مع ظهور عصر الاستخبارات والمعلومات ، زاد الطلب على الكهرباء بشكل كبير. من أجل تخفيف الضغط على التلوث البيئي واستهلاك الطاقة والجوانب الأخرى ، يبحث الجميع عن طرق توليد الطاقة الخضراء ، مما يضع أملهم في توليد الطاقة الكهروضوئية. مع دعم السياسات ومزايا تخزين الطاقة الكهروضوئية في خفض تكاليف توليد الطاقة ، فإن توليد الطاقة الكهروضوئية المنزلية وأنظمة تخزين الطاقة تدخل تدريجيا آلاف الأسر. بالنسبة لنظام تخزين الطاقة الكهروضوئية المنزلي بأكمله ، توفر Jinshengyang مجموعة كاملة من حلول طاقة النظام ، ملتزمة بتبسيط تصميم العملاء وزيادة موثوقية النظام.
1. أولا
مع التطوير المستمر ل “خطة المليون سطح شمسي” في الولايات المتحدة و “انتقال الطاقة” في ألمانيا ، مكنت أنظمة تخزين الطاقة المنزلية ، وخاصة الإعانات الحكومية العالية للاستخدام الخاص للطاقة الكهروضوئية ، معظم الناس من تحقيق الاكتفاء الذاتي في الكهرباء المنزلية. أدت القدرة على تخزين الكهرباء الزائدة إلى ظهور سوق تخزين الطاقة المنزلية في ألمانيا وحتى أوروبا. يشبه نظام تخزين الطاقة المنزلية محطة طاقة تخزين الطاقة الصغيرة ، ولا يتأثر تشغيله بضغط إمداد الطاقة في المدينة. خلال فترات استهلاك الطاقة المنخفضة ، يمكن لحزمة البطارية في نظام تخزين الطاقة المنزلية إعادة شحن نفسها لتوفير نسخة احتياطية لذروة الطاقة أو انقطاع التيار الكهربائي. بالإضافة إلى استخدامها كمصدر للطاقة في حالات الطوارئ ، يمكن لأنظمة تخزين الطاقة المنزلية أيضا موازنة أحمال الكهرباء ، وبالتالي توفير نفقات الكهرباء المنزلية.
على الرغم من أن الطلب الحالي في السوق على أنظمة تخزين الطاقة المنزلية يرجع أكثر إلى حاجة الجمهور إلى الطاقة الاحتياطية في حالات الطوارئ ، في رأي المطلعين على الصناعة ، يمكن الجمع بين استخدام أنظمة تخزين الطاقة المنزلية وأنظمة توليد الطاقة الجديدة مثل الطاقة الشمسية ، وتعزيز الترويج للطاقة الجديدة ، وبناء شبكة طاقة ذكية لديها آفاق سوق واسعة.
2. الهيكل الأساسي ومتطلبات المكونات لنظام تخزين الطاقة المنزلية تنقسم أنظمة تخزين الطاقة المنزلية حاليا إلى نوعين ، أحدهما هو نظام تخزين الطاقة المنزلية المتصل بالشبكة ، والآخر هو نظام تخزين الطاقة
المنزلية خارج الشبكة.
يتكون نظام تخزين الطاقة المنزلية المتصل بالشبكة من خمسة أجزاء ، بما في ذلك: مجموعة الخلايا الشمسية ، والعاكس المتصل بالشبكة ، ونظام إدارة BMS ، وحزمة البطارية ، وحمل التيار المتردد. يستخدم النظام مصدر طاقة هجين لأنظمة الطاقة الكهروضوئية وتخزين الطاقة. عندما تكون طاقة التيار الكهربائي طبيعية ، فإن النظام المتصل بالشبكة الكهروضوئية وطاقة إمداد الطاقة الرئيسية للحمل ؛ عند انقطاع التيار الكهربائي ، يوفر نظام تخزين الطاقة والنظام المتصل بالشبكة الكهروضوئية الطاقة بشكل مشترك. ينقسم نظام تخزين الطاقة المنزلية المتصل بالشبكة إلى ثلاثة أوضاع عمل. الوضع 1: توفر الخلايا الكهروضوئية تخزين الطاقة ويتم توصيل الكهرباء المتبقية بالشبكة ؛ الوضع 2: توفر الخلايا الكهروضوئية تخزين الطاقة ويستخدم بعض المستخدمين الكهرباء ؛ الوضع 3: توفر الخلايا الكهروضوئية جزءا فقط من تخزين الطاقة.
أنظمة تخزين الطاقة المنزلية خارج الشبكة مستقلة وليس لها اتصال كهربائي بالشبكة. لذلك ، لا يتطلب النظام بأكمله عاكسا متصلا بالشبكة. يمكن أن تلبي العاكسات الكهروضوئية المتطلبات. تنقسم أنظمة تخزين الطاقة المنزلية خارج الشبكة إلى ثلاثة أوضاع عمل. الوضع 1: توفر الخلايا الكهروضوئية تخزين الطاقة وكهرباء المستخدم (الأيام المشمسة) ؛ الوضع 2: توفر الخلايا الكهروضوئية وبطاريات تخزين الطاقة كهرباء المستخدم (الأيام الملبدة بالغيوم) ؛ الوضع 3: تخزين الطاقة توفر البطارية للمستخدمين الكهرباء (في المساء والأيام الممطرة).
