Ένα φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο δεν σταματά αυτόματα την παραγωγή ενέργειας όταν η ζήτηση του νοικοκυριού μειώνεται. Εάν το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει περισσότερη ενέργεια από όση καταναλώνουν τα φορτία, το πλεόνασμα πρέπει να πάει κάπου. Μπορεί να φορτίσει μια μπαταρία, να μειωθεί σκόπιμα από τον μετατροπέα ή να επιστρέψει μέσω της σύνδεσης στο δίκτυο.
A υβριδικός μετατροπέας Ρυθμισμένο για λειτουργία μηδενικής ή περιορισμένης εξαγωγής, αποτρέπει ανεπιθύμητη τροφοδοσία στο δίκτυο παρακολουθώντας τη ροή ισχύος στο σημείο σύνδεσης με το δίκτυο και προσαρμόζοντας συνεχώς τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Ανάλογα με τη σχεδίαση του συστήματος, ένας συμβατός μετασχηματιστής ρεύματος (CT), ένας έξυπνος μετρητής ή άλλη διάταξη μέτρησης ισχύος παρέχει στον μετατροπέα πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο σχετικά με το αν η ιδιοκτησία εισάγει ή εξάγει ηλεκτρική ενέργεια. Στη συνέχεια, ο μετατροπέας μπορεί να αυξήσει τη φόρτιση της μπαταρίας, να μειώσει την παραγωγή φωτοβολταϊκών ή να προσαρμόσει τη συνολική ροή ενέργειας για να διατηρήσει την εξαγωγή στο δίκτυο κοντά στο ρυθμισμένο όριο.
Στην KUVO, αναπτύσσουμε υβριδικούς μετατροπείς και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για οικιακή χρήση γύρω από αυτήν την αλληλεπίδραση μεταξύ ηλιακής παραγωγής, αποθήκευσης σε μπαταρίες, οικιακών φορτίων και του δικτύου κοινής ωφέλειας. Η ακριβής διαμόρφωση ελέγχου εξαγωγής εξαρτάται από τον επιλεγμένο μετατροπέα, τη διάταξη μέτρησης, το σύστημα μπαταριών, την ηλεκτρολογική εγκατάσταση και τις τοπικές απαιτήσεις του δικτύου, επομένως η δυνατότητα μηδενικής εξαγωγής θα πρέπει να επιβεβαιώνεται έναντι του πραγματικού έργου και όχι να υποτίθεται μόνο από τον όρο "υβριδικός μετατροπέας".
Γιατί η ηλιακή ενέργεια ρέει πίσω στο δίκτυο εξαρχής;
Η ηλιακή παραγωγή και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών σπάνια παραμένουν απόλυτα εναρμονισμένες καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.
Φανταστείτε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που παράγει 6kW το μεσημέρι, ενώ το κτίριο χρησιμοποιεί μόνο 2kW. Υπάρχουν περίπου 4kW ηλιακής ενέργειας που τα τοπικά φορτία δεν χρειάζονται αυτή τη στιγμή.
Εάν μια μπαταρία είναι συνδεδεμένη και μπορεί να φορτιστεί, μέρος ή όλο αυτό το πλεόνασμα μπορεί να αποθηκευτεί. Ωστόσο, η φόρτιση της μπαταρίας περιορίζεται από την κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας, το επιτρεπόμενο ρεύμα φόρτισης, τις συνθήκες του BMS, τη χωρητικότητα του μετατροπέα, τη θερμοκρασία και τη στρατηγική λειτουργίας που έχει διαμορφωθεί για το σύστημα.
Μόλις η μπαταρία δεν μπορεί πλέον να απορροφήσει το πλεόνασμα, το σύστημα χρειάζεται έναν άλλο τρόπο για να διαχειριστεί την υπερβολική ηλιακή παραγωγή.
Σε μια κανονική εγκατάσταση συνδεδεμένη στο δίκτυο που επιτρέπει την τροφοδοσία, η πλεονάζουσα ενέργεια μπορεί να διοχετευθεί μέσω του σημείου σύνδεσης και στο δίκτυο της εταιρείας ηλεκτρισμού. Αυτό είναι χρήσιμο σε περιοχές όπου επιτρέπεται η εξαγωγή και ο ιδιοκτήτης λαμβάνει τιμολόγιο τροφοδοσίας ή άλλη αποζημίωση.
Η κατάσταση αλλάζει όταν το έργο έχει απαίτηση μηδενικών εξαγωγών.
Ορισμένες εταιρείες κοινής ωφέλειας δεν επιτρέπουν στα οικιακά ηλιακά συστήματα να εξάγουν ενέργεια. Άλλες επιτρέπουν μόνο μια καθορισμένη ικανότητα εξαγωγής. Υπάρχουν επίσης έργα που έχουν σχεδιαστεί κυρίως για αυτοκατανάλωση, όπου ο ιδιοκτήτης απλώς θέλει να αποφύγει την αποστολή πολύτιμης ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο όποτε μπορεί να χρησιμοποιηθεί τοπικά.
Ο υβριδικός μετατροπέας, επομένως, χρειάζεται περισσότερες πληροφορίες από απλώς την ποσότητα της παραγόμενης ηλιακής ενέργειας. Πρέπει να γνωρίζει τι συμβαίνει στην πραγματική σύνδεση με το δίκτυο.
Τι σημαίνει μηδενική εξαγωγή για έναν υβριδικό μετατροπέα;
Μηδενική εξαγωγή δεν σημαίνει αποσύνδεση της ιδιοκτησίας από το δίκτυο κοινής ωφέλειας.
