Este artigo apresenta em pormenor a armazenagem de baterias acopladas em CC, uma questão importante no domínio da armazenagem de energia, do ponto de vista da definição, do princípio de funcionamento e dos cenários de aplicação.
1. O que é um sistema de armazenamento ótico?
Armazenamento de energia fotovoltaica incluem módulos solares, controladores, inversores, baterias, cargas e outros equipamentos. Atualmente, existem duas vias técnicas principais: o armazenamento de baterias acoplado a CC e o acoplamento a CA. O armazenamento de baterias com acoplamento AC ou dc refere-se à forma como os painéis solares são acoplados ou ligados a sistemas de armazenamento de energia ou de baterias.
O tipo de ligação entre o módulo solar e a bateria pode ser AC ou DC. A maioria dos circuitos electrónicos utiliza o armazenamento de baterias acopladas em corrente contínua, em que os módulos solares geram corrente contínua e a bateria armazena a corrente contínua, no entanto, a maioria dos aparelhos funciona com corrente alternada.
2.Cenários de aplicação do armazenamento de baterias acopladas dc
O sistema híbrido fotovoltaico + armazenamento de energia, ou seja, o armazenamento de bateria acoplado a CC emitido pelos componentes fotovoltaicos é armazenado no banco de baterias através do controlador, e a rede também pode carregar a bateria através do conversor bidirecional CC-CA.
O ponto de recolha de energia encontra-se no terminal da bateria DC. Durante o dia, a produção de energia fotovoltaica alimenta primeiro a carga e depois carrega a bateria através do controlador de carga solar mppt. O sistema de armazenamento de energia está ligado à rede eléctrica e o excesso de energia pode ser ligado à rede. À noite, a bateria descarrega-se para alimentar a carga, e o défice é complementado pela rede eléctrica.
Quando a rede eléctrica está sem energia, a produção de energia fotovoltaica e as baterias de lítio apenas fornecem energia a cargas fora da rede, e as cargas ligadas à rede não podem ser utilizadas. Quando a potência da carga é superior à da produção de energia fotovoltaica, a rede e a energia fotovoltaica podem fornecer energia à carga ao mesmo tempo.
Uma vez que a produção de energia fotovoltaica e o consumo de energia da carga não são estáveis, é necessário recorrer às baterias para equilibrar a energia do sistema. Além disso, o sistema também permite que os utilizadores definam os seus próprios tempos de carga e descarga para satisfazer as necessidades de energia dos utilizadores.
3. Aplicação do armazenamento de baterias acopladas a corrente contínua em casas
O modelo integrado utiliza maioritariamente baterias de armazenamento acopladas a CC, que estão prontas a instalar e a utilizar, concretizando uma solução integrada de "luz + armazenamento de energia". É adequado para o mercado incremental de instalação simultânea de sistemas fotovoltaicos domésticos e de armazenamento de energia.
A máquina split de armazenamento de energia é adequada para o mercado existente de energia fotovoltaica doméstica instalada. Normalmente, adopta o modo de acoplamento AC internamente para facilitar a ligação com o inversor fotovoltaico do equipamento original sistemas de armazenamento de baterias solares.
O modo de acoplamento CC é significativamente mais eficiente do que o modo de acoplamento CA no modo de produção de eletricidade durante o dia e de utilização de eletricidade durante a noite, e este modo está de acordo com os hábitos de consumo de eletricidade da maioria dos agregados familiares contemporâneos.
A eficiência dos dois modos é de aproximadamente 95% e 90%, respetivamente. As máquinas integradas de armazenamento ótico utilizam maioritariamente o acoplamento DC, que tem uma eficiência global mais elevada.
4. Vantagens do armazenamento de baterias acopladas à corrente contínua
O inversores híbridos integra a funcionalidade fora da rede para melhorar a eficiência do carregamento. Os inversores ligados à rede desligam automaticamente a alimentação do seu sistema de painéis solares durante uma falha de energia por razões de segurança.
Os inversores híbridos, por outro lado, permitem que os utilizadores tenham capacidades fora da rede e na rede ao mesmo tempo, para que a energia possa ser utilizada mesmo durante falhas de energia. Os inversores híbridos simplificam a monitorização da energia, permitindo a verificação de dados vitais, como o desempenho e a produção de energia, através do painel do inversor ou de dispositivos inteligentes ligados.