تخزين الطاقة المنزلية خارج الشبكة:
باختصار ، معدات تخزين الطاقة المطلوبة حاليا هي بشكل أساسي نظام إدارة بطارية BMS ، وعاكس متصل بالشبكة الكهروضوئية ، وعاكس تخزين الطاقة. استجابة للاحتياجات المذكورة أعلاه لمعدات تخزين الطاقة المنزلية ، جنبا إلى جنب مع خصائص عزل السلامة لدوائر كل وحدة من وحدات النظام الكهروضوئي ، اقترح Jinshengyang مجموعة كاملة من حلول الطاقة لوحدات التحكم.
3. نظام إدارة البطارية حل
إمداد طاقة وحدة BMS كجهاز تخزين الطاقة للنظام ، تحتاج البطارية إلى مراقبة حالة البطارية عبر الإنترنت في الوقت الفعلي ، لذا فإن أهمية BMS بديهية. في نظام BMS ، تتواصل وحدة BCU مع وحدة BMU في الوقت الفعلي من خلال ناقل CAN للحصول على معلمات النظام مثل جهد الوحدة ودرجة حرارة الصندوق ومقاومة العزل. يجمع تيارات الشحن والتفريغ من خلال مستشعرات التيار ، ويحسب SOC ديناميكيا ، ويعرض البيانات ذات الصلة من خلال شاشة اللمس. بعد أن تقوم BCU بحساب وتحليل المعلومات الشاملة لحزمة البطارية ، فإنها تقوم بإدارة ذكية للنظام: التفاعل الذكي من خلال ناقل CAN مستقل ؛ في الوقت نفسه ، يمكن أيضا تحقيق الحماية الثانوية للشحن والتفريغ من خلال المرحلات لضمان العزل الفعال للتيارات القوية والضعيفة وتلبية متطلبات التحكم الأمني لتنويع العملاء لضمان التشغيل المستقر والفعال للنظام.
تعتمد وحدة التحكم الرئيسية بشكل أساسي على نظام 24VDC ، وقوة وحدة التحكم الرئيسية بأكملها أقل من 5 واط. يحول LDO جهد الدخل 5VDC إلى جهد خرج 3.3 فولت لتشغيل MCU. يتم استخدام مصادر الطاقة المعزولة 6P في النظام لتشغيل وحدات اتصال 4 CAN ، ودوائر الكشف عن الجهد والعزل ، ودوائر الكشف عن التيار. في الوقت نفسه ، يمكنهم عزل دائرة الطاقة عن دائرة الإشارة ووحدة الاتصال لتقليل التداخل وتحسين الاستقرار والموثوقية.
4. حل إمداد الطاقة لوحدة مراقبة العاكس الكهروضوئي تقوم الوحدات
الكهروضوئية الشمسية بجمع الكهرباء وتحويلها إلى العاكس لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد. أثناء تشغيل العاكس ، فإنه يحتاج أيضا إلى مراقبة عملية التحويل والتحكم والاتصال للتأكد من أن جهد العاكس يلبي متطلبات المؤشر. يمكن لهذا الجزء من وحدة المراقبة سحب الطاقة مباشرة من التيار الكهربائي للعمل.
كما هو موضح في الشكل 4 ، يأخذ مصدر طاقة الوحدة الطاقة مباشرة من التيار الكهربائي ويحولها إلى إخراج 24 فولت ، ثم يخرج جهد 5VDC من خلال وحدة التحويل غير المعزولة K7805-500R3 ؛ يوفر B0503XT-2WR2 ل MCU جهد عمل 3.3 فولت يلبي جهد تحمل العزل الوظيفي ؛ باستخدام يمكن لوحدة الاتصالات TD501D485H المعزولة عالية السرعة قمع التداخل الكهرومغناطيسي والقضاء على الحلقات الأرضية ، وحماية دوائر النظام من الشبكات الخارجية. بالإضافة إلى ذلك ، طورت Jinshengyang محرك عزل مع مصدر طاقة DC-DC مدمج خصيصا ل IGBTs ذات الجسر الكامل العاكس. يبسط QP12W08S-37 تصميم دوائر التحكم في قيادة العملاء ويحسن الموثوقية.
5. حل إمداد طاقة وحدة مراقبة العاكس الكهروضوئية المتصلة بالشبكة يطلق على العاكس الكهروضوئي المتصل بالشبكة أيضا عاكس تخزين الطاقة ثنائي الاتجاه وعاكس الكل في واحد.
يتكون النظام من وحدة AC-DC ووحدة DC-DC ووحدة تحكم ووحدة اتصالات ووحدة ترحيل نقل. تنقسم محولات تخزين الطاقة ثنائية الاتجاه إلى جهازي إمداد بالطاقة ، أحدهما يوفر الطاقة للتيار الكهربائي ، والآخر يوفر الطاقة للوحة البطارية.
6. ملخص
يعد التوسع التدريجي وتعميم تخزين الطاقة المنزلية اتجاها إنمائيا صحيا وعقلانيا يواجه احتياجات الطاقة المستقبلية. المنافسة في مرحلة شرسة. لا تتبع اتجاه الاستثمار بشكل أعمى.