Ένα σύστημα μηδενικών εξαγωγών μπορεί να παραμείνει πλήρως συνδεδεμένο στο δίκτυο. Το σπίτι μπορεί ακόμα να εισάγει ηλεκτρική ενέργεια όταν η ηλιακή παραγωγή και η ισχύς της μπαταρίας δεν επαρκούν. Η διαφορά είναι ότι το σύστημα ελέγχου έχει ρυθμιστεί ώστε να αποτρέπει, ή να περιορίζει στενά, τη ροή ενέργειας προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Αυτή η διάκριση είναι σημαντική.
Ένα αυτόνομο σύστημα λειτουργεί κανονικά ανεξάρτητα από το δημόσιο δίκτυο.
A σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο με μηδενικές εξαγωγές ακόμα χρησιμοποιεί το δίκτυο, αλλά ελέγχει την παραγωγή ηλιακής ενέργειας και τη λειτουργία της μπαταρίας, έτσι ώστε η ανεπιθύμητη ηλιακή ενέργεια να μην παραδίδεται σκόπιμα πίσω σε αυτό.
Υπάρχει επίσης διαφορά μεταξύ μηδενικών εξαγωγών και περιορισμού εξαγωγών.
Με αληθινή ρύθμιση μηδενικής εξαγωγής, ο στόχος μπορεί να είναι περίπου 0W στο σημείο σύνδεσης με το δίκτυο. Σε άλλα έργα, η εταιρεία κοινής ωφέλειας μπορεί να επιτρέπει ένα ορισμένο ποσό εξαγωγής. Η αρχή ελέγχου είναι παρόμοια, αλλά ο μετατροπέας λειτουργεί προς έναν διαφορετικό στόχο ροής ισχύος.
Για παράδειγμα, ένα σύστημα μπορεί να ρυθμιστεί ώστε:
- Αποτρέψτε την σκόπιμη εξαγωγή εξ ολοκλήρου·
- Διατηρήστε ένα μικρό περιθώριο εισαγωγής πλέγματος.
- Περιορισμός εξαγωγής σε εγκεκριμένο επίπεδο ισχύος·
- Επιτρέψτε την κανονική εισαγωγή όπου το επιτρέπουν οι τοπικοί κανονισμοί.
Επειδή τα φορτία και η ηλιακή παραγωγή μπορούν να αλλάξουν πολύ γρήγορα, ο πρακτικός έλεγχος εξαγωγής είναι μια συνεχής διαδικασία ανάδρασης και όχι μια εφάπαξ ρύθμιση. Πολύ μικρές και σύντομες διακυμάνσεις ισχύος ενδέχεται να εξακολουθούν να συμβαίνουν καθώς ο μετατροπέας ανταποκρίνεται σε ξαφνικές αλλαγές στη ζήτηση του νοικοκυριού.
Πώς γνωρίζει ο υβριδικός μετατροπέας ότι η ισχύς ρέει προς το δίκτυο;
Το κλειδί είναι η μέτρηση στο σημείο κοινής σύζευξης, ή άλλο κατάλληλο σημείο που αντιπροσωπεύει την καθαρή ανταλλαγή της ιδιοκτησίας με το δίκτυο κοινής ωφέλειας.
Ο μετατροπέας πρέπει να γνωρίζει εάν το ηλεκτρικό ρεύμα κινείται αυτήν τη στιγμή προς το κτίριο ή προς το δίκτυο.
Ανάλογα με τον εξοπλισμό και τη διαμόρφωση του συστήματος, αυτή η μέτρηση μπορεί να παρέχεται από μετασχηματιστή ρεύματος, έξυπνο μετρητή, συμβατό μετρητή ενέργειας ή άλλη υποστηριζόμενη διάταξη μέτρησης ισχύος.
Το σημείο μέτρησης έχει σημασία
Η μέτρηση μόνο της εξόδου του ηλιακού μετατροπέα δεν αρκεί.
Ας υποθέσουμε ότι το σύστημα ΦΒ παράγει 5kW. Αυτός ο αριθμός από μόνος του δεν λέει στον υβριδικό μετατροπέα αν η ιδιοκτησία εξάγει ενέργεια.
Εάν τα οικιακά φορτία καταναλώνουν 6kW, η ιδιοκτησία εισάγει στην πραγματικότητα περίπου 1kW από το δίκτυο.
Εάν τα οικιακά φορτία μειωθούν στα 3kW ενώ η παραγωγή ηλιακής ενέργειας παραμένει στα 5kW, η κατάσταση αλλάζει και περίπου 2kW είναι πλέον διαθέσιμα ως πλεόνασμα.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο έλεγχος μηδενικής εξαγωγής συνήθως εξαρτάται από τη μέτρηση καθαρή ροή ισχύος στη σύνδεση του δικτύου, όχι απλώς παρακολούθηση της φωτοβολταϊκής παραγωγής.
Ο υβριδικός μετατροπέας διαβάζει αυτές τις πληροφορίες επανειλημμένα και αλλάζει το σημείο λειτουργίας του καθώς αλλάζουν οι συνθήκες.
Η κατεύθυνση της αξονικής τομογραφίας είναι εξίσου σημαντική
Όπου χρησιμοποιείται διαμόρφωση βάσει CT, η κατεύθυνση εγκατάστασης έχει σημασία.
