Quyosh energiyasini saqlovchi batareyani tarmoqqa qanday ulash mumkin?

Quyosh energiyasini saqlash batareyasi nima va tarmoqqa ulanish uchun nega muhim

Quyosh batareyalari tom paneli tomonidan ishlab chiqarilgan ortiqcha elektr energiyasini saqlash orqali ishlaydi, shu tufayli uy-joylar va korxonalarda ushbu energiyani keyinroq kerak bo'lganda foydalanish imkoniyati paydo bo'ladi yoki hatto qisman mahalliy elektr tarmog'iga qaytarish ham mumkin. Ushbu saqlash echimlari quyosh energiyasining asosiy muammosini hal etadi: quyosh har doim ham bizga kerak bo'lganda yorug'lik beravermaydi. Bulutli kunlari yoki kechasi odamlarga baribir elektr energiyasi kerak bo'ladi va quyosh batareyalari bu holatda ham energiya mavjudligini ta'minlaydi. Elektr kompaniyalari ham foyda ko'radi, chunki ushbu batareyalar umumiy ta'minotni barqaror saqlashga yordam beradi. Yiqilish davrida ishga tushadigan eski gazli elektr stansiyalariga juda hammasan bog'liq bo'lish o'rniga, tarmoqlar endi yangilanuvchi manbalarni yanada yaxshi boshqara oladi. O'ttgan yili NREL tadqiqotlariga ko'ra, quyosh saqlash tizimini tarmoqqa ulash soatli maksimal to'lovlarni taxminan 30 dan 45 foizgacha kamaytiradi. Bu mamlakat bo'ylab toza energiya maqsadlariga erishish jarayonida eskirgan elektr tizimlarimizga kamroq bosim o'tkazishni anglatadi.

Quyosh energiyasini saqlash batareyasini elektr tarmogʻiga ulash uchun zarur boʻlgan asosiy qismlar

Uchta asosiy komponent tarmoq integratsiyasini ta'minlaydi:

1. Ikki yo'nalishdagi inverterlar : Tarmoq bilan mos kelishish uchun batareyalardan AC quvvatini almashtirish.
2. Energiya boshqaruv tizimlari (EMS) : Tarmoq sharoitlarini kuzatib borish va zaryadlash/tashlab yuborish tsikllarini optimallashtirish.
3. Tarmoqli interaktiv boshqaruvchilar : Elektr quvvati va chastota standartlari bilan sinxronizatsiya qilinishini ta'minlash.
   Zamonaviy tizimlarda, shuningdek, NEC 706-moddasi kabi xavfsizlik qoidalariga rioya qilish uchun izolyatsiya kalitlari va o'lchash qurilmalari mavjud.

Quyosh energiyasini saqlash batareya tizimidagi ikki yoʻnalishdagi inverterlar ortida turgan ilm - fan

Ikki yo'nalishli inverterlar asosan quyosh energiyasi batareyalari va elektr tarmog'i o'rtasidagi ulagich sifatida xizmat qiladi. Ular oddiy inverterlardan farq qiladigan narsa bu energiyani ikki tomonga ham ko'chirish qobiliyatidir. Ular quyosh energiyasi bo'lganda batareyalarni zaryadlashlari mumkin, keyin esa talab oshganda, saqlangan elektr energiyasini tarmoqga qaytarishlari mumkin. Ba'zi yangi modellar MPPT texnologiyasi deb nomlangan narsa bilan jihozlangan bo'lib, ular ko'pincha 95% dan ortiq konversiya samaradorligiga erishadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, bu qurilmalar quyosh qurilmalari ko'p tarmoqlarda uchraydigan kuchlanish va chastota muammolarini hal qilishda katta rol o'ynaydi. Ularning aqlli sozlash qobiliyati barcha narsalarni tarmoq tomonida yaxshi ishlashga yordam beradi, shu bilan birga biz o'zimiz uchun eng yaxshi energiyani saqlash uchun to'lovni olamiz.

