Күн энергиясынын аккумуляторун электр тармага кандай улантууга болот?

Күн энергиясынын аккумулятору деген эмне жана ал электр тармагына улантуу үчүн эмнеге маанилүү?

Күн батареялары чатырдагы панелдер тарабынан өндүрүлгөн кошумча электрди жыйноп, үй-бүлөлөр менен ишканаларга бул кубатты эң керектүү учурда колдонууга же жергиликтүү электр тармагына кайрадан жөнөтүүгө мүмкүндүк берет. Бул сактоо чечимдери күндүн энергиясынын бир чоң кемчилигин чечет: ал дайым бизге керек болгондо күндөөп турбайт. Бултуу күндөрү же түндө да адамдарга электр керек, ал эми күн батареялары колдо болушун камсыз кылат. Электр компаниялары да пайда көрөт, анткени бул батареялар жалпысынан электр берүүнү туруктуу кармоого жардам берет. Талап көп болгон учурда иштеп турган эски газ станцияларына ошолчолук ишенбей, тармактар ушул учурда жаңыртуучу булактарды жакшыраак башкара алышат. Өткөн жылы NREL тарабынан жасалган изилдөөгө ылайык, күн сактоо системасын электр тармагына кошкондо бул кыйынчылыктуу чоң айланоочу чыгымдар 30% дан 45% ка чейин төмөндөйт. Бул өлкө боюнча таза энергия максаттарына жетүү үчүн иштеп жатканда, эски электр системаларыбызга көбүрөөк басымды азайтат.

Күн энергиясынын сактоо батареясын электр тармага туташтыруу үчүн негизги компоненттер

Тармакка интеграциялоонун үч негизги компоненти:

1. Эки тараптуу инверторлор : Батареядан келген даражасыз токту (DC) тармак менен уюшкон альтернативдик токко (AC) которот.
2. Энергияны башкаруу системалары (EMS) : Тармак шарттарын көзөмөлдөйт жана батареяны заряддоо/разряддоо циклдерин оптималдаштырат.
3. Тармак-интерактивдүү контроллерлер : Коммуналдык токтун кернеши жана жыштык стандартдары менен синхрондошун камсыз кылат.
   Модерн системалар NEC Макала 706 сыяктуу коопсуздук талаптарына ылайык болуу үчүн изоляциялык чыбыктар жана өлчөө приборлорун камтыйт.

Күн энергиясынын сактоо батарея системаларындагы эки тараптуу инверторлордун арттагы илим

Эки тараптуу инверторлор негизинен жарык энергиясын сактоочу аккумуляторлор менен электр тармагынын ортосундагы туташтыруучу элемент болуп саналат. Аларды адаткы инверторлордон айырмалоочу негизги жагы - бул энергияны эки тарапка да жөнөтүү мүмкүнчүлүгү. Күн энергиясы ашып кеткендэ, алар аккумуляторду толтура алат, андан соң сакталган электрди тармакка талап көтөрүлгөндө кайрадан киргизе алат. Жаңырак моделдердин баарына MPPT технологиясы кошулуп, иштөө ченери жогорулаган, көбүнесе 95% ашкан конверсия эффективдүүлүгүнө жетүүгө мүмкүндүк берет. Бул коробкалар көп күн батареялары бар тармактарда кездешүүчү керне улгуларын жана жыштык маселелерин чечүүдө чоң роль ойноот. Алардын интеллектуалдуу ылдамдыкты түзөтүү мүмкүнчүлүгү тармак тарабында ишти жөнөкөй камсыз кылып, сакталган жаңыртууларга толук пайда алууга мүмкүндүк берет.