Το σύστημα ελέγχου πρέπει να διακρίνει σωστά μεταξύ εισαγωγής και εξαγωγής. Ένας μετασχηματιστής ρεύματος (CT) εγκατεστημένος προς τη λάθος κατεύθυνση μπορεί να αντιστρέψει τη μετρούμενη ροή ισχύος. Αντί να βλέπει την εξαγωγή ως εξαγωγή, ο μετατροπέας μπορεί να την ερμηνεύσει ως εισαγωγή από το δίκτυο.
Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι ασταθής έλεγχος ή ακριβώς το αντίθετο της προβλεπόμενης λειτουργικής συμπεριφοράς.
Η θέση του μετρητή, η αναγνώριση φάσης, οι ρυθμίσεις επικοινωνίας και η σχέση μεταξύ του μετατροπέα και της σύνδεσης με το δίκτυο θα πρέπει επομένως να ελέγχονται κατά την έναρξη λειτουργίας αντί να αντιμετωπίζεται η συσκευή μέτρησης ως δευτερεύον αξεσουάρ.
Πώς σταματάει η εξαγωγή ηλιακής ενέργειας ένας υβριδικός μετατροπέας;
Μόλις ο μετατροπέας μπορεί να μετρήσει την ισχύ στο σημείο σύνδεσης με το δίκτυο, η αποτροπή εξαγωγής γίνεται μια διαδικασία ελεγχόμενης κλειστού βρόχου.
Το σύστημα συγκρίνει συνεχώς την μετρούμενη ισχύ του δικτύου με τον ρυθμισμένο στόχο εξαγωγής.
Σκεφτείτε ένα σπίτι όπου ο στόχος είναι μηδενικές εξαγωγές.
Το φωτοβολταϊκό σύστημα παράγει 5kW, τα φορτία του σπιτιού μειώνονται ξαφνικά από 4kW σε 2kW, και η μπαταρία έχει ακόμα χωρητικότητα φόρτισης.
Χωρίς επιπλέον έλεγχο, περίπου 3kW θα γίνονταν πλεονάζουσα ενέργεια.
Ο υβριδικός μετατροπέας ανιχνεύει ότι η σύνδεση με το δίκτυο κινείται προς εξαγωγή και ανταποκρίνεται αλλάζοντας τον τρόπο διαχείρισης της ενέργειας.
Πρώτον, η μπαταρία μπορεί να απορροφήσει την πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια
Εάν η κατάσταση φόρτισης της μπαταρίας και οι συνθήκες του BMS επιτρέπουν τη φόρτιση, ο υβριδικός μετατροπέας μπορεί να κατευθύνει περισσότερη ηλιακή ενέργεια στην μπαταρία.
Σε αυτό το παράδειγμα, το οικιακό φορτίο των 2kW μπορεί να συνεχίσει να τροφοδοτείται από την ηλιακή ενέργεια, ενώ μεγάλο μέρος της υπόλοιπης παραγωγής φορτίζει την μπαταρία.
Η μπαταρία λειτουργεί επομένως ως σημαντικός αποθηκευτικός χώρος ενέργειας.
Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι μπορεί να υποστηρίξει υψηλότερη αυτοκατανάλωση από ένα βασικό φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο. Η ηλιακή ενέργεια που παράγεται κατά τις περιόδους χαμηλής ζήτησης μπορεί να αποθηκευτεί αντί να εξαχθεί αμέσως.
Ωστόσο, η φόρτιση της μπαταρίας από μόνη της δεν μπορεί να εγγυηθεί μηδενική εξαγωγή.
Η μπαταρία μπορεί να είναι ήδη γεμάτη. Το επιτρεπόμενο ρεύμα φόρτισής της μπορεί να είναι χαμηλότερο από το διαθέσιμο πλεόνασμα ηλιακής ενέργειας. Το BMS μπορεί να περιορίζει προσωρινά τη φόρτιση λόγω θερμοκρασίας ή άλλων συνθηκών λειτουργίας. Η διαμορφωμένη στρατηγική φόρτισης μπορεί επίσης να δεσμεύει μέρος της χωρητικότητας της μπαταρίας για άλλο σκοπό.
Ο μετατροπέας χρειάζεται λοιπόν μια άλλη επιλογή.
Τότε η Ηλιακή Παραγωγή Μπορεί να Μειωθεί
Όταν η μπαταρία δεν μπορεί να δεχτεί επιπλέον ενέργεια και τα τοπικά φορτία παραμένουν χαμηλά, ο υβριδικός μετατροπέας μπορεί να μειώσει την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που μετατρέπεται.
Ένας ηλιακός MPPT συνήθως προσπαθεί να λειτουργήσει τη φωτοβολταϊκή συστοιχία κοντά στο σημείο όπου μπορεί να παράγει τη μέγιστη διαθέσιμη ισχύ. Κατά τον περιορισμό εξαγωγής, ωστόσο, η εξαγωγή κάθε διαθέσιμης βατ δεν είναι πλέον ο στόχος.
Ο μετατροπέας μπορεί να μετακινήσει το σημείο λειτουργίας της φωτοβολταϊκής διάταξης μακριά από τη μέγιστη ισχύ, ώστε η παραγωγή των φωτοβολταϊκών να ταιριάζει περισσότερο με την ποσότητα ενέργειας που μπορεί πραγματικά να χρησιμοποιηθεί από τα φορτία και την μπαταρία.
Αυτό αναφέρεται συνήθως ως Περιορισμός παραγωγής φωτοβολταϊκών.
Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν επομένως να παράγουν 6kW υπό το διαθέσιμο ηλιακό φως, ενώ ο μετατροπέας χρησιμοποιεί σκόπιμα μόνο 3kW επειδή αυτό είναι το μόνο που χρειάζεται επί του παρόντος το σύστημα.
Δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα με τη φωτοβολταϊκή συστοιχία σε αυτή την περίπτωση. Το σύστημα ελέγχει σκόπιμα την παραγωγή για να ικανοποιήσει την απαίτηση μηδενικής εξαγωγής.
Τι συμβαίνει όταν η μπαταρία είναι ήδη γεμάτη;
Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά πρακτικά ερωτήματα σε ένα σύστημα ηλιακής αποθήκευσης μηδενικών εξαγωγών.
Μια μπαταρία δεν είναι ένας απεριόριστος προορισμός για την πλεονάζουσα φωτοβολταϊκή ενέργεια.
Μόλις επιτευχθεί η επιτρεπόμενη κατάσταση φόρτισης, η φόρτιση πρέπει να μειωθεί ή να διακοπεί. Η ίδια κατάσταση μπορεί να προκύψει προσωρινά ακόμη και πριν η μπαταρία γεμίσει πλήρως, εάν το BMS μειώσει την επιτρεπόμενη ισχύ φόρτισης.
Υποθέστε:
Διαθέσιμη παραγωγή ΦΒ: 7kW
Οικιακό φορτίο: 2kW
Επίδομα φόρτισης μπαταρίας: 0kW
Εξαγωγή πλέγματος στόχος: 0kW
Το σύστημα δεν μπορεί να συνεχίσει να χρησιμοποιεί την πλήρη διαθέσιμη ηλιακή παραγωγή των 7kW.
Ο υβριδικός μετατροπέας, επομένως, πρέπει να μειώσει τη μετατροπή PV περίπου στο επίπεδο που απαιτείται από τα τοπικά φορτία, λαμβάνοντας υπόψη τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας και το περιθώριο ελέγχου που χρησιμοποιείται από το σύστημα.
Σε αυτό το παράδειγμα, η φωτοβολταϊκή παραγωγή μπορεί να περιοριστεί περίπου στα 2kW αντί να διοχετευθούν τα υπόλοιπα 5kW στο δίκτυο.
Αυτός είναι ο λόγος που η δήλωση "όλη η πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια πηγαίνει στην μπαταρία" είναι ατελές.
Αυτό ισχύει μόνο εφόσον η μπαταρία έχει επαρκή διαθέσιμη χωρητικότητα φόρτισης.
Ένα σωστά συντονισμένο Υβριδικό Σύστημα Αποθήκευσης Ενέργειας πρέπει να διαχειρίζεται διάφορες πιθανές συνθήκες:
Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας είναι χαμηλότερη από το φορτίο.
Ηλιακή ενέργεια καλύπτει μέρος της ζήτησης, ενώ η μπαταρία ή το δίκτυο κοινής ωφέλειας καλύπτουν το υπόλοιπο, σύμφωνα με τη διαμορφωμένη στρατηγική λειτουργίας.
Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας είναι υψηλότερη από το φορτίο και η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί.
Το πλεόνασμα ηλιακής ενέργειας μπορεί να αποθηκευτεί.
Η παραγωγή ηλιακής ενέργειας είναι υψηλότερη από τη ζήτηση, αλλά η μπαταρία δεν μπορεί να φορτίσει περαιτέρω.
Η παραγωγή φωτοβολταϊκών ενδέχεται να χρειαστεί να περιοριστεί εάν δεν επιτρέπεται η εξαγωγή στο δίκτυο.
Το φορτίο αυξάνεται ξαφνικά.
Ο μετατροπέας μπορεί να αυξήσει την αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας, να μειώσει τη φόρτιση της μπαταρίας, να εκφορτίσει την μπαταρία ή να εισάγει επιπλέον ισχύ από το δίκτυο, ανάλογα με τη λειτουργία.
Αυτές οι μεταβάσεις μπορεί να συμβούν επανειλημμένα την ίδια μέρα.
Γιατί η μπαταρία εξακολουθεί να έχει σημασία σε ένα σύστημα μηδενικών εξαγωγών
Αν και ο έλεγχος μηδενικής εξαγωγής καθορίζεται τελικά από τη μέτρηση ισχύος και τον έλεγχο του μετατροπέα, η μπαταρία αλλάζει σημαντικά την ποσότητα ηλιακής ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί να περιοριστεί.
Εξετάστε δύο συστήματα με πανομοιότυπους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες και πανομοιόμορφα οικιακά φορτία.
Ένα δεν έχει μπαταρία.
Το άλλο περιλαμβάνει μια μπαταρία λιθίου κατάλληλου μεγέθους.
Κατά τη διάρκεια μιας ηλιόλουστης περιόδου με χαμηλή οικιακή ζήτηση, το πρώτο σύστημα μπορεί να χρειαστεί να μειώσει την παραγωγή Φ/Β σχεδόν αμέσως εάν απαγορεύεται η εξαγωγή.
Το δεύτερο σύστημα μπορεί να αποθηκεύσει μέρος αυτού του πλεονάσματος και να το χρησιμοποιήσει αργότερα όταν το φορτίο του νοικοκυριού αυξηθεί ή η ηλιακή παραγωγή μειωθεί.
Αυτό βελτιώνει την αυτοκατανάλωση ηλιακής ενέργειας και μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από το ηλεκτρικό δίκτυο αργότερα μέσα στην ημέρα.
Ωστόσο, η χωρητικότητα της μπαταρίας από μόνη της δεν λέει όλη την αλήθεια.