Quyosh energiyasini saqlash batareyasini tarmoqga ulashning bosqichma-bosqich jarayoni

Quyosh energiyasini saqlash batareyasi va tarmoq sinxronizatsiyasi uchun sayt mosligini baholash

Quyosh batareyasi tizimini o'rnatishdan oldin hamma narsani tayyorlash uchun uni elektr tarmog'iga yaxshi moslashtirish maqsadida avval saytni yaxshilab tekshirish kerak. Malakali mutaxassislarning elektr panelining qancha quvvatni chidashini, joriy quyosh panellari qayerga qaratilganini hamda mahalliy elektr tarmog'i talab qilayotgan kuchlanish turini tekshiradi. Solar Installation Report ma'lumotlariga ko'ra, tarmoqqa ulanadigan batareyalarni o'rnatayotgan insonlarning taxminan 40 foizi ikki tomonlama elektr oqimini boshqarish uchun faqatgina yangi panellarga ehtiyoj sezmokda. Shuningdek, batareya o'rnatiladigan devorlar va polning osilgan yukni chidashini ta'minlash kerak, shuningdek NREL ning 2023-yilgi tadqiqotlariga ko'ra, hatto maydahoy kichik soyalar ham ishlash samaradorligini 12% dan ortiq kamaytirishi mumkinligi sababli soyalanish tekshiruvi ham amalga oshiriladi.

Quyosh energiyasini saqlash batareyasi va g'ildirak inverter tizimini o'rnatish

Batareyani tashqarida juda issiq yoki sovuq bo'lganda samaradorlikni yo'qotishdan saqlash uchun harorat barqaror bo'lgan joyga, masalan, garaj yoki xizmat xonasiga o'rnatish yaxshiroq. Gibrid invertor quyosh paneli hamda uyning asosiy elektr qutisi bilan ulanadi, shu tufayli insonlar o'z quyosh energiyasidan foydalangan paytida tarmoqdan ham zaryad olishlari mumkin. Mutaxassislarning aytishicha, ko'pchilik ushbu tizimlarni odatda 3 dan 7 kungacha muddat ichida uyga o'rnatib tugatadi. Shuningdek, litий-ion batareyalar hozirda yangi o'rnatilayotgan tizimlarning deyarli 9 ta qismiga to'g'ri keladi, chunki ular boshqa turlariga qaraganda ancha tezroq reaksiya beradi, bu haqda Energetika vazirligining 2024-yilgi hisobotida aytilgan.

Quyosh energiyasi saqlash batareyasi va tarmoq operatori o'rtasidagi aloqa protokollarini sozlash

Hozirda aksariyat zamonaviy energiya tizimlari elektr kompaniyalari bilan muloqot qilishda IEEE 1547-2018 kabi standartlarga tayanadi. SunSpec Modbus va DNP3 kabi protokollar ularga real vaqt rejimida ma'lumot almashish imkonini beradi. Elektr tarmog'iga yuqori talab bo'lganda, bunday ikki tomonlama aloqa narsalarni real vaqtda sozlash imkonini beradi. Ba'zi sinovlar 2023-yilda EPRI tadqiqotlariga ko'ra, ushbu tajribalar davomida elektr tarmog'iga bo'lgan taxminan 18% ga yaqin kamayish sodir bo'lganligini ko'rsatdi. Shuningdek, batareyalar mintaqalarda chastotani o'zgarishlarga qanchalik tez javob berishlari va tarmoqqa qaytishlari mumkin bo'lgan elektr miqdoriga doir mahalliy me'yoriy hujjatlarga rioya qilishi kerakligi sababli, sozlamalarni to'g'ri o'rnatish ham muhim.

Xavfsizlik tekshiruvlarini o'tkazish va interkonektsiya uchun kommunal xizmatlarning tasdiqlashi

Barcha o'rnatishlar yong'in xavfsizligi uchun UL 9540 sertifikatlashtirishidan va NFPA 855 talablari bo'yicha joylashtirishdan o'tishi kerak. Odatda kommunal xizmatlar talab qiladi:

• Anti-islanding himoya testlari, tarmoq uzilishini 2 sekunddan kamroq vaqt ichida tekshirib tasdiqlash
• Xizmat kirish sig'imi 60% dan past bo'lganda avtomatik eksportni cheklash
• Invertorning IEEE 1547.1-2020 germonik standartlariga javob berishini tasdiqlovchi hujjatlar

Tasdiqlash muddati mahalliy ulanish navbatlariga qaramay, 2—6 hafta oralig'ida o'zgaradi.