Күн энергиясын сактоочу аккумуляторду тармакка туташтыруу үчүн кадамдар

Күн энергиясын сактоо үчүн аккумулятор жана торго келдирилиши үчүн сайтты текшерүү

Күн батарея системасын орнотуудан мурун бардык даярдуулуктарды түзөтүү үчүн алдымен тор менен жакшы иштешүү үчүн сайтты жакшы текшерүү керек. Билген техниктер электр панели кандай кубаттуулукка ээ экенин, учурдагы күн панелдеринин баракчасы кайсы жакка карата турганын жана жергиликтүү коммуналдык кызмат кандай кернеиге муктаж экенин карайт. Күн системасын орнотуу боюнча 2023-жылкы долбоордон чыккан маалыматтарга ылайык, торго батарея орнотуп жаткан адамдардын 40 пайызы эки тараптуу электр агымын башкара турган панелге ээ болушу үчүн жаңыртылышы керек. Ошондой эле батареянын коюлар жеринин тегермеги жана стеналарын камсыз кылуу зарыл, шектүү текшерүүлөрдү да жүргүзөбүз, анткени NRELдин 2023-жылкы изилдөөсүнө ылайык, кичинекей көлөкөлөр дагы эффективдүүлүктү 12 пайыздан ашык кыскарта алат.

Күн энергиясын сактоо үчүн батарея жана гибрид инвертор системасын орнотуу

Батареяны температура туруктуу болгон жерге, мисалы гаражга же башка бөлмөгө коюу кышында же жазында тийиштүү эффективдүүлүктүн жоголушунан сактап калат. Гибриддик инвертор күн панелдерине жана үйдүн негизги ток чекитине туташып, адамдар өздөрүнүн күн энергиясын колдонуп жаткан менен эле электр тармагынан да ток алышат. Көпчүлүк адамдар үйлөргө ушул системаларды орнотууду 3–7 күндөн ичинде бүтүрөт, бул профессионалдардын көбүнүн көзөмөлдөгөнүндөй. 2024-жылкы энергия департаментинин билдирүүсүндө айтылгандай, литий-иондук батареялар дагы абдан популярдуу болуп жатат, алар башкаларга караганда анча чейин тез иштээри белгиленген, бүгүнкү күндө жаңы орнотулган системалардын десяттаган тоғузун камтыйт.

Күн энергиясынын сактоо батареясы менен электр тармак оператору ортосунда байланыш протоколдорун орнотуу

Бүгүнкү күндөрдө, ток компаниялары менен сүйлөшкөндө, заманбап энергия системаларынын көбү IEEE 1547-2018 стандартына таянат. SunSpec Modbus жана DNP3 сыяктуу протоколдор аларды дайыма маалымат алмашууга мүмкүндүк берет. Торго тилке көп болгондо, ушундай эки тараптуу сүйлөшүү реалдуу убакытта нерселерди өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. EPRI тарабынан 2023-жылы жүргүзүлгөн изилдөөлөрдүн маалыматында, бул эксперименттердин учурунда электр тармагындагы кернеэ талаасы 18 пайызга жакшырды. Батареялардын токторго кайра канча көп электр жөнөтө алышы жана аймактар боюнча жыштык деңгээлинде өзгөрүүлөргө канчалык чезек этиши жөнүндө жергиликтүү нормаларга ылайык келүү үчүн багдарламаларды туура орнотуу да маанилүү.

Кошулуга коопсуздук текшерүүлөрүн жана коммуналдык укук берүүнү өткөрүү

Бардык орнотуулар өрт коопсуздугу боюнча UL 9540 сертификатын жана NFPA 855 талап кылган аралыктарды өтүшү керек. Коммуналдык кызматтар көбүнчө талап кылат:

• Anti-islanding коргоо сынамалары <2 секунд ичинде тордон ажыроону текшерүү
• Кызмат киргизүү чектөөсүнүн 60% төмөн чегин автоматтык түрдө экспорттоо
• Инвертордун IEEE 1547.1-2020 гармониялык стандарттарына ылайык келгенин көрсөткөн документтер

Бекитүүнүн убакыт мөөнөтү жергиликтүү бириктирүү кезектерине жараша 2—6 айланган созулат.