Μια μπαταρία 15 kWh που είναι ήδη σχεδόν γεμάτη παρέχει μικρό περιθώριο για επιπλέον ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας. Μια μεγαλύτερη μπαταρία μπορεί επίσης να είναι περιττή εάν η διαθέσιμη ενέργεια από φωτοβολταϊκά είναι σχετικά μικρή ή οι ημερήσιες φορτίσεις καταναλώνουν το μεγαλύτερο μέρος της παραγωγής απευθείας.
Ένα πιο πρακτικό σύστημα σχεδιασμού λαμβάνει υπόψη το προφίλ φορτίου του νοικοκυριού, την αναμενόμενη παραγωγή ΦΒ, τη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας, την επιτρεπόμενη ισχύ φόρτισης και εκφόρτισης, την απαίτηση εφεδρείας και τους κανόνες λειτουργίας του δικτύου μαζί.
Στο KUVO, γι' αυτό επίσης παρέχουμε Οικιακή αποθήκευση ενέργειας σε διαφορετικές δομές αντί να αντιμετωπίζουμε μία χωρητικότητα μπαταρίας ή μία ονομαστική ισχύ μετατροπέα ως κατάλληλη για κάθε εφαρμογή. Η γκάμα των προϊόντων μας περιλαμβάνει υβριδικές διαμορφώσεις μετατροπέα και μπαταρίας, καθώς και ολοκληρωμένα και αρθρωτά συστήματα αποθήκευσης, επιτρέποντας την επιλογή της διάταξης ισχύος και αποθήκευσης γύρω από την πραγματική εγκατάσταση.
Η μηδενική εξαγωγή εξαρτάται από περισσότερα από μια ρύθμιση του μετατροπέα
Η επιλογή "μηδενικές εξαγωγές" σε ένα μενού είναι μόνο ένα μέρος του συστήματος.
Ο μετατροπέας χρειάζεται αξιόπιστα δεδομένα μέτρησης και σωστά εγκατεστημένη ηλεκτρική δομή πριν η λειτουργία ελέγχου μπορεί να λειτουργήσει όπως προβλέπεται.
Λίγες λεπτομέρειες εγκατάστασης έχουν ιδιαίτερα μεγάλη επίδραση.
| Όρος Εγκατάστασης | Πιθανή Επίπτωση στον Έλεγχο Εξαγωγών |
| Τοποθετημένο CT σε λάθος κατεύθυνση | Εισαγωγή και εξαγωγή μπορεί να ερμηνευτούν λανθασμένα |
| Μετρητής εγκατεστημένος σε λάθος σημείο | Ο μετατροπέας ενδέχεται να μην βλέπει την πραγματική ροή ισχύος του δικτύου |
| Λανθασμένη αντιστοίχιση φάσης | Ο έλεγχος εξαγωγής μπορεί να καταστεί ανακριβής σε συστήματα πολλαπλών φάσεων. |
| Η επικοινωνία μεταξύ του μετρητή και του μετατροπέα έχει διακοπεί | Ο μετατροπέας μπορεί να χάσει τη μέτρηση που απαιτείται για τον ενεργό έλεγχο. |
| Πρόσθετη παραγωγή εγκαθίσταται εκτός της μετρούμενης περιοχής | Ο μετατροπέας ενδέχεται να μην λαμβάνει υπόψη όλη την ενέργεια που εισέρχεται στο δίκτυο. |
| Η παράλληλη διαμόρφωση του μετατροπέα δεν είναι συντονισμένη | Οι μεμονωμένες μονάδες ενδέχεται να ανταποκριθούν σε ελλιπείς πληροφορίες συστήματος |
Αυτά τα ζητήματα εξηγούν γιατί η ανάθεση έχει τόση σημασία όσο και η ενεργοποίηση της ίδιας της λειτουργίας.
Ένα σύστημα που φαίνεται σωστό σε ένα διάγραμμα καλωδίωσης μπορεί να συμπεριφερθεί διαφορετικά εάν ο μετρητής τοποθετηθεί λανθασμένα ή η μετρούμενη κατεύθυνση δεν αντιστοιχεί στη διαμόρφωση του μετατροπέα.
Μονοφασικά και Τριφασικά Συστήματα Χρειάζονται Διαφορετική Προσοχή
Μια μονοφασική οικιακή εγκατάσταση είναι συνήθως ευκολότερη στην ερμηνεία, επειδή η ανταλλαγή με το δίκτυο μετριέται σε μία φάση.
Τα τριφασικά έργα απαιτούν πιο προσεκτικό συντονισμό.
Ανάλογα με τις τοπικές απαιτήσεις και τη μέθοδο ελέγχου του μετατροπέα, το σύστημα μπορεί να χρειαστεί να λάβει υπόψη τη ροή ισχύος σε κάθε φάση ξεχωριστά ή τη συνδυασμένη καθαρή ισχύ που ανταλλάσσεται σε όλες τις φάσεις.
Αυτό γίνεται ιδιαίτερα σημαντικό όπου τα οικιακά φορτία κατανέμονται άνισα μεταξύ των φάσεων.
Η ακριβής προσέγγιση θα πρέπει επομένως να επιβεβαιωθεί έναντι του επιλεγμένου μετατροπέα και των τοπικών απαιτήσεων του δικτύου αντί να υποτεθεί ότι κάθε τριφασικό σύστημα μηδενικής εξαγωγής χρησιμοποιεί την ίδια λογική.
Η μηδενική εξαγωγή δεν είναι το ίδιο με την αντι-νησίδα
Αυτές οι δύο συναρτήσεις συγχέονται μερικές φορές, αλλά λύνουν διαφορετικά προβλήματα.
