نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المقترن بالتيار المتردد مقابل نظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المقترن بالتيار المستمر - كيف تختار الأنسب لمحطة الطاقة الشمسية؟

وبما أن ربحية المشروع تعتمد بشكل أكبر على تحويل الطاقة - تخزين الطاقة الشمسية خلال النهار لاستهلاكها في أوقات ذروة الأسعار المسائية - فإن إضافة تخزين طاقة البطاريات لم يعد أمراً اختيارياً.

يُعدّ محدودية سعة الربط بالشبكة تحديًا عمليًا آخر يواجه العديد من مشاريع الطاقة الشمسية. عند تحديث أصول الطاقة الشمسية الكهروضوئية القائمة، يأمل المطورون أن تتشارك مصفوفات الطاقة الشمسية ووحدات تخزين البطاريات في سعة الوصول إلى الشبكة لتحقيق أقصى استفادة من البنية التحتية الحالية.

في ظل هذه الظروف، يبرز قرار تصميمي حاسم: هل يجب عليك بناء محطة تخزين طاقة شمسية مقترنة بالتيار المتردد أم بالتيار المستمر؟

1. ما هي حلول تخزين الطاقة الشمسية المقترنة بالتيار المتردد والتيار المستمر؟

يكمن الفرق الأساسي بين الأنظمة المقترنة بالتيار المتردد والأنظمة المقترنة بالتيار المستمر في مكان التقاء الطاقة الشمسية وطاقة البطارية داخل النظام.

1.1 تخزين الطاقة الشمسية المقترن بالتيار المتردد

لطالما كان الحل المقترن بالتيار المتردد هو الخيار السائد للمشاريع واسعة النطاق محطات الطاقة الشمسية الأرضيةفي نظام التيار المتردد المتصل بالشبكة، تعمل الألواح الشمسية وبطاريات التخزين كنظامين مستقلين. تتصل الألواح الشمسية بمحولات الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. في الوقت نفسه، تتصل بطاريات تخزين الطاقة بمصدر طاقة منفصل. نظام تحويل الطاقة (PCS)يتقارب فرعا الطاقة المستقلان على جانب التيار المتردد قبل أن يشتركا في وصلة شبكة مشتركة واحدة.

يمكن جدولة تخزين الطاقة كأصل مستقل، مما يوفر مرونة هائلة لمحطات الطاقة المعقدة متعددة المصادر ومشاريع التحديث في مزارع الطاقة الشمسية القائمة.

1.2 تخزين الطاقة الشمسية المقترن بالتيار المستمر

في حلول التيار المستمر، تلتقي الألواح الشمسية وبطاريات الليثيوم على جانب التيار المستمر. يتدفق تيار الطاقة الشمسية المستمر إلى عاكس هجين، يدير كلاً من مدخلات الطاقة الشمسية وشحن وتفريغ البطاريات. يتولى عاكس واحد فقط تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد لكل من الألواح الشمسية والبطاريات قبل تصدير الطاقة إلى الشبكة.

لا يوجد نظام تحويل طاقة مستقل منفصل لمجموعة البطاريات، مما يخلق تصميمًا أكثر إحكامًا للنظام، الأمر الذي يجعل الإعدادات المقترنة بالتيار المستمر شائعة للاستخدام السكني. أنظمة تخزين الطاقة الشمسية الكهروضوئية على أسطح المباني التجارية.

2. المزايا والعيوب الرئيسية لتكويني التخزين

2.1 نظام التيار المتردد المقترن: المزايا والعيوب

المزايا

1) مثالي لتحديث محطات الطاقة الشمسية القائمة. لا يتطلب الأمر أي تعديل على محولات الطاقة الشمسية الأصلية؛ كل ما عليك فعله هو إضافة خزائن البطاريات ووحدة تحويل الطاقة المستقلة.

2) مرونة تشغيلية عالية. يمكن لنظام تخزين الطاقة العمل بدون مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، مما يدعم تقليل ذروة الشبكة، والطاقة الاحتياطية، وخدمات تنظيم التردد بشكل مستقل.

3) سهولة توسيع السعة. يمكن توسيع سعة الطاقة الشمسية وسعة تخزين البطارية بشكل منفصل دون التأثير على بعضها البعض.

العيوب

1) خسائر إضافية في تحويل الطاقة. ستمر الطاقة بدورتين من تحويل التيار المتردد/المستمر أثناء الشحن والتفريغ، مما يؤدي إلى انخفاض طفيف في كفاءة الدورة الكاملة.

2) ارتفاع الاستثمار الأولي للأنظمة ذات السعة الكبيرة، مما يتطلب معدات PCS منفصلة لنظام البطارية.

2.2 تخزين الطاقة الشمسية الكهروضوئية المقترن بالتيار المستمر: المزايا والعيوب

المزايا

1) كفاءة طاقة أعلى. يمكن للطاقة الشمسية المستمرة شحن البطاريات مباشرة، مما يتجنب خسائر تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر الزائدة.

2) بنية نظام مبسطة. يتم استخدام محولات هجينة فقط، مما يقلل من كمية المعدات الكهربائية ويوفر المساحة، وهو مثالي بشكل خاص للمساحات المحدودة على أسطح المنازل.

3) انخفاض تكلفة المعدات لمشاريع تخزين الطاقة الشمسية الصغيرة والمتوسطة الجديدة.

العيوب

1) غير مناسب لمعظم عمليات تحديث محطات الطاقة الشمسية القائمة. عادةً ما تحتاج إلى استبدال محولات الطاقة الشمسية القياسية الأصلية بمحولات هجينة.