Quvvat tarmog'iga ulangan rejimda quyosh energiyasi saqlash batareyasining yakuniy sinovi va faollashtirilishi

Texniklar ATS (Avtomatik taransfer kaliti) orqali <10ms uzatishni tekshirish uchun tarmoqdagi uzilishlarni simulyatsiya qiladi. Haqiqiy vaqtda monitoring EnergyHub yoki Span.io kabi platformalar bilan integratsiya qilinadi va uy egalariga foydalanish vaqtini optimallashtirish orqali cho'qqidagi elektr to'lovarini 34% ga kamaytirish imkonini beradi (LBNL 2024). Tizimlar to'liq faollashtirilishdan oldin 72 soat davomida yuk aylanishidan o'tkaziladi.

Tarmoqqa ulanish uchun me'yoriy, xavfsizlik va texnik jihatlar

Quyosh energiyasi saqlash batareyasini o'rnatish uchun IEEE 1547 va NEC Maqola 706 talablari bilan moslik

IEEE 1547-2018 va NEC 706-moddasiga amal qilish quyosh energiyasini saqlash batareyalarini tarmoqga xavfsiz ulash uchun juda muhimdir. Qoidalar bir nechta asosiy xavfsizlik choralarini talab qiladi, masalan, kamida 150% ortiqcha oqimdan himoya qilish va chastotalar tarmoqga aslida kerak bo'lganidan 0,5 gertz ichida sinxronizatsiya qilinishini ta'minlash. EPRI tomonidan 2023 yilda chop etilgan tadqiqotlarga ko'ra, ushbu yangi IEEE standartlariga rioya qilish interkonektsiyalarni tasdiqlash paytida frustratsiya keltiradigan kechikishlarni eski tizim dizaynlariga nisbatan taxminan uchdan bir qismga kamaytiradi. 2024 yilgi tarmoqlar o'zaro ulanish standartlari hisobotidan olingan so'nggi ma'lumotlarga nazar tashlasak, yana bir narsa ko'rinib turibdi: bugungi o'rnatishlarga 30 kVA dan yuqori quvvatga ega tizimlar bilan shug'ullanish uchun UL 3301 sertifikatlangan izolyatsiya transformatorlari kirishi kerak. Va qiziqarlisi shundaki, bu qoida endi faqat tijorat uchun emas. Yong'inlarni oldini olish maqsadida yaqinda kiritilgan yangilanishlar tufayli 12 ta shtatda uy qurilmalariga ham o'xshash talablar qo'llanilmoqda.

Tarmoqga ulangan quyosh energiyasini saqlash batareya tizimlarida kuchlanishni va chastota barqarorligini boshqarish

Tarmoqga bog'langan tizimlar to'g'ri ishlashlari uchun, ular kuchlanishni 5 foizga yoki undan kam bo'lgan oralig'ida saqlashlari kerak va tezlik dinamik reaktsiv quvvat kompensatsiyasi texnikasi deb nomlanganidan foydalanib 0,2 Gertz oralig'ida qolishi kerak. Ba'zi yangi inverterlar hozirgi kunda juda aqlli bo'lib bormoqda, ular o'sha ajoyib neyron tarmog'i algoritmlarini ishga tushirishadi, ular yukning qanday o'zgarishini taxminan 15 daqiqa oldin bashorat qilishlari mumkin. NRELning 2023 yilgi tadqiqotlariga ko'ra, bu kabi bashorat qilish qobiliyati to'lqin shaklini standart tarmoq sinus egri chiziqlari bilan 99,8% atrofida moslashtiradi. Bunday aniqlik darajasi kasalxonalar va boshqa og'ir kasalliklar markazlarida ishlanishni buzadigan bezovta qiluvchi ishdan qochish uchun katta ahamiyatga ega. Bundan tashqari, bu tizimlar juda tez javob beradi, tezlikdagi chetlanish bo'lganda 2 milisaniyada ishlaydi. Va rostini aytsam, bu tarmoqning juda past barqarorlik marjalari bo'lgan joylarda eng muhimdir, ba'zan 1% inersya bufferigacha.