Έλεγχος μηδενικής εξαγωγής διαχειρίζεται πόση ενεργή ισχύς αποστέλλεται σκόπιμα από το σύστημα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο κοινής ωφέλειας κατά την κανονική λειτουργία συνδεδεμένη με το δίκτυο.
Προστασία από απομόνωση αντιμετωπίζει τι συμβαίνει όταν το ίδιο το δίκτυο κοινής ωφέλειας εξαφανίζεται ή βγαίνει εκτός επιτρεπόμενων συνθηκών λειτουργίας.
Ένας συνδεδεμένος στο δίκτυο μετατροπέας κανονικά δεν μπορεί απλώς να συνεχίσει να τροφοδοτεί το δημόσιο δίκτυο κατά τη διάρκεια μιας διακοπής. Οι απαιτήσεις προστασίας δικτύου και αντι-νησιδοποίησης έχουν σχεδιαστεί για να αποτρέψουν αυτήν την κατάσταση.
Ένας υβριδικός μετατροπέας μπορεί ακόμα να τροφοδοτεί καθορισμένα εφεδρικά φορτία μέσω μιας ξεχωριστής εφεδρικής εξόδου ή εξόδου EPS, όπου το προϊόν και η διαμόρφωση του συστήματος το υποστηρίζουν, αλλά αυτό είναι ηλεκτρικά διαφορετικό από τη συνεχή τροφοδοσία της σύνδεσης με το δίκτυο κοινής ωφέλειας.
Ένα έργο μπορεί επομένως να απαιτεί τόσο έλεγχο μηδενικής εξαγωγής όσο και κατάλληλη προστασία κατά της απομόνωσης. Η μία λειτουργία δεν αντικαθιστά την άλλη.
Η ίδια διάκριση ισχύει και για τη λειτουργία εφεδρείας. Ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας οικίας ικανό να παρέχει εφεδρική ισχύ δεν σημαίνει αυτόματα ότι ολόκληρο το κτίριο γίνεται αυτόνομο όποτε συμβαίνει διακοπή ρεύματος. Το κύκλωμα εφεδρείας, η διάταξη μεταγωγής, η χωρητικότητα του μετατροπέα, η χωρητικότητα της μπαταρίας και τα συνδεδεμένα φορτία επηρεάζουν όλες τη συμπεριφορά του συστήματος.
Πώς προσεγγίζουμε την αποθήκευση ενέργειας στο σπίτι με μηδενική εξαγωγή στην KUVO
Ως Οικιακή αποθήκευση ενέργειας και υβριδικός μετατροπέας κατασκευαστής, βλέπουμε μηδενικές εξαγωγές ως μέρος του ολοκληρωμένου σχεδιασμού διαχείρισης ενέργειας αντί για ένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό του μετατροπέα.
Τα συστήματα KUVO συνδυάζουν μετατροπή ηλιακής ενέργειας, αποθήκευση μπαταριών, συντονισμό BMS, παρακολούθηση, αλληλεπίδραση με το δίκτυο και λειτουργίες εφεδρείας σε διαφορετικές δομές προϊόντων. Η τρέχουσα γκάμα μας περιλαμβάνει ολοκληρωμένα συστήματα μετατροπέα και μπαταριών, καθώς και αρθρωτές διαμορφώσεις για διάφορες οικιακές εφαρμογές και εφαρμογές κατανεμημένης ενέργειας.
Ορισμένα έργα σχεδιάζονται για να επιτρέπουν την τροφοδοσία ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο. Άλλα χρειάζονται αυτοκατανάλωση με μηδενική εξαγωγή. Σε ορισμένες αγορές, επιτρέπεται μια περιορισμένη ποσότητα εξαγωγής αντί να απαγορεύεται πλήρως.
Για τον λόγο αυτό, η απαιτούμενη λειτουργία πρέπει να προσδιοριστεί πριν οριστικοποιηθεί η διαμόρφωση του μετατροπέα και της αποθήκευσης.
Δεν συνιστούμε την επιλογή ενός υβριδικού μετατροπέα μόνο με βάση την αντιστοίχιση της ονομαστικής του ισχύος σε kW με τη φωτοβολταϊκή συστοιχία.
Το πραγματικό σύστημα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη πόση ηλιακή ενέργεια θα εγκατασταθεί, πόση ενέργεια χρειάζεται να αποθηκεύσει η μπαταρία, το αναμενόμενο μοτίβο φορτίου του νοικοκυριού, την επιτρεπόμενη ισχύ φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας, την τάση και τη δομή φάσης του δικτύου, τις απαιτήσεις εφεδρείας, τη διάταξη μέτρησης και τους κανόνες του δικτύου που ισχύουν στον τόπο εγκατάστασης.
Η μέθοδος ελέγχου εξαγωγής θα πρέπει στη συνέχεια να επιβεβαιωθεί για την ακριβή διαμόρφωση του μετατροπέα.
Όπου χρησιμοποιείται μετρητής CT ή συμβατός έξυπνος μετρητής, οι απαιτήσεις επικοινωνίας και εγκατάστασής του πρέπει να ταιριάζουν με τον μετατροπέα. Όπου ένα έργο απαιτεί άλλη εξωτερική διάταξη ελέγχου, αυτό θα πρέπει να επιβεβαιωθεί πριν από την εγκατάσταση και όχι να διαπιστωθεί κατά την έναρξη λειτουργίας.
Το ίδιο ισχύει και για την επικοινωνία της μπαταρίας.
