تفسير متعمق لعاكس تخزين الطاقة المنزلي (الجزء الأول)

أنواع محولات تخزين الطاقة المنزلية

يمكن تصنيف محولات تخزين الطاقة السكنية إلى طريقتين تقنيتين: اقتران التيار المستمر واقتران التيار المتردد.في نظام التخزين الكهروضوئي، تعمل مكونات مختلفة مثل الألواح الشمسية والزجاج الكهروضوئي وأجهزة التحكم ومحولات الطاقة الشمسية والبطاريات والأحمال (الأجهزة الكهربائية) وغيرها من المعدات معًا.يشير اقتران التيار المتردد أو التيار المستمر إلى كيفية توصيل الألواح الشمسية بأنظمة تخزين الطاقة أو البطاريات.يمكن أن يكون الاتصال بين الوحدات الشمسية وبطاريات ESS إما AC أو DC.في حين أن معظم الدوائر الإلكترونية تستخدم التيار المباشر (DC)، فإن الوحدات الشمسية تولد تيارًا مباشرًا، وتخزن البطاريات الشمسية المنزلية التيار المباشر، إلا أن العديد من الأجهزة تتطلب تيارًا مترددًا (AC) للتشغيل.

في نظام تخزين الطاقة الشمسية الهجين، يتم تخزين التيار المباشر الناتج عن الألواح الشمسية في حزمة البطارية من خلال وحدة التحكم.بالإضافة إلى ذلك، يمكن للشبكة أيضًا شحن البطارية من خلال محول DC-AC ثنائي الاتجاه.تقع نقطة تقارب الطاقة عند نهاية بطارية DC BESS.خلال النهار، يقوم توليد الطاقة الكهروضوئية أولاً بتزويد الحمل (المنتجات الكهربائية المنزلية) ثم يقوم بشحن البطارية من خلال وحدة التحكم بالطاقة الشمسية MPPT.ويرتبط نظام تخزين الطاقة بشبكة الدولة، مما يسمح بتغذية الشبكة بالطاقة الزائدة.في الليل، يتم تفريغ البطارية لتوفير الطاقة للحمل، مع استكمال أي نقص بالشبكة.تجدر الإشارة إلى أن بطاريات الليثيوم توفر الطاقة فقط للأحمال خارج الشبكة ولا يمكن استخدامها للأحمال المتصلة بالشبكة عندما تكون شبكة الكهرباء خارج الشبكة.في الحالات التي تتجاوز فيها طاقة الحمل الطاقة الكهروضوئية، يمكن لكل من الشبكة ونظام تخزين البطاريات الشمسية توفير الطاقة للحمل في وقت واحد.تلعب البطارية دورًا حاسمًا في موازنة طاقة النظام نظرًا للطبيعة المتقلبة لتوليد الطاقة الكهروضوئية واستهلاك طاقة الحمل.علاوة على ذلك، يتيح النظام للمستخدمين ضبط أوقات الشحن والتفريغ لتلبية متطلباتهم المحددة من الكهرباء.

كيف يعمل نظام تخزين الطاقة المقترن بالتيار المستمر

نظام الطاقة الكهروضوئية الهجين + تخزين الطاقة

يجمع العاكس الشمسي الهجين بين وظائف الشبكة وخارجها لتعزيز كفاءة الشحن.على عكس المحولات الموجودة على الشبكة، والتي تقوم بفصل نظام الألواح الشمسية تلقائيًا أثناء انقطاع التيار الكهربائي لأسباب تتعلق بالسلامة، توفر المحولات الهجينة للمستخدمين القدرة على الاستفادة من الطاقة حتى أثناء انقطاع التيار الكهربائي، حيث يمكنهم العمل خارج الشبكة ومتصلين بالشبكة.من مميزات المحولات الهجينة هي مراقبة الطاقة المبسطة التي توفرها.يمكن للمستخدمين الوصول بسهولة إلى البيانات المهمة مثل الأداء وإنتاج الطاقة من خلال لوحة العاكس أو الأجهزة الذكية المتصلة.في الحالات التي يشتمل فيها النظام على محولين، يجب مراقبة كل منهما على حدة.يتم استخدام اقتران التيار المستمر في العاكسات الهجينة لتقليل الخسائر في تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر.يمكن أن تصل كفاءة شحن البطارية مع اقتران التيار المستمر إلى حوالي 95-99%، مقارنة بـ 90% مع اقتران التيار المتردد.

علاوة على ذلك، تتميز المحولات الهجينة بأنها اقتصادية، وصغيرة الحجم، وسهلة التركيب.قد يكون تركيب عاكس هجين جديد مع بطاريات مقترنة بالتيار المستمر أكثر فعالية من حيث التكلفة من إعادة تركيب البطاريات المقترنة بالتيار المتردد في نظام موجود.تعد وحدات التحكم بالطاقة الشمسية المستخدمة في العاكسات الهجينة أقل تكلفة من العاكسات المرتبطة بالشبكة، في حين أن مفاتيح النقل أقل تكلفة من خزانات توزيع الكهرباء.يمكن للعاكس الشمسي ذو اقتران DC أيضًا دمج وظائف التحكم والعاكس في جهاز واحد، مما يؤدي إلى توفير إضافي في نفقات المعدات والتركيب.تتجلى فعالية تكلفة نظام اقتران التيار المستمر بشكل خاص في أنظمة تخزين الطاقة الصغيرة والمتوسطة خارج الشبكة.يسمح التصميم المعياري للعاكسات الهجينة بإضافة المكونات ووحدات التحكم بسهولة، مع خيار دمج مكونات إضافية باستخدام وحدة تحكم بالطاقة الشمسية تعمل بالتيار المستمر وغير مكلفة نسبيًا.تم تصميم العاكسات الهجينة أيضًا لتسهيل تكامل التخزين في أي وقت، وتبسيط عملية إضافة حزم البطاريات.ويتميز نظام العاكس الهجين بحجمه الصغير، واستخدام بطاريات الجهد العالي، وانخفاض أحجام الكابلات، مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي الخسائر.