule Маршрути продукту
HighJoule публікує два окремі маршрути складних продуктів у своїх таблицях конфігурації продуктів. Для цього порівняння окремі рядки моделі є визначальним джерелом; загальні твердження про характеристики не розглядаються як специфікації, якщо вони не підтверджені для переліченої моделі.
У таблиці параметрів сонячного контейнера HJ-FESS наведено шість конфігурацій генерації від 24 до 182 кВтпік з інверторними схемами від 20 до 200 кВт. Кожне поле ємності акумулятора позначено скісну риску, тому HJ-FESS слід розглядати як складний маршрут генерації фотоелектричних систем, якщо в окремій проектній документації чітко не визначено інтерфейс зовнішнього накопичувача.
У таблиці параметрів сонячного контейнера HJ-FBESS наведено вісім конфігурацій фотоелектричних систем зберігання енергії потужністю від 9 до 136 кВт⁻¹ та ємністю від 15 до 482 кВт⁻¹. Більші варіанти окремо публікують номінальні значення інвертора та перетворювача PCS; ці значення повинні залишатися окремими під час порівняння. Таблиця є довідковим діапазоном, а не замінює підтвердження корисної енергії, напруги, інтерфейсу мережі, захисту, режиму роботи та результатів проекту.
| Маршрут вибору | Використовуйте його, коли | Перевірте перед пропозицією |
|---|---|---|
| Маршрут генерації HJ-FESS | Денна генерація фотоелектричних систем є основною вимогою, а інше джерело керує невідповідністю | Збіг навантаження, правила експорту, функції інвертора та інтерфейс зовнішнього джерела |
| Маршрут фотоелектричного зберігання HJ-FBESS | Енергію необхідно перерозподілити, критичні навантаження перекрити або накопичення координувати з мікромережею | Корисна кількість кВт⋅год, кількість кВт⋅год, режими роботи, елементи керування, теплові обмеження та докази безпеки |
| Розроблений гібридний маршрут | Генератор або мережа повинні підтримувати триваліші дефіцити, відновлювальну зарядку або виняткові піки | Логіка диспетчеризації, сумісність генераторів, паливна стратегія, захист та план випробувань |
Надсилайте операційний сценарій, а не припущення щодо батареї
Корисний технічний огляд починається з правил навантаження та експлуатації. Підготуйте:
- Координати ділянки та робочий сезон
- Дані погодинного або інтервального навантаження в кВт та кВт·год
- Критичні, відкладені та переривчасті групи навантажень
- Найбільші пуски двигуна та короткочасні піки
- Доступність мережі, обмеження експорту та історія збоїв
- Необхідна тривалість резервного копіювання та допустиме переривання
- Розмір існуючого або запропонованого генератора, паливо та логіка запуску
- Вимоги до напруги, частоти, фази, заземлення та взаємоз'єднання
- Температура, пил, висота та інші умови навколишнього середовища
- Плани розширення та вимоги до переїзду
HighJoule можна використовувати ці вхідні дані для порівняння маршрутів лише з генерацією, фотоелектричного зберігання та гібридного, не розглядаючи ємність акумулятора як початкове припущення. Надішліть пакет через форма технічної консультації і попросити окремо відобразити енергетичний баланс, баланс потужності та припущення щодо робочого стану.
