A medida que el mundo adopta cada vez más la energía renovable,Las soluciones integradas de energía solar, almacenamiento y de carga (a menudo denominadas "cargos solares de almacenamiento") se han vuelto esenciales para garantizar que la energía solar se aproveche, almacene y utilice efectivamente. En este blog, exploraremos los principios detrás de estas soluciones, los componentes involucrados y sus aplicaciones típicas, utilizando un estudio de caso de un sistema de energía, almacenamiento y solar de energía verde integrado.
Aplicaciones típicas
Una de las aplicaciones más comunes para un sistema integrado de carga solar es en proyectos solares a escala comunitaria. Por ejemplo, en las iniciativas solares en todo el condado, es común construir cocheras solares en áreas comunales como calles o cuadrados de aldeas. Estas cocheras están equipadas con paneles solares, baterías de almacenamiento y estaciones de carga para vehículos eléctricos (EV).
Imagine una cochera solar con 20 espacios de estacionamiento estándar, que cubre un área de aproximadamente 320 metros cuadrados. La cochera en sí se amplía a 500 metros cuadrados para acomodar paneles solares. Al instalar alrededor de 200 unidades de paneles de 550 W (cada uno de los cuales ocupa aproximadamente 2.5 metros cuadrados), la capacidad total de generación de energía solar puede alcanzar 110 kW.
Al diseñar dicho sistema, la configuración de la batería de almacenamiento es crucial. Dadas las limitaciones de espacio, a menudo se prefiere un diseño de gabinete de almacenamiento distribuido para minimizar la huella. Por ejemplo, se podría implementar un sistema de almacenamiento de 100kW/209kWh, descargando a 0.5 ° C, lo que podría proporcionar 100 kW de potencia durante aproximadamente 1.8 horas a plena carga. Las baterías de fosfato de hierro de litio (LifepO4) generalmente se usan para este propósito debido a su alta densidad de potencia y características de seguridad.
Las estaciones de carga se pueden configurar en un diseño de cuerpo dividido, lo que permite flexibilidad basada en la salida de potencia específica de los transformadores y los sistemas de almacenamiento. Las estaciones de carga de CA y DC son compatibles, dependiendo de las necesidades del proyecto.
Principios y componentes del sistema de carga solar de almacenamiento
Un sistema integrado de carga solar generalmente consta de varios componentes clave:
1. ** Paneles solares **:Hecho de silicio cristalino, estos paneles convierten la energía solar en electricidad. Están diseñados para resistir varias condiciones climáticas, incluidas la lluvia, el granizo y el viento. Los paneles se pueden conectar en configuraciones en serie y paralelas para cumplir con la potencia de salida deseada.
2. ** Inverter atado a la cuadrícula **:Este dispositivo convierte la corriente continua (DC) producida por los paneles solares en corriente alterna (AC) que cumple con los requisitos de la cuadrícula.
3. ** Sistema de almacenamiento de energía (ESS) **:Esto incluye las baterías de almacenamiento, que almacenan el exceso de electricidad generada por los paneles solares. En nuestro ejemplo, se utiliza un sistema de batería LiFEPO4 de 209kWh, conocido por su seguridad y eficiencia.
4. ** Sistema de conversión de potencia (PCS) **:Las PC controla la carga y descarga de las baterías de almacenamiento, administrando la conversión entre DC y AC. Se comunica con el Sistema de Gestión de la Batería (BMS) para garantizar que las baterías se carguen y se descarguen de manera segura.
5. ** Gabinete de distribución de CA **:Este gabinete conecta el inversor y las PC a la cuadrícula, incorporando varios dispositivos de protección, como interruptores de circuitos, protectores de sobretensión y sistemas de medición.
6. ** Estaciones de carga **:Estas estaciones actúan como la carga para el sistema, proporcionando energía a los vehículos eléctricos. Se pueden adaptar a las necesidades específicas del proyecto, con opciones para la carga de CA y DC.
7. ** Sistema de monitoreo **:Un sistema de monitoreo integral recopila datos de los paneles solares, ESS y estaciones de carga, cargándolo a una plataforma de gestión basada en la nube. Esto permite el monitoreo y el control en tiempo real de todo el sistema.
Diseño e integración del sistema
El diseño general de un sistema integrado de carga solar implica varios pasos críticos:
1. ** Diseño del sistema de energía solar **:En nuestro ejemplo, los paneles solares están configurados para producir 110kWP, con la opción de ajustar en función del área de cochera disponible. El inversor tiene el tamaño de una sola unidad de 110kW o dos unidades de 50kW.