Ilovaga tushish xavfini ilg'or boshqaruv mantiqi orqali oldini olish

UL 1741 SA standartlari bo'yicha sertifikatlangan invertorlar ilg'or tarmoq monitoring usullari orqali orollanish xavflarini hal etadi. Ular 27 ta turli nuqtada garmonik tahlil va impedans spektroskopiyasi deb ataladigan narsani birlashtiruvchi ko'p spektrli buzilishni aniqlashdan foydalanadi. Tarmoqda muammo bo'lganda, bu tizimlar muammoni aniqlagandan keyin ikki soniyadan kamroq vaqt ichida to'liq uzib qo'yishi mumkin. Bu sharoitda elektr uzilganda kerak bo'lganda hali ham taxminan 85% zaryad saqlab turish e'tiborga loyiq. So'nggi dasturiy ta'minot yangilanishlari ham narsalarni yanada yaxshiladi. Yangi firmware tarmoq tartibini avtomatik xaritalash imkonini beradi, bu esa tizimda haqiqatan ham mavjud bo'lmagan orol sharoiti bor deb o'ylaganda chiqadigan noqulay ogohlantirishlarni kamaytiradi. O'ttiz yilda Sandia laboratoriyasi bunday xatoliklar quyosh panellari va shamol o'zgaruvchilari ko'plab tarmoqqa ulangan hududlarda taxminan yarmiga kamayganligini e'lon qildi.

Tarmoqqa ulangan quyosh energiyasini saqlovchi batareyali tizimlarning iqtisodiy foydalari va operatsion afzalliklari

Uy egalari va kichik bizneslar tarmoqqa ulangan quyosh batareyalarini o'rnatganda pul tejashlari va elektr ta'minoti uzunroq davom etishi mumkin. 2023-yildagi Gaia Development kompaniyasining barqarorlik bo'yicha so'nggi hisoboti shuni ko'rsatmoqda. Insonlar ushbu batareya tizimlarini quyosh paneli bilan birga ishlatsa, uy uchun xarajatlarni taxminan 35% ga kamaytirishlari va asosiy elektr tarmog'iga bog'liqlik darajasini taxminan 40% ga kamaytirishlari mumkin. Yana bir afzallik ham bor. Bu batareya tizimlari egallar uchun pul topish imkonini beradi, chunki ular mahalliy elektr kompaniyalari dasturlariga qo'shilishlari mumkin. Asosan, saqlangan quyosh energiyasi barcha odamlar bir vaqtda elektrdan foydalanganda — qimmat baho bo'lgan pik yuklamalar paytida tarmoqdan olish o'rniga foydalaniladi.

Quyosh energiyasini saqlovchi batareya yordamida pik yuklama to'lovlarni kamaytirish va tarmoqqa energiya yetkazib berish

Tijorat operatorlari batareyalarni foydalanuvchi tomonidan belgilangan tanqis soatlarda chiqarish dasturini ishga tushirish orqali maksimal talab qilinadigan to'lovlarda 40—60% gacha kamayishga erishadi. Bu yukni siljish strategiyasi iste'mol namunasini pasaygan tarif oynalari bilan moslashtiradi va odatda tijorat elektr energiyasi xarajatlarining 30—50% ni tashkil qiladigan talabga asoslangan hisoblash komponentlarini sezilarli darajada kamaytiradi.

Toza o'lchov va tarmoq xizmatlari dasturlarida ishtirok etish

AQSHning 42 ta shtatidagi elektr ta'minot kompaniyalari tarmoqqa ortiqcha quyosh energiyasini yetkazib berish uchun to'lov amalga oshiradi, saqlash tizimlari esa ISO bozorlarida MW-soatiga 50—100 AQSH dollari baholanadigan chastota tartibga solish xizmatlarini taqdim etuvchi tarmoqqa ulangan batareyalar orqali 65% ga ko'proq kredit olish imkoniyatini oshiradi.

Namuna: Uy-joy uchun quyosh energiyasi saqlash batareyasi tizimi tarmoqdan foydalanishni 60% ga kamaytirish

Massachusettsga joylashgan uy egasi quyosh energiyasini saqlash uchun 20 kWh quvvatli tizim o'rnatgandan so'ng, yiliga 12 000 kWh elektr energiyasini tarmoqdan sotib olish hajmini 4800 kWh gacha kamaytirdi. Usbu tizim foydalanish vaqti bo'yicha farqlar va quyosh energiyasi bo'yicha qaytim to'lovlari (SRECs) orqali birlashtirilgan tejamkorlik hisobiga 6,2 yilda to'liq investitsiyani qoplab berdi.