Торго туташтырылган режимде Күн энергиясын сактоочу батареяны жумшалоо жана ишке киргизүү

Техниктер ATS (Автоматтык которуу чыбыгы) аркылуу <10мс которуу которулушун текшерүү үчүн тордогу үзүлүштөрдү имитациялайт. Чыныгы убакытта кароо EnergyHub же Span.io сыяктуу платформалар менен биригет, убакытты колдонууну оптималдаштыруу аркылуу үй ээлери чоң суранычтардын чыгымын 34% га төмөндөтө алышат (LBNL 2024). Системалар толук ишке киргизилүүдөн мурда 72 саат бою жүктөрдү циклдоштурат.

Торго туташуу үчүн нормативдик, коопсуздук жана техникалык маселелер

IEEE 1547 жана NEC Макала 706 талаптарына ылайык Күн энергиясын сактоочу батарея орнотуулары

Күн энергиясынын сактоо батареяларын торго кошуп берүүнүн коопсуздугун камсыз кылуу үчүн IEEE 1547-2018 жана NEC Article 706 талаптарына стрикт ылайык болушу абсолют маанилүү. Бул эрежелер кеминде 150% ашыкча токтан коргоо жана жыштыктардын чыныгы тордун керектөөсүнө плюс же минус 0,5 Гц ичинде синхрондошкон болушун камсыз кылуу сыяктуу бир нече негизги коопсуздук чараларын талап кылат. EPRI тарабынан 2023-жылы жарыяланган изилдөөлөргө ылайык, байланыштыруу боюнча макулдоолордо кыйынчылыктарды дээрлик үчтөн бириге кыскарта алган жаңыраак IEEE стандартдарына ылайык иштөө эски системалык конструкцияларга салыштырмалуу тууралуу маалымат берет. 2024-жылдын Торго Байланыштыруу Стандарттары Жөнүндөгү Билдирүүдөн алынган акыркы маалыматтар башка бир нерсени да көрсөтүп турат: бүгүнкү күндө 30kVAдан ашык чоңдуктагы системалар менен иштөөдө UL 3301 сертификатталган изоляциялык трансформаторлорду киргизүү зарыл. Кызыкыныч, бул эреже эми коммерциялык колдонуу үчүн гана эмес. Өрттөрдү алдан алуу максатында жасалган жаңыртуулардын натыйжасында он эки штат үй жагындагы орнотууларга да ушул сымал талаптарды колдонууга башташты.

Торго туташкан күн энергиясынын сактоо аккумулятору системаларында керне жана жыштык туруктуулугун башкаруу

Торго тиешелүү системдердин туура иштөөсү үчүн, алар кернеэ деңгээлин плюс-минус 5% чегинде, жыштыкты 0.2 Гц ичинде динамикалык реактивдүү кубаттуулук компенсациясы деп аталган техникаларды колдонуп сактоо зарыл. Бүгүнкү күндөрдүн баарыраак инверторлору бир нечедей акылдуу болуп келет, жүктөм 15 мүнөт мурда өзгөрө тургандыгын чыныгында болжолдоо үчүн нейрондук торлордун алгоритмин колдонот. 2023-жылы NREL тарабынан жасалган изилдөөлөргө ылайык, ушул сыяктуу алдын ала билдирүү мүмкүнчүлүгү толкун формасын стандарттык тордун синусойдалык кисиндери менен 99,8% түзөт. Ушул деңгээлдеги тактык ооруп, ооруп иштөөчү ооруканалар жана башка маанилүү борборлордогу иштерди токтотууга алып келген жаман өчүп калууларды болдуруудан сактоодо эң чоң мааниге ээ. Ошондой эле, бул системдер жыштыктын өзгөрүшүнө да ынтымчыл жооп берет, анын ичинде жыйналым 2 миллисекундга жетет. Жана түз ыраазы, бул стабилдуулуктун чектүү деңгээли, кэбінесе инерциялык буфердин 1% гана түзө турган аймактарда эң көп мааниге ээ.

