Ankori Liu qiuxia

Résumé: À partir de la composition de la structure du système, ainsi que des technologies clés que le projet doit aborder, la conception d'une solution de centrale photovoltaïque distribuée sur le toit basée sur l'intégration du stockage optique, dont la faisabilité a été vérifiée par l'assemblage réel de cas opérationnels, a trouvé une solution pratique pour La production d'énergie photovoltaïque sur le toit basée sur l'intégration du stockage optique.

Mots clés: toit; Centrale photovoltaïque distribuée; Intégration du stockage optique; Effet de fonctionnement

0. Introduction

Au cours des dernières années, la technologie de production d'énergie photovoltaïque a connu un développement remarquable, les coûts ont progressivement diminué et les domaines d'application se sont étendus. La centrale photovoltaïque distribuée sur le toit, avec ses avantages uniques, est devenue une forme d'application importante de la production d'énergie photovoltaïque. Cependant, il existe certaines instabilités dans la production d'énergie photovoltaïque, telles que l'influence de l'intensité lumineuse et des conditions météorologiques, qui rendent la production d'énergie photovoltaïque plus fluctuante. Pour résoudre ce problème, la technologie tout - en - un de stockage optique a vu le jour. La technologie tout - en - un de stockage d'énergie photovoltaïque en combinant la production d'énergie photovoltaïque avec le système de stockage d'énergie permet une production lisse de la production d'énergie photovoltaïque, améliore la stabilité et la fiabilité du système et élargit le champ d'application de la production d'énergie photovoltaïque.

Structure de système de centrale photovoltaïque distribuée sur toit basée sur le stockage optique intégré

1.1 cadre général du système

Cadre général du système pour les centrales photovoltaïques distribuées sur le toit, basé sur le stockage optique intégré, y compris les panneaux photovoltaïques et les onduleurs, les systèmes de stockage d'énergie, la distribution d'énergie et les systèmes de gestion de l'énergie. Les panneaux photovoltaïques convertissent l'énergie solaire en courant continu; L'onduleur Convertit l'énergie électrique continue en énergie électrique alternative, le réseau d'alimentation ou l'utilisation de la charge; Le système de stockage d'énergie est responsable de l'alimentation de la charge lorsque la production photovoltaïque n'est pas suffisante pour répondre à la demande de la charge, ainsi que du stockage de l'énergie électrique lorsque la production photovoltaïque est excédentaire; Le système de planification et de gestion de l'énergie électrique permet un contrôle coordonné des systèmes de production et de stockage d'énergie photovoltaïque en fonction de la demande de charge et de la situation de la production d'énergie photovoltaïque. Grâce à la collaboration étroite entre les parties ci - dessus, le système de centrale photovoltaïque distribuée sur le toit basé sur le stockage de la lumière peut réaliser une utilisation efficace * de l'énergie solaire, améliorant la stabilité et la fiabilité du système.

1.2 panneaux photovoltaïques et Onduleurs

Les panneaux photovoltaïques sont un élément central d'un système de centrale photovoltaïque distribuée sur le toit basé sur le stockage de la lumière intégré, principalement responsable de la conversion de l'énergie solaire en courant continu. La sélection et la conception des panneaux photovoltaïques doivent tenir compte de la performance, du coût et de la fiabilité des modules photovoltaïques, etc., pour choisir le panneau photovoltaïque approprié en fonction des différents besoins de l'application. Dans le même temps, le choix de l'onduleur et la stratégie de contrôle sont également essentiels pour atteindre * Le suivi haute puissance et améliorer l'efficacité du système.

1.3 Systèmes de stockage d'énergie

Les systèmes de stockage d'énergie peuvent choisir différents types de technologies de stockage d'énergie en fonction de différents scénarios d'application et besoins, tels que les batteries lithium - ion, les batteries à flux de vanadium, etc. La conception de la capacité d'un système de stockage d'énergie doit tenir pleinement compte de facteurs tels que la volatilité de la production d'énergie photovoltaïque, la demande de charge, ainsi que le coût du système. En outre, la stratégie de contrôle du système de stockage d'énergie est également un lien important pour garantir un fonctionnement stable du système. Pour choisir votre propre système de stockage d'énergie en fonction des différents scénarios d'application, voici une comparaison des types de stockage d'énergie courants (voir tableau 1).

