Az elosztott napelemes energiatárolót feltétlenül hálózatra kell csatlakoztatni?

Jelenleg a modern energiavilágban az elosztott fotovoltaikus energiatároló rendszerek állnak a középpontban. A legtöbben azonban azon tűnődnek, hogy az elosztott PV-energiatárolást feltétlenül hálózatra kell-e csatlakoztatni. Nos, nézzük tovább a kérdést, és értsük meg az elosztott PV energiarendszerek különféle módozatait a kapcsolódó elektromos tervezési pontokkal együtt.

Először is, az elosztott PV energiatermelő rendszer lehet hálózaton kívüli is.
Az elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszerek nem feltétlenül csatlakoznak a hálózathoz; hálózaton kívül is lehetnek. A hálózaton kívüli elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszereket főként olyan területeken alkalmazzák, ahol lehetetlen vagy nehéz csatlakozni az elektromos hálózathoz, vagy ahol az elektromos hálózat instabil. Az ilyen rendszerek általában napelemeket, akkumulátorokat, vezérlőket és invertereket tartalmaznak. A napelemek a napenergiát elektromos árammá alakítják, az akkumulátort a vezérlőn keresztül töltik fel, és amikor áramra van szükség, az akkumulátorban lévő elektromosságot váltakozó árammá alakítják át az inverteren keresztül, hogy a terhelés felhasználhassa.
Az off-grid rendszer előnye a függetlenség és a megbízhatóság. Egyes távoli területeken, például hegyvidéki régiókban és szigeteken a hálózaton kívüli napelemes energiatermelő rendszerek stabil áramellátást biztosíthatnak a helyi lakosok számára anélkül, hogy a hálózat meghibásodása érintené őket. Emellett bizonyos különleges alkalmakkor, például helyszíni műveleteknél, vészhelyzeti mentésnél stb., az off-grid rendszer is használható.
A hálózaton kívüli rendszereknek számos hátránya is van. Először is, az ilyen rendszerek költsége viszonylag magas, mivel tároló akkumulátorokat kell felszerelni. Másodszor, az akkumulátorok élettartama korlátozott, ezért rendszeresen cserélni kell, ami növeli a karbantartási költségeket. Emellett a hálózaton kívüli rendszerek kapacitása általában kicsi, és nem tudja kielégíteni a nagyarányú villamosenergia-igényt.
Ezzel szemben a hálózatra kapcsolt, elosztott napelemes rendszer a napelemekből megtermelt villamos energiát a hálózathoz köti, miután inverteren keresztül váltakozó árammá alakítja. Ennek során, amikor a napenergia-termelés meghaladja a villamosenergia-felhasználást, a többlet villamos energia a hálózatba kerülhet, míg ha a megtermelt napenergia nem elegendő a felhasználók számára, azt a hálózatból nyerhetik ki.
A hálózatra kapcsolt rendszer előnye, hogy teljes mértékben ki tudja használni a hálózat stabilitását és megbízhatóságát, ugyanakkor a többletteljesítményt is el tudja adni a hálózatnak valamilyen gazdasági megtérülésért. Emellett a hálózatra kapcsolt rendszer viszonylag egyszerű, telepítése és karbantartása nem költséges.
A hálózatra kapcsolt rendszernek azonban vannak problémái is: például meg kell felelnie a hálózathoz való hozzáférés követelményeinek feszültség, frekvencia, teljesítménytényező stb. Ehhez jön még, hogy generációját befolyásolják az időjárási viszonyok, például az eső vagy a hó, és van némi instabilitás a generációjában. Másodszor, mit kell tartalmaznia az elektromos tervezésnek?
Akár hálózaton kívüli, akár hálózatra kapcsolt, elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszerről van szó, elektromos tervezésénél a következő szempontokat kell figyelembe venni: napelemek kiválasztása és elrendezése. A napelem az elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszer központi eleme, és kiválasztása és elrendezése közvetlenül befolyásolja a rendszer energiatermelését és teljesítményét. A napelem kiválasztásakor olyan tényezőket kell figyelembe venni, mint a teljesítmény, a hatékonyság, a megbízhatóság és az élettartam. Eközben figyelembe véve a beépítési hely megvilágítási állapotát, tetőterületét, tájolását és egyéb tényezőket, ésszerű elrendezést is szükséges elvégezni a napenergia maximalizálása érdekében.
A hálózaton kívüli rendszereknél figyelembe kell venni a napelemek és az akkumulátorok közötti megfeleltetési feltételeket is, hogy az akkumulátorokat különféle fényviszonyok mellett is teljesen feltölthessük.
Akkumulátor kiválasztása és kapacitás számítása
Az akkumulátor nélkülözhetetlen a hálózaton kívüli elosztott PV áramtermelő rendszerben, funkciója a napelem által megtermelt villamos energia tárolása éjszakai, vagy felhős és esős napokon történő használatra. A típus kiválasztásakor olyan tényezőket kell figyelembe venni, mint az akkumulátor típusa, kapacitása, élettartama, töltési és kisütési hatékonysága.
A hálózatra kapcsolt rendszerek esetében ugyan nem szükséges tároló akkumulátorok felszerelése, de bizonyos helyzetekben, mint például a hálózat meghibásodása esetén, megfontolható bizonyos kapacitású akkumulátorok tartalék áramforrásként való felszerelése is. Ezután az akkumulátor kapacitását úgy kell kiszámítani, hogy vészhelyzetben képes-e kielégíteni a felhasználók igényeit. Vezérlő és inverter kiválasztása
A vezérlő az elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszer egyik legfontosabb eleme; szabályozza a napelem kimenetét, hogy megakadályozza az akkumulátor túltöltését vagy lemerülését. A vezérlő kiválasztásakor figyelembe kell venni a vezérlő funkcióját, teljesítményét, megbízhatóságát és egyéb tényezőket.
Az inverter egy olyan eszköz, amely a napelemek által termelt egyenáramot váltakozó árammá alakítja, és kiválasztásakor figyelembe kell venni olyan tényezőket, mint az inverter teljesítménye, hatékonysága, kimeneti hullámalakja és megbízhatósága. Hálózaton kívüli rendszerek esetén azt is figyelembe kell venni, hogy az inverter kimeneti feszültsége és frekvenciája megfelel-e a terhelésnek.

