آیا ذخیره انرژی PV توزیع شده لزوماً به شبکه متصل است؟

در حال حاضر، در دنیای انرژی مدرن، سیستم های ذخیره انرژی فتوولتائیک توزیع شده در مرکز توجه قرار گرفته اند. اما، بسیاری از آنها تعجب می کنند که آیا ذخیره انرژی PV توزیع شده لزوماً باید به شبکه متصل باشد. خوب، اجازه دهید بیشتر به این سوال نگاه کنیم و حالت های مختلف سیستم های برق PV توزیع شده را به همراه نکات طراحی الکتریکی مرتبط درک کنیم.

برای شروع، یک سیستم تولید برق PV توزیع شده می تواند خارج از شبکه باشد.
سیستم های تولید برق فتوولتائیک توزیع شده لزوماً به شبکه متصل نیستند. آنها همچنین می توانند خارج از شبکه باشند. سیستم های تولید برق فتوولتائیک توزیع شده خارج از شبکه عمدتاً در مناطقی که اتصال به شبکه برق غیرممکن یا دشوار است یا جایی که شبکه برق ناپایدار است اعمال می شود. چنین سیستم هایی عموماً شامل پنل های خورشیدی، باتری ها، کنترلرها و اینورترها هستند. پنل های خورشیدی انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می کنند، باتری از طریق کنترلر شارژ می شود و در صورت نیاز به برق، برق موجود در باتری از طریق اینورتر به AC تبدیل می شود تا بار مورد استفاده قرار گیرد.
مزیت سیستم خارج از شبکه، استقلال و قابلیت اطمینان آن است. در برخی از مناطق دورافتاده، مانند مناطق کوهستانی و جزایر، سیستم‌های تولید برق PV خارج از شبکه می‌توانند منبع تغذیه پایداری را برای ساکنان محلی فراهم کنند بدون اینکه تحت تأثیر خرابی‌های شبکه قرار گیرند. علاوه بر این، در برخی مواقع خاص مانند عملیات میدانی، امداد و نجات اضطراری و غیره می توان از سیستم خارج از شبکه نیز استفاده کرد.
سیستم های خارج از شبکه نیز دارای معایبی هستند. اولاً، هزینه چنین سیستم‌هایی نسبتاً زیاد است زیرا نیاز به تجهیز باتری‌های ذخیره‌سازی دارد. دوم اینکه باتری ها عمر مفید محدودی دارند و باید به صورت دوره ای تعویض شوند که این امر هزینه نگهداری را افزایش می دهد. علاوه بر این، ظرفیت سیستم های خارج از شبکه معمولا کوچک است و نمی تواند نیاز برق در مقیاس بزرگ را برآورده کند.
در مقابل، یک سیستم PV توزیع شده متصل به شبکه، الکتریسیته تولید شده از صفحات خورشیدی را پس از تبدیل آن به AC از طریق یک اینورتر به شبکه متصل می کند. در طی این فرآیند، زمانی که تولید انرژی خورشیدی بیشتر از مصرف برق است، برق مازاد را می توان به شبکه تحویل داد، در حالی که زمانی که انرژی خورشیدی تولید شده برای کاربران کافی نباشد، می توانند آن را از شبکه به دست آورند.
مزیت یک سیستم متصل به شبکه این است که می تواند به طور کامل از پایداری و قابلیت اطمینان شبکه استفاده کند و در عین حال می تواند نیروی اضافی را برای مقداری بازده اقتصادی به شبکه بفروشد. علاوه بر این، یک سیستم متصل به شبکه نسبتاً ساده است و نصب و نگهداری آن گران نیست.
با این حال، سیستم متصل به شبکه نیز مشکلاتی دارد: به عنوان مثال، باید الزامات دسترسی به شبکه را از نظر ولتاژ، فرکانس، ضریب توان و موارد دیگر برآورده کند. علاوه بر این، نسل آن تحت تأثیر شرایط آب و هوایی مانند باران یا برف قرار می گیرد و در نسل آن ناپایداری وجود دارد. دوم اینکه طرح برق باید شامل چه مواردی باشد؟
چه سیستم تولید برق پراکنده فتوولتائیک خارج از شبکه یا متصل به شبکه، طراحی الکتریکی آن باید جنبه های زیر را در نظر بگیرد: انتخاب و چیدمان پنل خورشیدی. پنل خورشیدی جزء اصلی سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده است و انتخاب و چیدمان آن به طور مستقیم بر تولید برق و عملکرد سیستم تأثیر می گذارد. هنگام انتخاب پنل خورشیدی، عواملی مانند قدرت، کارایی، قابلیت اطمینان و طول عمر باید در نظر گرفته شوند. در همین حال، با توجه به شرایط نوری محل نصب، مساحت سقف، جهت گیری و سایر عوامل، لازم است یک چیدمان منطقی برای استفاده حداکثری از انرژی خورشیدی انجام شود.
برای یک سیستم خارج از شبکه، همچنین نیاز به در نظر گرفتن شرایط تطابق بین پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها برای شارژ کامل باتری‌ها در شرایط مختلف نور وجود دارد.
انتخاب باتری و محاسبه ظرفیت
باتری بخش ضروری در سیستم تولید برق PV توزیع شده خارج از شبکه است، وظیفه آن ذخیره برق تولید شده توسط پنل خورشیدی برای استفاده در شب یا در روزهای ابری و بارانی است. در انتخاب نوع باید عواملی مانند نوع، ظرفیت، طول عمر، راندمان شارژ و دشارژ باتری را در نظر گرفت.
برای سیستم‌های متصل به شبکه، اگرچه تجهیز باتری‌های ذخیره‌سازی ضروری نیست، اما در برخی شرایط خاص مانند خرابی شبکه، می‌توان تجهیز ظرفیت مشخصی از باتری‌های ذخیره‌سازی را نیز به عنوان منبع تغذیه پشتیبان در نظر گرفت. سپس ظرفیت باتری باید برای توانایی آن در برآوردن نیازهای کاربران در مواقع اضطراری محاسبه شود. انتخاب کنترلر و اینورتر
کنترلر یکی از مهمترین اجزای سیستم تولید برق پراکنده فتوولتائیک است. خروجی پنل خورشیدی را کنترل می کند تا از شارژ یا تخلیه بیش از حد باتری جلوگیری کند. هنگام انتخاب یک کنترل کننده، عملکرد کنترل کننده، عملکرد، قابلیت اطمینان و سایر عوامل باید در نظر گرفته شود.
اینورتر دستگاهی است که برق DC تولید شده توسط پنل های خورشیدی را به برق AC تبدیل می کند و در انتخاب آن باید عواملی مانند قدرت، کارایی، شکل موج خروجی و قابلیت اطمینان اینورتر در نظر گرفته شود. برای سیستم های خارج از شبکه نیز لازم است در نظر گرفته شود که آیا ولتاژ و فرکانس خروجی اینورتر با بار مطابقت دارد یا خیر.