1.4 planification de l'électricité et systèmes de gestion de l'énergie

Le système de planification et de gestion de l'énergie est responsable du contrôle coordonné des systèmes de production et de stockage d'énergie photovoltaïque, de la production fluide de la production d'énergie photovoltaïque et de l'amélioration de la stabilité et de la fiabilité du système. Le système de planification et de gestion de l'énergie nécessite une surveillance en temps réel de la production d'énergie photovoltaïque, de l'état du système de stockage d'énergie et de la demande de charge, ainsi qu'une stratégie de planification rationnelle. Les stratégies d'ordonnancement typiques comprennent le lissage des pics et des vallées, la priorisation des besoins en charge, l'optimisation des stratégies de charge et de décharge, etc. Pour améliorer l'intelligence du système, il est possible de combiner des technologies telles que l'intelligence artificielle, l'analyse de données volumineuses pour la planification de l'énergie et la gestion de l'énergie.

2. Technologies clés

Technologies clés dans les systèmes de centrales photovoltaïques distribuées sur toiture basés sur le stockage optique intégré, y compris * La sélection et la conception de modules photovoltaïques à effet, la technologie d'onduleur, la technologie de système de stockage d'énergie et les stratégies de planification et de gestion de l'énergie, ainsi que l'optimisation structurelle et la conception de la sécurité du toit.

2.1 choix et conception des modules photovoltaïques

Les performances des modules photovoltaïques ont un impact direct sur l'efficacité de la production d'électricité de l'ensemble du système. Lors du choix d'un module photovoltaïque, des facteurs tels que les paramètres de performance, le coût, la fiabilité et la durée de vie du module doivent être pleinement pris en compte. Les types de modules photovoltaïques courants sur le marché actuel comprennent les modules solaires en silicium cristallin, les modules solaires en couches minces, etc. En outre, en fonction des conditions et des besoins spécifiques du toit, une disposition raisonnable des panneaux photovoltaïques peut être conçue pour permettre au système d'atteindre * une grande production d'électricité dans différentes conditions d'éclairage.

2.2 technologie des onduleurs

Les onduleurs sont des équipements clés dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque et sont responsables de la conversion de l'énergie électrique continue produite par les panneaux photovoltaïques en énergie électrique alternative. Les performances et les stratégies de contrôle des onduleurs ont un impact important sur l'efficacité et la stabilité de l'ensemble du système. Actuellement, il existe principalement différents types d'onduleurs centralisés, d'onduleurs de chaîne de groupe et de micro - onduleurs sur le marché. Lors du choix d'un onduleur, il doit être considéré de manière intégrée en fonction de facteurs tels que la taille du système, les caractéristiques des composants, les conditions d'installation, etc. Dans le même temps, l'algorithme * High Power Point Tracking (MPPT) et la fonction de protection de l'onduleur ont également un impact important sur les performances du système.

2.3 technologie des systèmes de stockage d'énergie

Les systèmes de stockage d'énergie sont un élément clé des centrales photovoltaïques distribuées sur toit tout - en - un pour le stockage de la lumière, dont les performances et la conception ont un impact direct sur la stabilité et la fiabilité du système.

2.3.1 sélection du type de stockage d'énergie

Différents types de technologies de stockage d'énergie peuvent être sélectionnés en fonction de différents scénarios d'application et besoins, tels que les batteries lithium - ion, les batteries à flux de vanadium *, les condensateurs d'étage, etc. Lors du choix du type de stockage d'énergie, des facteurs tels que la performance, le coût, la durée de vie, la sécurité de l'équipement de stockage d'énergie doivent être pris en compte.

2.3.2 conception de la capacité de stockage d'énergie

La conception de la capacité de stockage d'énergie doit tenir pleinement compte de facteurs tels que la volatilité de la production d'énergie photovoltaïque, la demande de charge, ainsi que le coût du système. Une conception rationnelle de la capacité de stockage d'énergie garantit un fonctionnement stable du système dans différentes conditions d'éclairage et de charge, tout en évitant les investissements excessifs. Le calcul et l'optimisation de la capacité de stockage d'énergie sont généralement effectués par des méthodes telles que l'analyse du bilan énergétique, l'analyse statistique probabiliste, etc.

