当光伏(PV)与能源存储系统(ESS)相遇,并与电动汽车充电连接时,会产生怎样的火花?
集成的光伏+储能系统+电动车充电系统正成为缓解电网压力和提高能效的“超级解决方案”。集成的光伏+储能系统+电动车充电系统由一个小型微电网系统组成,该系统包括分布式光伏电源、储能系统、充放电控制设备和配电设施。它有机地整合了三个主要技术模块:光伏发电、能源存储缓冲和智能充电。本文将对该系统的三个核心组件进行深入分析,揭示它们如何像精确啮合的齿轮一样和谐运作,以构建一个清洁、高效和智能的能源未来。
光伏发电系统
核心功能:通过光伏面板中的半导体材料,太阳能被高效地转化为清洁电力,为整个系统奠定能源基础。
技术分析:光伏系统可以分为并网型和独立型。并网系统主要由光伏面板、支撑结构、电缆和并网逆变器等关键组件组成。其定义特征是所产生的电力直接馈入公共电网。相比之下,离网系统除了并网系统的组件外,还包含电池组和充放电控制器,实现自主的电力存储和利用。
这两个系统的根本区别在于是否存在能量存储设备。在整个能量转换过程中,光伏模块首先将太阳能转化为直流电(DC),然后由逆变器将其转换为符合电网标准的交流电(AC)。这种电力转换机制构成了光伏发电技术的基本原理。
ESS
核心角色:ESS的核心功能是实现电能的时间和空间转移,有效解决发电与消费之间的不匹配。
技术分析:ESS的工作原理生动地比喻为一个“巨型移动电源”,它通过电池组存储光伏发电产生的多余电力,并在电力需求高峰期释放。当光伏发电超过即时需求时,ESS进入充电模式。相反,当电力需求激增或光伏发电不足时,它切换到放电模式,将存储的能量转换回电力输出。这种“低储存,高释放”的运行模式不仅实现了削峰填谷,还通过参与电力市场交易获得峰谷电价差的收益。此外,它还缓解了用户侧的供需矛盾,减少了发电设备投资,提高了电力设备的利用率,并最小化了线路损耗。
充电系统
核心角色:
作为集成光伏储能与充电解决方案中的终端环节,充电系统的核心作用是实现电能的高效分配和智能调度。
技术分析:
光伏电站主要基于并网光伏发电系统的原理运行。光伏模块将太阳能转换的电能不仅通过光伏充电控制器转移到电池进行储存,还通过并网逆变器传输到电网。通过这种方式,一部分电能用于为电动车充电,而另一部分则被逆变并送入电网。此外,光伏电站还可以作为高速公路服务区的备用电源。
当系统中的监测单元检测到电网故障和停电时,它可以迅速将系统与电网断开,并立即启用逆变器进行离网供电。当电网故障恢复时,系统可以切换到正常工作状态。
五个能量回路
五大电路的详细说明
电路 1
实现光伏发电的储能作用:通过智能控制器将太阳能转换的直流电存储在电池组中。
电路 2
为了实现储能系统中电池组的逆变器并网功能:储能系统中电池组存储的电能通过逆变器转换为交流电,然后送入电网。
电路 3
该电路实现了光伏系统的并网发电。光伏模块产生的直流电经过逆变后送入电网。如果有多余的光伏电力,可以通过该电路出售给电网以产生经济效益。请注意,电路2和电路3中的逆变器是共享的,因此这两个电路不能同时运行。
电路 4
它实现了ESS的电力馈送:储能电力通过两级转换(DC/DC和DC/AC)馈入电网,当主逆变器被占用时,充当备用电源电路。当电路3被激活时,电池组中存储的电力可以通过电路4馈入电网。
电路 5
该电路启用主电源充电功能。当电网电价低于平均电网电价时,ESS可以通过电路5从电网抽取电力进行自我充电,利用价格差异。
随着技术进步和支持政策的推动,光伏-储能-充电模型注定将成为新电力系统的重要组成部分,为实现碳中和目标提供有力支持。让我们热切期待这一绿色能源解决方案在未来更加辉煌。