2. ** Diseño del sistema de almacenamiento de energía **:El sistema de almacenamiento utiliza un diseño distribuido "All in One", que es más flexible y ofrece una variedad de opciones de capacidad. Por ejemplo, el gabinete de almacenamiento inteligente ENSE 209KWH-2H1 integra una batería de 209kWh y un PC de 100kW en un solo recinto.
3. ** Configuración de la estación de carga **:Las estaciones de carga se consideran cargas eléctricas dentro del sistema. Su configuración depende de la capacidad disponible del transformador. Si el sistema de almacenamiento es completamente responsable de alimentar las estaciones de carga, las PC deben ser dimensionadas en consecuencia. Una solución escalable podría involucrar múltiples unidades de PCS de 100kW que funcionan en paralelo.
4. ** Sistemas de control y monitoreo **:El sistema se gestiona a través de un controlador centralizado que integra los sistemas de BMS, seguridad contra incendios, HVAC, monitoreo y gestión de energía (EMS). El sistema de monitoreo garantiza que todos los componentes, incluidos los paneles solares, las unidades de almacenamiento y las estaciones de carga, funcionen de manera óptima.
Lógica de operación del sistema
La operación de un sistema integrado de carga solar se rige por la relación entre la generación de energía solar y la carga de la estación de carga:
- ** Cuando la salida solar ≤ carga de carga **:Toda la energía generada por energía solar se usa para cargar los vehículos, con cualquier déficit complementado por la red.
- ** Cuando la salida solar> carga de carga **:El exceso de energía se almacena en las baterías, que se pueden descargar durante los períodos máximos de precios de electricidad para optimizar los costos.
Desglose de componentes detallados
Vamos a sumergirnos más en los componentes utilizados en el sistema:
Paneles solares
En este proyecto, los paneles solares son módulos monocristalinos convencionales, cada uno con un área de 2.5 metros cuadrados y una calificación de energía de 550W. Se instalan un total de 200 paneles en un área de 520 metros cuadrados, proporcionando una potencia combinada de 110kW. Con una generación diaria promedio de 3.2 horas de plena potencia, se espera que el sistema genere aproximadamente 120,000 kWh anualmente.
Inversor atado a la cuadrícula
El inversor es un elemento crucial en el sistema de energía solar, convirtiendo la electricidad de CC de los paneles solares en electricidad de CA. El modelo seleccionado es un inversor de 110kW, diseñado para satisfacer las necesidades específicas de este proyecto.
Sistema de almacenamiento de energía
El ESS es un componente clave, asegurando que el exceso de energía solar se almacene para su uso posterior. El gabinete de almacenamiento inteligente ENSE 209KWH-2H1 integra una batería LIFEPO4 de 209kWh y un PC de 100kW, lo que permite una gestión de energía eficiente.
Sistema de gestión de baterías (BMS)
El BMS monitorea el voltaje, la corriente y la temperatura de la batería, asegurando un funcionamiento seguro y eficiente. También gestiona los procesos de carga y descarga, prolongando la vida útil de la batería y manteniendo la estabilidad del sistema.
Estaciones de carga
Para este proyecto, las estaciones de carga incluyen una combinación de unidades de CA de 7kW y unidades de CC de 60kW, proporcionando flexibilidad en las opciones de carga. Las estaciones están equipadas con varias interfaces para la interacción del usuario, incluido el deslizamiento de tarjetas y los pagos móviles.
Sistema de monitoreo
Smart Energy Manager (SEM) de Green Power sirve como el centro de gestión de energía localizado, lo que permite el monitoreo e integración de datos en tiempo real con unidades EMS de nivel superior. El sistema admite monitoreo y control remotos, proporcionando información valiosa sobre el rendimiento del sistema.
Conclusión
Las soluciones integradas de carga solar de Green Power ofrecen un enfoque integral para la gestión de energía renovable. Al combinar la generación de energía solar, el almacenamiento de energía y la carga EV en un solo sistema cohesivo, estas soluciones proporcionan una forma flexible y escalable de satisfacer la creciente demanda de energía limpia. Ya sea para un proyecto comunitario o una instalación a mayor escala, los sistemas de Green Power están diseñados para optimizar el uso de energía, reducir los costos y promover la sostenibilidad.
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Tiempo de publicación: 01 de septiembre-2024