2.3.3 stratégie de contrôle du système de stockage d'énergie

La stratégie de contrôle du système de stockage d'énergie joue un rôle important pour garantir un fonctionnement stable du système et améliorer l'efficacité de la production d'électricité. Les stratégies de contrôle courantes comprennent l'optimisation de la stratégie de charge et de décharge, l'estimation de l'état, le diagnostic des pannes et la protection, entre autres. Dans le même temps, il est possible de combiner des technologies telles que l'intelligence artificielle, l'analyse de données volumineuses et d'autres * Pour obtenir un contrôle plus intelligent du système de stockage d'énergie.

2.4 planification de l'électricité et stratégies de gestion de l'énergie

La planification de l'électricité et les stratégies de gestion de l'énergie jouent un rôle clé dans la mise en œuvre du fonctionnement synergique de la production photovoltaïque et des systèmes de stockage d'énergie. Les stratégies d'ordonnancement typiques comprennent le lissage des pics et des vallées, la priorisation des besoins en charge, l'optimisation des stratégies de charge et de décharge, etc. La planification de l'énergie et la stratégie de gestion de l'énergie doivent être ajustées dynamiquement en fonction de la demande de charge réelle, de la situation de l'énergie photovoltaïque et de l'état du système de stockage d'énergie afin d'obtenir un fonctionnement stable du système et * une production d'énergie efficace.

2.5 optimisation de la structure du toit et conception de la sécurité

L'optimisation de la structure du toit et la conception de la sécurité sont essentielles pour assurer un fonctionnement stable des centrales photovoltaïques distribuées sur le toit et prolonger la durée de vie du système. Dans le processus de conception, la capacité de charge du toit, la forme de la structure, le mode d'installation, la protection contre la foudre, le feu, la protection contre le vent et d'autres facteurs doivent être pleinement pris en compte. En outre, une disposition rationnelle des équipements tels que les modules photovoltaïques, les onduleurs, les systèmes de stockage d'énergie est nécessaire pour faciliter l'installation, la maintenance et le dépannage du système. En ce qui concerne la conception de la sécurité, les normes et codes nationaux et régionaux doivent être respectés pour assurer le fonctionnement sûr du système dans diverses conditions environnementales.

3. Cas de réalisation

Selon les idées de conception ci - dessus et les technologies clés ont été appliquées dans la pratique dans un grand complexe commercial. La surface du toit du complexe est d'environ 5 000 m2. Afin d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie et de réduire les coûts d'électricité, une centrale photovoltaïque distribuée intégrée de stockage de la lumière a été installée sur le toit. Le projet a été conçu pour répondre à environ 60% des besoins quotidiens en électricité du complexe commercial.

3.1 conception et mise en œuvre

Selon la zone de toit et les besoins du propriétaire, choisissez le matériel approprié. Modules photovoltaïques: les modules en silicium monocristallin longisolarlr6 - 72hph450w ont été sélectionnés, totalisant 560 pièces et une capacité installée totale de 252 kwc. Onduleur: choisissez l'onduleur de chaîne de groupe de trois phases sungrowsg110cx, total 2, capacité totale de 220kw. Système de stockage d'énergie: choisissez la batterie lithium - ion catllfp, capacité de stockage d'énergie de 300kw · H. Lors de la mise en œuvre, les modules photovoltaïques sont disposés sur le toit selon une inclinaison sud de 20°, ce qui permet d’augmenter la production d’électricité *. Dans le même temps, des onduleurs et des systèmes de stockage d'énergie sont installés dans la salle des machines près du toit pour réduire les pertes de ligne.

3.2 Évaluation et optimisation des performances

Après un an d’exploitation, la centrale photovoltaïque a atteint une production d’environ 305 MWh, ce qui correspond à l’objectif souhaité. Le système de stockage d'énergie stocke le reste de l'électricité photovoltaïque pendant la journée et le libère la nuit, permettant au complexe commercial d'atteindre le lissage de la vallée du pic pendant les périodes de pointe de consommation d'électricité. Voici les variations de la charge variable principale après l'exploitation de la station (voir tableau 2). Grâce à la surveillance et à l'analyse des performances du système, il a été constaté que l'efficacité de la production d'électricité des modules photovoltaïques devait encore être améliorée et que la fréquence de nettoyage était donc augmentée pour assurer un fonctionnement stable et à long terme des modules photovoltaïques.