Σε ένα ολοκληρωμένο Οικιακή αποθήκευση ενέργειας Το σύστημα, ο μετατροπέας και το BMS πρέπει να συντονίζουν τα όρια φόρτισης, την κατάσταση της μπαταρίας, τις πληροφορίες προστασίας και τη διαθέσιμη ισχύ φόρτισης ή εκφόρτισης. Αυτός ο συντονισμός γίνεται ιδιαίτερα σημαντικός όταν η ηλιακή παραγωγή αλλάζει γρήγορα ή η μπαταρία πλησιάζει στο όριο φόρτισής της.
Η ολοκληρωμένη προσέγγιση αποθήκευσης ενέργειας της KUVO έχει σχεδιαστεί για να ενσωματώσει αυτές τις λειτουργίες σε μια συντονισμένη δομή συστήματος, μειώνοντας την ανάγκη αντιμετώπισης του μετατροπέα, της μπαταρίας λιθίου, του BMS, της παρακολούθησης και της διαχείρισης ενέργειας ως ανεξάρτητων στοιχείων. Τα τρέχοντα προϊόντα μας όλα-σε-ένα συνδυάζουν μετατροπέα, διαχείριση μπαταρίας, αποθήκευση μπαταρίας λιθίου, φόρτιση ηλιακής ενέργειας και σχετικές λειτουργίες παρακολούθησης εντός της ίδιας αρχιτεκτονικής συστήματος.
Για έργα που απαιτούν συγκεκριμένα μηδενικές εξαγωγές, η τελική διαμόρφωση θα πρέπει να ταιριάζει με το επιλεγμένο μοντέλο, την τοπική ηλεκτρολογική δομή και τις απαιτήσεις της εταιρείας ηλεκτρισμού.
Συμπέρασμα
Ένας υβριδικός μετατροπέας αποτρέπει την ανεπιθύμητη εξαγωγή ηλιακής ενέργειας παρακολουθώντας συνεχώς την ανταλλαγή ενέργειας της ιδιοκτησίας με το δίκτυο κοινής ωφέλειας και προσαρμόζοντας τη ροή ενέργειας πριν αποσταλεί σημαντική πλεονάζουσα ενέργεια προς τα έξω.
Όταν η φωτοβολταϊκή παραγωγή υπερβαίνει την τοπική ζήτηση, η μπαταρία μπορεί να απορροφήσει μέρος της πλεονάζουσας ενέργειας, εφόσον επιτρέπεται η φόρτιση. Εάν η μπαταρία είναι πλήρης ή δεν μπορεί να δεχτεί επαρκή ισχύ, ο μετατροπέας μπορεί να μειώσει την φωτοβολταϊκή παραγωγή, ώστε η ηλιακή παραγωγή να ακολουθεί στενότερα αυτό που μπορούν πραγματικά να χρησιμοποιήσουν τα φορτία και η μπαταρία.
Η μπαταρία βελτιώνει επομένως την αυτοκατανάλωση, αλλά δεν είναι αυτή που δημιουργεί από μόνη της τον έλεγχο μηδενικής εξαγωγής. Η ακριβής μέτρηση του δικτύου, η συμβατή μέτρηση, η σωστή εγκατάσταση, ο έλεγχος του μετατροπέα, η επικοινωνία της μπαταρίας και η κατάλληλη διαμόρφωση του συστήματος συμβάλλουν όλα στο αποτέλεσμα.
Στην KUVO, κατασκευάζουμε υβριδικούς μετατροπείς, συστήματα μπαταριών λιθίου και ολοκληρωμένες λύσεις αποθήκευσης ενέργειας για οικιακές εφαρμογές, για έργα με διαφορετικές απαιτήσεις σε ηλιακή ενέργεια, αποθήκευση, δίκτυο και εφεδρική τροφοδοσία. Είτε ένα σύστημα προορίζεται για κανονική τροφοδοσία στο δίκτυο, περιορισμένη εξαγωγή, είτε λειτουργία μηδενικής εξαγωγής, προτιμούμε να προσαρμόζουμε τη διαμόρφωση του μετατροπέα και της μπαταρίας στην πραγματική ηλεκτρολογική σχεδίαση, αντί να υποθέτουμε ότι η ίδια μέθοδος λειτουργίας είναι κατάλληλη για κάθε εγκατάσταση.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Μπορεί ένας υβριδικός μετατροπέας να αποτρέψει εντελώς την παροχή ηλιακής ενέργειας στο δίκτυο;
A υβριδικός μετατροπέας Με ένα συμβατό σύστημα ελέγχου μηδενικής εξαγωγής, η εξαγωγή στο δίκτυο μπορεί να ρυθμιστεί με μεγάλη ακρίβεια, παρακολουθώντας τη ροή ισχύος και προσαρμόζοντας τη φόρτιση της μπαταρίας ή την παραγωγή του φωτοβολταϊκού. Επειδή τα ηλεκτρικά φορτία μπορούν να αλλάξουν ξαφνικά και τα συστήματα ελέγχου απαιτούν σύντομο χρόνο απόκρισης, μπορεί να εμφανιστούν πολύ μικρές στιγμιαίες διακυμάνσεις γύρω από τον στόχο. Η ακριβής απόδοση εξαρτάται από τον μετατροπέα, τη μέθοδο μέτρησης, την εγκατάσταση και τη διαμόρφωση.
Χρειάζεται μηδενική εξαγωγή μπαταρία;
Όχι απαραίτητα. Ορισμένα συμβατά συστήματα μετατροπέων συνδεδεμένων στο δίκτυο ή υβριδικά συστήματα μπορούν να περιορίσουν απευθείας την παραγωγή φωτοβολταϊκών όταν η τοπική ζήτηση είναι χαμηλότερη από την ηλιακή παραγωγή.
