En los sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica, los sistemas fuera de la red, conectados a la red e híbridos son los tres modos principales de operación, y sus diferencias centrales se encuentran en el modo de conexión con la cuadrícula, las características funcionales y los escenarios de aplicación. El siguiente es un análisis comparativo detallado:
1.Fuera de la red
Completamente fuera de la red pública, alimentada por fotovoltaicos y dispositivos de almacenamiento de energía.
Principio de trabajo:
- El módulo fotovoltaico convierte la energía solar en electricidad, que es utilizada por la carga a través del inversor, y el exceso de electricidad se deposita en la batería.
- La energía se suministra mediante la descarga de la batería cuando no hay luz, complementado con una fuente de alimentación de respaldo (por ejemplo, generador de diesel) si es necesario.
Características del núcleo:
- Independencia: suministro de energía completamente independiente, no afectado por las fallas de la red, adecuada para áreas sin electricidad o cuadrículas inestables.
El almacenamiento de energía es necesario: se requieren baterías para hacer frente a la generación de energía intermitente.
- Limitaciones: alto costo inicial (30% -50% de la batería de almacenamiento), capacidad de almacenamiento limitada, alto costo de mantenimiento, duración de la batería limitada (5-10 años para el reemplazo). Si el diseño no es razonable (por ejemplo, almacenamiento de energía insuficiente, equipos de generación de energía insuficientes), puede haber cortes de energía frecuentes.
Escenarios adecuados:
- Áreas remotas sin cobertura de la red (por ejemplo, áreas montañosas, áreas pastorales, islas), o donde el costo del acceso a la red es extremadamente alto (el costo de extraer cables excede con creces el costo del sistema).
- Demanda de energía más pequeña y estable (por ejemplo, casas pequeñas, estaciones base de campo, puestos de avanzada) para evitar picos de costos debido a demasiada capacidad de almacenamiento.
2. Atado
La conexión directa a la cuadrícula pública permite un flujo de energía bidireccional.
Principio de trabajo:
- La generación de energía fotovoltaica se prioriza para cargas locales, con un exceso de potencia alimentada en la cuadrícula; La potencia se toma de la cuadrícula cuando es insuficiente.
- Por lo general, no se requiere almacenamiento de energía (algunos sistemas se pueden configurar con almacenamiento de energía para optimizar la economía)
Características del núcleo:
- Economía: eliminando el alto costo de las baterías de almacenamiento, la inversión inicial se encuentra principalmente en paneles e inversores fotovoltaicos. A través de la "autogeneración y autoconsumo, el excedente de energía en línea" para reducir los costos de electricidad e incluso obtener ingresos.
- Dependiente de la cuadrícula: en el caso de una interrupción de la cuadrícula, el sistema generalmente se desconecta automáticamente (por seguridad del mantenimiento de la red) y no puede suministrar energía de forma independiente.
- Alta eficiencia y estabilidad: no es necesario considerar las pérdidas de almacenamiento de energía, alta utilización de energía.
Escenarios adecuados:
- Las áreas (por ejemplo, ciudades y pueblos) con redes eléctricas estables y confiables tienen pocos cortes de energía.
- Demanda estable de electricidad y el deseo de reducir los costos de electricidad o incluso generar ingresos vendiendo electricidad (sujeto a subsidios de conexión de red local o políticas arancelarias).
- Presupuesto limitado, rentable, no preocupado por el impacto de los cortes de energía a corto plazo (por ejemplo, hogares ordinarios, cargas industriales no críticas).
3.Híbrido
Funciones fuera de la red y en la red, conmutación flexible de modos de operación (almacenamiento de energía fuera de la red versus almacenamiento de energía híbrida).
Principio de trabajo:
Funciona en concierto con la cuadrícula durante los tiempos normales, y cambia al modo fuera de la red durante las cortes de energía, alimentadas por el almacenamiento de energía. Admite el arbitraje arancelario de pico y valle, fluctuaciones de potencia de alisado.
Características del núcleo:
- Continuación de modo dual:
Cuando la cuadrícula es normal: autoconsumo de generación de potencia + potencia excedente en la red (igual que el sistema conectado a la red), o priorizar la carga de baterías (almacenamiento de energía en tarifas de baja reducción y ahorro de energía con almacenamiento de energía en las horas pico).
En el caso de una interrupción de la cuadrícula: cambie automáticamente al modo de cuadrícula y suministra energía de los equipos de almacenamiento de energía y generación de energía (para proteger las cargas críticas).
- Gestión inteligente: optimización de las estrategias de carga y descarga a través de un sistema de gestión de energía (EMS).
- Mayor costo: alta complejidad del sistema y la necesidad de configurar unidades de almacenamiento de energía híbrida (por ejemplo, supercondensador + batería) (un método para configurar la capacidad de almacenamiento de un sistema de almacenamiento de energía híbrida fotovoltaica).
Escenarios adecuados:
- Las áreas con rejillas de energía inestables y cortes de energía frecuentes (por ejemplo, áreas rurales, algunas regiones en desarrollo) deben garantizar que las cargas críticas como los refrigeradores y los equipos médicos no pierdan energía.
- Altos requisitos para la confiabilidad de la fuente de alimentación (por ejemplo, hospitales, centros de datos, pequeñas empresas), pero el costo de salir completamente fuera de la red es demasiado alto.
- Con la esperanza de aprovechar el arbitraje diferencial arancelario (por ejemplo, almacenar electricidad por la noche en las tarifas de bajo valle y usar el almacenamiento de energía durante los picos diurnos para reducir las facturas de electricidad).
Resumen de las diferencias clave entre los tres
| término de comparación | sistema fuera de la red | sistema conectado a la red | sistema híbrido |
|---|---|---|---|
| Dependencia de la cuadrícula | Completamente independiente | dependencia total | Dependencias conmutables |
| La necesidad de almacenamiento de energía | indispensable | seleccionable | indispensable |
| Confiabilidad de la fuente de alimentación | Alto (autoalmacenamiento) | Bajo (dependiente de la cuadrícula) | Muy alto (modo dual) |
| ciencias económicas | Alto costo inicial | Bajos costos de mantenimiento | Medio, necesito equilibrar el retorno de la inversión |
| escenario típico | Áreas remotas, energía de emergencia | Generación de electricidad conectada a la red en ciudades | Microgridas, sitios de alta demanda de confiabilidad |
Recomendaciones de selección
- Sistemas fuera de la red: adecuado para áreas sin una red eléctrica o con una red eléctrica altamente inestable, y con una baja demanda de electricidad.
- Sistemas conectados a la red: adecuados para escenarios en los que la red es estable y desea reducir su factura de electricidad o obtener ingresos de la venta de electricidad.
- Sistema híbrido: adecuado para escenarios que requieren un equilibrio entre la economía y la confiabilidad, como áreas con cortes de energía frecuentes o instalaciones críticas.