سیم کشی برق و وسایل حفاظتی
سیم کشی الکتریکی جزء ضروری سیستم تولید برق PV توزیع شده است و طراحی آن باید جنبه هایی مانند ایمنی، قابلیت اطمینان و زیبایی سیستم را در نظر بگیرد. در سیم کشی باید به رعایت ضوابط و استانداردهای برق مربوطه توجه شود تا الزامات مربوط به سطوح مقطع سیم ها، عملکرد عایق و موارد دیگر برآورده شود.
دستگاه حفاظت تضمین ایمنی مهم در سیستم تولید برق PV توزیع شده است. هنگامی که سیستم از کار بیفتد، منبع تغذیه را به موقع قطع می کند تا از گسترش حادثه جلوگیری شود. وسایل حفاظتی شامل کلیدهای مدار، فیوزها، محافظ های نشتی و غیره می باشد که در هنگام انتخاب و نصب باید متناسب با ظرفیت و نیاز سیستم پیکربندی شوند. طراحی سیستم مانیتورینگ
سیستم مانیتورینگ بخش مهمی از سیستم تولید برق PV توزیع شده است که می تواند وضعیت عملکرد سیستم از جمله تولید برق پنل های خورشیدی، توان باتری، توان خروجی اینورتر و غیره را در زمان واقعی نظارت کند. از طریق سیستم مانیتورینگ، کاربران می توانند عملکرد سیستم را به موقع درک کنند، مشکلات را پیدا کنند و به موقع با آنها برخورد کنند.
نیاز به در نظر گرفتن مقیاس و نیاز سیستم، انتخاب تجهیزات و نرم افزار نظارتی مناسب و انجام نصب و راه اندازی منطقی دارد. سوم، خلاصه ذخیره انرژی PV توزیع شده لزوماً به شبکه متصل نیست، بلکه می تواند خارج از شبکه نیز باشد. سیستم های خارج از شبکه برای مناطقی که نمی توانند به شبکه متصل شوند یا شبکه برای آنها پایدار نیست، با مزایای استقلال و قابلیت اطمینان قابل استفاده هستند، اما هزینه نسبتاً بالا است. یک سیستم متصل به شبکه می تواند از تمام ثبات و قابلیت اطمینان شبکه استفاده کند و در عین حال نیروی مازاد را به شبکه برای برخی سود اقتصادی بفروشد.

در حین اجرای طرح الکتریکی در یک سیستم تولید برق فتوولتائیک پراکنده، موارد زیر باید در نظر گرفته شود: انتخاب و چیدمان پنل خورشیدی، انتخاب و محاسبه ظرفیت باتری، انتخاب کنترل کننده و اینورتر، سیم کشی برق و طراحی دستگاه حفاظتی، طراحی سیستم نظارت و سایر موارد. فقط یک طراحی منطقی الکتریکی می تواند تضمین کند که سیستم های تولید برق PV توزیع شده ایمن، قابل اعتماد و با راندمان بالا کار می کنند.
همراه با پیشرفت مداوم فناوری و کاهش هزینه، در آینده، سیستم‌های ذخیره انرژی فتوولتائیک توزیع‌شده نقش مهم‌تری خواهند داشت. سیستم‌های تولید برق فتوولتائیک توزیع‌شده، منبع انرژی پاک‌تر و مطمئن‌تری را در اختیار ما قرار می‌دهند.