Инсандык эмес Режимдердин Курчуулугун Оорукерчилик Логикасы Аркылуу Баштан Кечирүү

UL 1741 SA стандартына ылайык сертификатталган инверторлор торчонун көзөмөлүнүн жетишсиздигин көп спектрлүү бузулууларды аныктоо деген ыкма менен чечет, ал 27 ар түрдүү чекитте гармониялык анализди жана импеданстык спектроскопия деген нерсени кошуп берет. Торчо проблема болгондо, бул системалар маселени аныктагандан кийин эки секундго жакын убакытта толугу менен өчүп калат. Сыйымдуулуктун 85% дайыма даяр тургула, анткени электр энергиясынын салмагында колдонуу үчүн керек. Бир нече жаңы программалык жаңыртуулар иш-аракетти дагы жакшыртып берди. Жаңы firmware тармактын түзүлүшүн автоматтык түрдө картага салууга мүмкүндүк берет, ошондой эле системада арал шарты бар деп ойлонуп, чыпка сигнализацияларды төмөндөтөт. Өткөн жылы Sandia Labs бул жакшыртуу жел жана күн панелдеринин көп байланышкан аймактарда мындай каталарды жакынкы жарымга чейин камтыганын билдирген.

Тармактык туташтырылган күн энергиясын сактоочу батарея системаларынын экономикалык пайдасы жана эксплуатациялык артыкчылыктары

Үй ээлери жана чакан ишканалар электр энергиясын электр тармагына туташтырылган күн батареяларын орнотуп, акчаны үнөмдөп, электр энергиясын узак убакытка сакташат. Жакында эле 2023-жылга карата чыккан Gaia Development туруктуулук отчету кызыктуу бир нерсени көрсөтүп турат. Бул батареяларды күн батареялары менен жупташтыруу менен, алар иштетүү чыгымдарын 35% га чейин кыскартат жана үйлөр үчүн электр тармагына 40% га чейин көз каранды эмес. Дагы бир бонусту да алсак болот. Бул батареялар жергиликтүү коммуналдык компаниялардын программаларына кирген ээлерине акча алып келет. Негизинен, топтолгон күн энергиясы электр энергиясын ошол эле учурда башкалар пайдаланып жаткан кымбаттуу ширеңке сааттарда электр тармагынан алуунун ордуна колдонулат.

Күн энергиясын сактоочу батареяны жана тармактык пикирди колдонуу менен талаптын жогорку чегиндеги төлөмдөрдү азайтуу

Коммерциялык операторлор батареяларды коммуналдык кызмат көрсөтүүчүлөр аныктаган оор сааттарда заряддалуусун программалоо менен эң жогорку талап боюнча төлөмдөрдү 40-60%га азайтууга жетишет. Бул жүктү алмаштыруу стратегиясы керектөө моделдерин жогорку чектен тышкаркы тарифтик терезелерге шайкеш келтирет, бул электр энергиясынын коммерциялык чыгымдарынын 30-50% түзгөн суроо-талапка негизделген эсептөө компоненттерин кыйла төмөндөтөт.

Тармактык эсептөө жана электр тармагын тейлөө программаларына катышуу

АКШнын 42 штатындагы коммуналдык кызматтар электр тармагына кошулуп кеткен күн энергиясынын ашыкча бөлүгүнө компенсация төлөп, аларды сактоо системалары кредит алуу мүмкүнчүлүгүн 65%га жогорулатууда. Автоматташтырылган энергия соода платформалары аркылуу электр тармагына туташтырылган батарейкалар ISO рынокторунда 50100$/МВт/саат бааланган жыштыкты жөнгө салуу кызматтарын көрсөтөт.

Окуя боюнча изилдөө: Жашаган жайларда күн энергиясын сактоочу батарея системасы

Массачусетста жайгашкан үй иэси күн батареясынын 20 кВт/с сактоо системасын орноткондон кийин, жылына 12 000 кВт/сдан 4 800 кВт/сга чейинки торго тийиштүү сатып алууларды камтыган. Бул ишке киришүү убакыт тартибин колдонуу арбитражы жана күн энергиясынын жаңыртуучу кредиттерин (SRECs) бириктирип, 6,2 жыл ичинде толугу менен кайтарылды.