3.3 analyse des avantages économiques

L'investissement total dans le projet est d'environ 1,5 million de yuans. Après une année de fonctionnement, environ 180 000 yuans de dépenses d'électricité ont été économisés. Dans le même temps, selon la politique de subvention du gouvernement local, le projet peut également générer des revenus subventionnés d'environ 70 000 yuans par an. Compte tenu de l'ensemble des considérations, le projet présente de meilleurs avantages économiques avec une période de récupération des investissements d'environ 6 ans.

3.4 analyse du projet

L'affaire a raisonnablement configuré les modules photovoltaïques, les onduleurs et les systèmes de stockage d'énergie en fonction des besoins réels en électricité du complexe commercial, permettant à l'ensemble du système de répondre à environ 60% des besoins quotidiens en électricité, réduisant ainsi la dépendance au réseau électrique externe. Les composants en silicium monocristallin longisolarl6 - 72hph450w sélectionnés, avec un rendement de conversion élevé (20,6%), garantissent des performances et une stabilité élevées du système de production d'énergie photovoltaïque. En outre, l'utilisation de l'onduleur de chaîne de groupe triphasé sungrowsg110cx avec un haut * rendement élevé, capable de s'adapter au fonctionnement dans différentes conditions d'éclairage, améliore le rendement énergétique de l'ensemble du système. Dans le même temps, la batterie lithium - ion catllfp a été adoptée comme système de stockage d'énergie, avec une densité d'énergie élevée, une longue durée de vie et une sécurité permettant un stockage et une utilisation efficaces de la production d'énergie photovoltaïque. Grâce au système de planification et de gestion de l'énergie, le stockage et la libération nocturne de la production photovoltaïque diurne sont réalisés, ce qui réduit la charge électrique pendant les périodes de pointe et améliore la stabilité de l'ensemble du système. L'optimisation a également été effectuée plus tard, la découverte et la résolution du problème de l'efficacité de la production d'électricité des modules photovoltaïques, l'augmentation de la fréquence de nettoyage et l'assurance d'un fonctionnement stable à long terme des modules photovoltaïques.

4. Système de gestion de l'énergie de Microgrid d'ancory acrel - 2000mg

4.1 Généralités

Le système de gestion de l'énergie de stockage d'énergie acrel - 2000mg est un système de gestion de l'énergie localisé développé par ankory spécifiquement pour les centrales de stockage d'énergie industrielles et commerciales, qui peut réaliser l'acquisition de données, le traitement de données, le stockage de données, l'interrogation et l'analyse de données, La surveillance visuelle, la gestion des alarmes, les rapports statistiques, la gestion des politiques, les courbes historiques et d'autres fonctions des centrales de stockage d'énergie. Dans lequel la gestion de la politique, prend en charge une variété de choix de stratégie de contrôle, y compris la courbe planifiée, l'écrêtage et le remplissage des vallées, le contrôle de la quantité requise, l'anti - contre - courant, etc. Le système peut non seulement réaliser la surveillance et la gestion unifiées de chaque unité de stockage d'énergie de niveau inférieur, mais peut également réaliser la communication de données et l'interaction avec le système de planification supérieur et la plate - forme Cloud, à la fois accepter les instructions de planification de niveau supérieur et répondre à la surveillance à distance et à l'exploitation et à la maintenance, afin d'assurer un fonctionnement sûr, stable, fiable et économique du système de stockage d'énergie.

4.2 scénarios d'application

Convient aux centrales de stockage d'énergie industrielles et commerciales, aux nouvelles centrales de distribution et de stockage d'énergie.

4.3 structure du système

4.4 Fonctions du système

(1) régulation en temps réel

Le fonctionnement du microréseau est réglementé en temps réel et contient des informations sur le secteur, le photovoltaïque, l'éolien, le stockage d'énergie, les piles de charge et les charges électriques, ainsi que des données sur les rendements, les conditions météorologiques, les économies d'énergie et les réductions d'émissions.

(2) Surveillance intelligente

Surveillance en temps réel de l'environnement du système, des modules photovoltaïques, des onduleurs photovoltaïques, des onduleurs à commande éolienne tout - en - un, des batteries de stockage d'énergie, des convertisseurs de stockage d'énergie, des appareils de consommation d'électricité, etc., maîtrise de l'état de fonctionnement du système de micro - réseau.