2) مرونة التوسع المحدودة. يتم تحديد حجم مصفوفة الخلايا الكهروضوئية وسعة البطارية بواسطة القدرة المقدرة للعواكس الهجينة.

3. كيفية الاختيار بين أنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المقترنة بالتيار المتردد وأنظمة تخزين الطاقة الكهروضوئية المقترنة بالتيار المستمر

بعد فهم خصائصها، يمكنك اختيار التصميم المعماري المناسب وفقًا لنوع مشروعك.

3.1 اختر حلاً مقترنًا بالتيار المتردد إذا كنت تستوفي أيًا من الشروط

--تخطط لإضافة تخزين الطاقة إلى محطة طاقة شمسية قائمة تعمل بالفعل؛

يتطلب المشروع جدولة مرنة ومستقلة لتخزين البطاريات لخدمات الشبكة المساعدة؛

أنت تعمل على تطوير مزارع الطاقة الشمسية الأرضية واسعة النطاق، ومزارع الطاقة الشمسية المتوسطة والصغيرة. محطات توليد الطاقة التجارية ذات الجهد العالي;

تتوقع توسيع القدرة الشمسية أو قدرة البطاريات في مراحل مختلفة في المستقبل.

3.2 اختر حل الاقتران المباشر إذا كنت تستوفي أيًا من الشروط

--إنه مشروع جديد تمامًا للطاقة الشمسية على أسطح المنازل مع تخزين الطاقة، مخصص للمنازل والمصانع الصغيرة والمباني التجارية؛

--تعتبر زيادة كفاءة استخدام الطاقة إلى أقصى حد أولويتك القصوى؛

مساحة التركيب محدودة، وتأمل في تقليل عدد الأجهزة الكهربائية في الموقع؛

--لا يتطلب مشروعك تشغيل نظام البطارية بشكل مستقل خارج الشبكة أو تشغيله بشكل متكرر عبر شبكة مساعدة.

4. ملخص

لا يوجد حل "أفضل" مطلقًا بين أنظمة تخزين الطاقة الشمسية المقترنة بالتيار المتردد وتلك المقترنة بالتيار المستمر. يعتمد التصميم الأمثل كليًا على ما إذا كان مشروعك بناءً جديدًا أو مشروعًا قائمًا على تحديث، وحجم المشروع، ومساحة الموقع المتاحة، وأهداف التشغيل طويلة الأجل.

بالنسبة للأصول الشمسية الحالية التي تواجه تقليص الطاقة، يظل تخزين الطاقة المقترن بالتيار المتردد هو المسار الأكثر عملية ومرونة للترقية.

بالنسبة لمشاريع تخزين الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تم إنشاؤها حديثًا على أسطح المنازل، يمكن لنظام التيار المستمر المصمم جيدًا أن يوفر كفاءة طاقة أفضل وأداءً من حيث التكلفة.

إذا كنت لا تزال غير متأكد من التكوين الذي يناسب محطة الطاقة الشمسية الخاصة بك، مرحباً بكم في التواصل بإمكان فريقنا الهندسي المحترف تقديم حلول تقنية مخصصة لتخزين الطاقة الشمسية المقترنة بالتيار المتردد/المستمر وفقًا لظروف موقعك.

أسئلة وأجوبة

1. هل يمكنني دمج أنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالتيار المتردد وأنظمة تخزين الطاقة المتصلة بالتيار المستمر في نفس موقع الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟

نادراً ما يُنصح بهذا في المشاريع القياسية. فالتصميمات المختلطة تُدخل منطقاً معقداً لإدارة الطاقة في نظام إدارة الطاقة الخاص بك، وتزيد من مخاطر تنسيق التحكم.

إذا كنت تخطط لتوسع تدريجي - مثل إضافة تخزين إلى نظام سطح قائم متصل بالتيار المستمر في مرحلة لاحقة - فإن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات المتصل بالتيار المتردد المستقل عادة ما يكون الخيار الأكثر قابلية للصيانة.

يلتزم معظم مطوري المرافق والمشاريع التجارية ببنية موحدة لتبسيط التشغيل والصيانة.

2: أي بنية توفر كفاءة أفضل في التشغيل الفعلي؟

في ظل سيناريوهات الاستهلاك الذاتي المثالية لمحطات الطاقة الشمسية المبنية حديثًا على أسطح المنازل، تحقق الإعدادات المقترنة بالتيار المستمر عمومًا كفاءة أعلى من خلال التخلص من جولة واحدة من تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر.

ومع ذلك، فإن نظام تخزين الطاقة بالبطاريات المقترن بالتيار المتردد يعاني من انخفاض أقل في الكفاءة إذا كان نظام التخزين يعمل في كثير من الأحيان بدون توليد الطاقة الكهروضوئية.

تُعد خصائص أحمال الموقع وأنماط التشغيل، وليس البنية الطوبولوجية وحدها، هي العوامل الحاسمة.

3: هل نظام التيار المتردد أكثر تكلفة في التشغيل على المدى الطويل من نظام التيار المستمر؟

بالنسبة لأنظمة الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات الجديدة، فإن بنية التيار المستمر المقترن تقلل من خسائر التحويل وتؤدي إلى توفير أكبر في الطاقة على المدى الطويل.

بالنسبة لتحديث محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية العاملة حاليًا، يتطلب التحول إلى نظام التيار المستمر استبدال جميع محولات الطاقة الشمسية الأصلية. غالبًا ما تفوق تكلفة التغيير الأولية الباهظة مكاسب الكفاءة على مدى سنوات عديدة.

في هذا السيناريو، يوفر الحل المصمم جيدًا والمقترن بالتيار المتردد عوائد اقتصادية إجمالية أفضل على مدار دورة حياة المشروع.