Se o sistema tiver dois inversores, estes devem ser monitorizados separadamente. O acoplamento DC reduz as perdas da conversão AC-DC. O armazenamento de baterias com acoplamento CC tem uma eficiência de carregamento de cerca de 95-99%, enquanto o acoplamento CA é de 90%.
Os inversores híbridos são económicos, compactos e fáceis de instalar. A instalação de um novo inversor híbrido com armazenamento de baterias acopladas em CC pode ser mais barata do que a adaptação de baterias acopladas em CA a um sistema existente, uma vez que o controlador é mais barato do que um inversor ligado à rede e o quadro elétrico é mais barato do que um armário de distribuição.
A solução de armazenamento de baterias acopladas à corrente contínua também pode ser transformada num inversor de controlo tudo-em-um, o que pode reduzir os custos do equipamento e os custos de instalação. Especialmente para pequenas e médias potências armazenamento de baterias fora da rede sistemas,
Os sistemas de armazenamento de baterias acoplados a CC são extremamente económicos. O inversor híbrido tem um elevado grau de modularidade, facilitando a adição de componentes e controladores. Os componentes adicionais podem ser facilmente acrescentados utilizando controladores solares CC de custo relativamente baixo.
E os inversores híbridos são concebidos para integrar o armazenamento em qualquer altura, facilitando a adição de um banco de baterias. Os sistemas híbridos-inversores são mais compactos, utilizam baterias de alta tensão, têm cabos mais pequenos e menores perdas.
5. Desvantagens da armazenagem de baterias acopladas à corrente contínua
O inversor híbrido não é adequado para atualizar os sistemas solares existentes e a instalação de sistemas de energia maiores é complicada e dispendiosa. A escolha de um inversor híbrido pode complicar a situação se um utilizador quiser atualizar um sistema solar existente para incluir armazenamento de bateria, enquanto um inversor de bateria pode ser mais rentável, uma vez que a escolha de instalar um inversor híbrido requer a instalação de todo o painel solar.
O sistema foi objeto de uma remodelação completa e dispendiosa. Os sistemas de maior potência são mais complexos de instalar e mais caros porque requerem mais controladores de alta tensão. Se for utilizada muita eletricidade durante o dia, a eficiência cairá ligeiramente devido à conversão de DC (PV) para DC (batt) para AC.
O sistema fotovoltaico acoplado + sistema de armazenamento de energia, também conhecido como sistema fotovoltaico AC retrofit + sistema de armazenamento de energia, pode converter a energia DC emitida pelos módulos fotovoltaicos em energia AC através do inversor ligado à rede e, em seguida, converter o excesso de energia através do inversor de armazenamento de energia de acoplamento AC.
A energia é convertida em energia DC e armazenada na bateria, e o ponto de recolha de energia está na extremidade AC. Incluindo o sistema de fornecimento de energia fotovoltaica e o sistema de fornecimento de energia por bateria. O sistema fotovoltaico é constituído por uma matriz fotovoltaica e um inversor ligado à rede, e o sistema de bateria é constituído por um banco de baterias e um inversor bidirecional.
Estes dois sistemas podem funcionar de forma independente, sem interferir um com o outro, ou podem ser separados da grande rede eléctrica para formar um sistema de micro-rede.
6. inversor híbrido de armazenamento de baterias acoplado a CC
Atualmente, a maioria dos sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica na indústria utiliza o armazenamento de baterias acoplado a CC para conseguir uma conceção fotovoltaica e de armazenamento integrada. Especialmente nos novos sistemas, os inversores híbridos são fáceis de instalar e económicos.
Ao adicionar um novo sistema, a utilização de um inversor híbrido solar-armazenamento pode reduzir os custos do equipamento e os custos de instalação, porque um inversor pode realizar o controlo e a inversão integrados.
O controlador e o interrutor do sistema de armazenamento de baterias acoplado à corrente contínua são mais baratos do que o sistema ligado à rede inversor de armazenamento de energia e armário de distribuição de energia no sistema acoplado de corrente alternada.
Por conseguinte, a solução de armazenamento de baterias com acoplamento CC é mais económica do que a solução com acoplamento CA. Num sistema acoplado em CC, o controlador, a bateria e o inversor estão ligados em série, com ligações apertadas e pouca flexibilidade.
Para sistemas recém-instalados, a energia fotovoltaica, as baterias e os inversores baseiam-se todos na potência de carga e no consumo de eletricidade do utilizador. concebido, pelo que é mais adequado para a inversão híbrida com acoplamento CC.
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