Elektromos vezetékek és védelmi eszközök
Az elektromos vezetékezés az elosztott PV áramtermelő rendszer elengedhetetlen eleme, és tervezésénél figyelembe kell venni olyan szempontokat, mint a rendszer biztonsága, megbízhatósága és esztétikája. A huzalozásnál ügyelni kell a vonatkozó elektromos előírások és szabványok betartására, hogy teljesüljenek többek között a vezetékek keresztmetszeti területére, a szigetelési teljesítményre vonatkozó követelmények.
A védőberendezés a fontos biztonsági garancia az elosztott PV áramtermelő rendszerben. Ha a rendszer meghibásodik, időben lekapcsolja az áramellátást, hogy megakadályozza a baleset kiterjedését. A védőeszközök közé tartoznak a megszakítók, biztosítékok, szivárgásvédők stb., amelyeket ésszerűen kell konfigurálni a rendszer kapacitásának és követelményeinek megfelelően a kiválasztás és telepítés során. Monitoring rendszer tervezése
A felügyeleti rendszer az elosztott PV áramtermelő rendszer fontos része, amely valós időben képes nyomon követni a rendszer működési állapotát, beleértve a napelemek energiatermelését, az akkumulátor teljesítményét, az inverter kimeneti teljesítményét stb. A felügyeleti rendszeren keresztül a felhasználók időben megérthetik a rendszer működését, megtalálhatják a problémákat, és időben kezelhetik azokat.
Figyelembe kell vennie a rendszer méretét és követelményeit, megfelelő felügyeleti berendezéseket és szoftvereket kell választania, és ésszerű telepítést és üzembe helyezést kell végeznie. Harmadszor, az elosztott fotovoltaikus energiatárolás összefoglalója nem feltétlenül csatlakozik a hálózathoz, hanem lehet hálózaton kívül is. Az off-grid rendszerek azokon a területeken alkalmazhatók, amelyek nem csatlakoztathatók a hálózathoz, vagy ahol a hálózat nem stabil, a függetlenség és a megbízhatóság előnyeivel, de költsége viszonylag magas. A hálózatra kapcsolt rendszer ki tudja használni a hálózat összes stabilitását és megbízhatóságát, miközben a többletteljesítményt a hálózatnak értékesíti némi gazdasági haszon érdekében.

Az elosztott fotovoltaikus energiatermelő rendszerben a villamos tervezés megvalósítása során figyelembe kell venni többek között a napelem kiválasztása és elrendezése, az akkumulátor kapacitásának kiválasztása és számítása, a vezérlő és az inverter kiválasztása, az elektromos vezetékek és védőberendezések tervezése, a felügyeleti rendszer tervezése. Csak egy racionális elektromos tervezés képes biztosítani, hogy az elosztott napelemes energiatermelő rendszerek biztonságosan, megbízhatóan és nagy hatékonysággal működjenek.
A folyamatos technológiai fejlődés és költségcsökkentés mellett a jövőben jelentősebb szerepet kapnak az elosztott fotovoltaikus energiatároló rendszerek. Az elosztott fotovoltaikus energia előállítására szolgáló rendszerek tisztább és megbízhatóbb energiaforrást biztosítanak számunkra a hálózaton belül vagy a hálózaton kívül.