Η προσθήκη μπαταρίας καθιστά το σύστημα πιο χρήσιμο, επειδή η πλεονάζουσα ηλιακή ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί αντί να περιοριστεί αμέσως. Όταν η μπαταρία έχει διαθέσιμη χωρητικότητα φόρτισης, περισσότερη από την ημερήσια ηλιακή παραγωγή μπορεί να διατηρηθεί για μεταγενέστερη χρήση.
Τι συμβαίνει με την ηλιακή ενέργεια όταν η μπαταρία είναι γεμάτη σε ένα σύστημα μηδενικής εξαγωγής;
Εάν τα τοπικά φορτία δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν την διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια και η μπαταρία δεν μπορεί να δεχτεί επιπλέον φόρτιση, ο υβριδικός μετατροπέας μπορεί να μειώσει την παραγωγή φωτοβολταϊκών. Αντί να λειτουργεί το φωτοβολταϊκό σύστημα συνεχώς στη μέγιστη διαθέσιμη ισχύ του, ο μετατροπέας προσαρμόζει το σημείο λειτουργίας ώστε η παραγωγή να παραμένει πιο κοντά στην ποσότητα που μπορεί να καταναλωθεί τοπικά.
Όλοι οι υβριδικοί μετατροπείς διαθέτουν λειτουργία μηδενικής εξαγωγής;
Όχι. Τα χαρακτηριστικά των υβριδικών μετατροπέων και τα υποστηριζόμενα αξεσουάρ διαφέρουν ανά μοντέλο. Η λειτουργία μηδενικής εξαγωγής μπορεί να εξαρτάται από συμβατούς μετασχηματιστές ρεύματος (CTs), έξυπνους μετρητές, λειτουργίες υλικολογισμικού, διεπαφές επικοινωνίας ή εξωτερικό εξοπλισμό ελέγχου. Η απαιτούμενη λειτουργία θα πρέπει να επιβεβαιωθεί για τον ακριβή μετατροπέα πριν από την προδιαγραφή του συστήματος.
Είναι η μηδενική εξαγωγή ίδια με τη λειτουργία εκτός δικτύου;
Όχι. Ένα σύστημα μηδενικής εξαγωγής μπορεί να παραμείνει συνδεδεμένο στο δίκτυο κοινής ωφέλειας και να εισάγει ηλεκτρική ενέργεια όποτε η ηλιακή και η ισχύς της μπαταρίας είναι ανεπαρκείς. Απλώς περιορίζει τη ροή ισχύος από το σύστημα αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας πίσω στο δίκτυο.
Ένα αυτόνομο σύστημα λειτουργεί κανονικά ανεξάρτητα από το δημόσιο δίκτυο.
Γιατί είναι σημαντική η εγκατάσταση μετρητή CT ή έξυπνου μετρητή για μηδενική εξαγωγή;
Ο μετατροπέας χρειάζεται ακριβείς πληροφορίες για την κατεύθυνση και την ποσότητα της ισχύος που ρέει στη σύνδεση με το δίκτυο. Εάν η κατεύθυνση του CT, η θέση του μετρητή, η ανάθεση φάσης ή η επικοινωνία είναι λανθασμένες, ο μετατροπέας μπορεί να λάβει ανακριβείς πληροφορίες και να μην μπορεί να ρυθμίσει σωστά την εξαγωγή.
Μπορεί ένας υβριδικός μετατροπέας να φορτίσει την μπαταρία από το δίκτυο ενώ είναι ενεργοποιημένη η λειτουργία μηδενικής εξαγωγής;
Αυτές είναι ξεχωριστές λειτουργίες λειτουργίας. Ανάλογα με τη διαμόρφωση του μετατροπέα και τις ρυθμίσεις διαχείρισης ενέργειας, ένα σύστημα μπορεί να είναι σε θέση να εισάγει ενέργεια από το δίκτυο για τη φόρτιση της μπαταρίας, ενώ ταυτόχρονα αποτρέπει την εξαγωγή ηλιακής ή μπαταρίας ενέργειας πίσω στο δίκτυο.
Το αν η φόρτιση δικτύου είναι ενεργοποιημένη και πότε επιτρέπεται, θα πρέπει να καθορίζεται από τις επιλεγμένες ρυθμίσεις του μετατροπέα, τη στρατηγική τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας, τις απαιτήσεις της μπαταρίας και τους τοπικούς κανονισμούς.
Είναι ακόμα χρήσιμος ο έλεγχος μηδενικής εξαγωγής όταν η εταιρεία κοινής ωφέλειας επιτρέπει την τροφοδοσία ηλιακής ενέργειας;
Μπορεί να είναι. Ορισμένα συστήματα διαμορφώνονται σκόπιμα για μέγιστη αυτοκατανάλωση ακόμη και όπου επιτρέπεται η έγχυση, ειδικά όταν η αξία της τοπικής χρήσης αποθηκευμένης ηλιακής ενέργειας είναι υψηλότερη από την αποζημίωση που λαμβάνεται για την εξαγωγή της.
Άλλα έργα μπορεί να προτιμούν κανονική τροφοδοσία ή να χρησιμοποιούν καθορισμένο όριο εξαγωγής. Η κατάλληλη στρατηγική λειτουργίας εξαρτάται από την τιμολόγηση ηλεκτρικής ενέργειας, το προφίλ φορτίου, τη χωρητικότητα της μπαταρίας, την ηλιακή παραγωγή και τους τοπικούς κανόνες δικτύου.