(3) Prévision de puissance

Effectuer des prévisions de puissance de production à court terme et à très court terme pour les systèmes de production distribués et démontrer les taux de conformité et les analyses d'erreur.

(4) qualité de l'énergie électrique

Réaliser une surveillance continue de la qualité de l'énergie électrique et des conditions de fiabilité de l'énergie électrique à l'échelle du système de micro - réseau. Tels que les harmoniques de tension, le flash de tension, le déséquilibre de tension et d'autres données d'état stable et de tension d'attente / d'attente, les données d'état temporaire d'interruption de tension pour l'analyse de surveillance et l'affichage d'onde enregistrée, et la surveillance de la tension, des transitoires de courant.

(5) fonctionnement visuel

Réaliser le micro - réseau sans surveillance pour la numérisation, l'intelligence et la gestion facilitée; Surveillance ininterrompue des charges et équipements importants.

(6) contrôle optimisé

En analysant les données historiques de consommation d'électricité, les conditions météorologiques pour prévoir la puissance de la charge et en combinant la puissance distribuée et l'état du stockage, la planification économique est optimisée afin de réduire la consommation d'électricité aux pics ou aux heures de pointe et de réduire les coûts d'utilisation intégrés de l'électricité pour les entreprises.

(7) Analyse des bénéfices

Les utilisateurs peuvent visualiser les données quotidiennes d'électricité et de rendement en trois parties pour le photovoltaïque, le stockage d'énergie et les piles de charge, tandis que les rapports annuels peuvent être commutés pour voir l'électricité et les revenus de chaque mois.

(8) Analyse énergétique

Il est utilisé pour évaluer les performances et l'état de l'équipement en analysant l'efficacité de la production d'électricité, l'efficacité de conversion des équipements photovoltaïques, éoliens et de stockage d'énergie.

(9) configuration de la politique

La configuration du micro - Réseau définit principalement la composition du système de micro - réseau, les paramètres sous - jacents, la stratégie opérationnelle et les valeurs statistiques. Où les stratégies comprennent la courbe planifiée, le remplissage de creux, le contrôle de la demande, la dissipation de nouvelles énergies, le contrôle de la puissance inverse, etc.

5. Matériel et produits connexes

6. Conclusion

La centrale photovoltaïque distribuée sur toit tout - en - un combine la production d'énergie photovoltaïque et les systèmes de stockage d'énergie avec une optimisation énergétique et des avantages économiques significatifs. La structure du système comprend des panneaux photovoltaïques, des onduleurs, des systèmes de stockage d'énergie et des systèmes de planification et de gestion de l'énergie. Les technologies clés concernent la sélection et la conception de modules photovoltaïques, la technologie des onduleurs, la technologie des systèmes de stockage d'énergie et les stratégies de planification et de gestion de l'énergie. Grâce à l'analyse de cas d'application pratique, il est possible de constater que les centrales photovoltaïques distribuées sur toit intégrées de stockage de la lumière ont de vastes perspectives d'application sur les bâtiments. À mesure que les technologies photovoltaïques et de stockage d'énergie continueront de se développer et que les politiques seront soutenues, les avantages techniques et les avantages économiques des centrales photovoltaïques à toit intégré à stockage optique seront plus évidents. À l'avenir, les centrales photovoltaïques distribuées sur toit intégrées de stockage de la lumière fourniront des solutions énergétiques propres et durables à un plus grand nombre de bâtiments, contribuant ainsi positivement à la lutte contre la crise énergétique et au changement climatique.

Références

[1] Chen yuzheng. Conception et réalisation de centrales photovoltaïques distribuées sur le toit basées sur le stockage optique intégré.

[2] idéal, Li Bei. Conception et réalisation de centrales photovoltaïques distribuées sur toiture [j]. Applications de circuits intégrés, 2023, 40 (3): 52 - 54.

[3] Ye hongji, Weidong, Guo Qian, et al. Méthodes de calcul de la production d'électricité prédite pour les centrales photovoltaïques distribuées basées sur des informations de conception [j]. Acta Solar, 2021, 42 (4): 253 - 259.

[4] ancory Enterprise Microgrid Design & Application Manual, version 05, 2022