U distribuiranim fotonaponskim sustavima za proizvodnju električne energije često se mogu vidjeti različiti izrazi kao što su priključeni na mrežu, izvan mreže i mikromreža. Koje su njihove osobine? Koje su razlike? Zapravo, oni predstavljaju nekoliko sustava za proizvodnju električne energije povezanih s distribuiranom fotonaponskom proizvodnjom električne energije. U ovom članku ne samo da predstavljamo glavne karakteristike mrežno povezanih sustava za proizvodnju električne energije, mrežnih sustava za proizvodnju električne energije, izvanmrežnih sustava za pohranu energije za proizvodnju električne energije i mikromreža, nego ih također uspoređujemo u smislu njihove povezanosti s električnom mrežom, energijom zahtjevi opreme za pohranjivanje, scenariji primjene i drugi aspekti u tablici radi lakšeg snalaženja.
Sustav za proizvodnju električne energije spojen na mrežu
Mrežni fotonaponski sustav odnosi se na fotonaponski sustav izravno povezan s javnom električnom mrežom. Osnovne komponente ovog sustava uključuju fotonaponske module, pretvarače spojene na mrežu, dvosmjerna brojila i samu električnu mrežu. Funkcija pretvarača spojenih na mrežu je pretvaranje istosmjerne struje koju generiraju fotonaponski moduli u izmjeničnu struju, koja se zatim dovodi do lokalnih potrošača. Višak električne energije prodaje se natrag u mrežu putem dvosmjernih brojila.
Sustav za proizvodnju električne energije spojen na mrežu oslanja se na vanjsku elektroenergetsku mrežu i prihvaća radni način "spontane samouporabe, priključka na mrežu viška električne energije" ili "punog priključka na mrežu". U slučaju nestanka struje, sustav ne radi kako bi spriječio povratni tok električne energije u mrežu, što bi moglo predstavljati sigurnosnu opasnost.
Izvanmrežni sustav proizvodnje električne energije
Izvanmrežni sustavi za proizvodnju električne energije rade neovisno o elektroenergetskoj mreži i nisu na nju povezani. Sastoji se od fotonaponskih modula, izvanmrežnih pretvarača, baterija i opterećenja. Ovaj sustav je potpuno neovisan i ne oslanja se na mrežno napajanje, pogodan za udaljena područja bez mrežne pokrivenosti ili područja s čestim prekidima struje. Izvanmrežni sustavi moraju biti opremljeni uređajima za skladištenje energije, obično baterijama, za korištenje noću ili u uvjetima slabog osvjetljenja.
Izvanmrežni sustavi za proizvodnju električne energije ne oslanjaju se na elektroenergetsku mrežu, već se oslanjaju na način rada "pohranjivanje tijekom korištenja" ili "pohranjivanje prije upotrebe", i na njih ne utječu prekidi napajanja. Ovaj sustav ima vrhunsku fleksibilnost i sposobnost manevriranja te mora biti opremljen uređajima za pohranu energije kao što su baterije za pohranjivanje električne energije proizvedene tijekom dana za korištenje noću ili u nedostatku svjetla.
Hibridni sustav za pohranu i proizvodnju energije
Hibridni sustavi za pohranu energije za proizvodnju električne energije naširoko se koriste na mjestima gdje su česti prekidi u opskrbi električnom energijom ili gdje fotonaponska samouporaba ne može proizvesti višak električne energije za priključenje na mrežu, gdje su cijene električne energije za vlastitu uporabu mnogo više od cijena priključka na mrežu i gdje su vršne cijene električne energije mnogo više od cijena struje u dolini.
Sustav se sastoji od fotonaponskih modula, solarnih hibridnih integriranih strojeva, baterija, opterećenja, itd. Fotonaponski niz pretvara sunčevu energiju u električnu energiju pod osvjetljenjem i opskrbljuje opterećenje opterećenjem i puni bateriju preko solarno upravljanog inverterskog integriranog stroja; Kada nema svjetla, baterija napaja solarno upravljani inverter integrirani stroj, a zatim napaja AC opterećenje.
U usporedbi sa sustavima za proizvodnju električne energije spojenim na mrežu, ovaj sustav dodaje regulator punjenja i pražnjenja i bateriju. U slučaju nestanka struje, fotonaponski sustav može nastaviti s radom, a pretvarač se može prebaciti u način rada isključene iz mreže kako bi opskrbio struju.
Mikromreža
Mikromreža je distribucijska mreža koja se sastoji od distribuiranih izvora energije (kao što su fotonapon i energija vjetra), opterećenja, sustava za pohranu energije i upravljačkih uređaja. U usporedbi s širokom integracijom proizvodnje, prijenosa, distribucije i korištenja električne energije u velikoj elektroenergetskoj mreži, mikromreže uglavnom ostvaruju potrošnju distribuirane obnovljive energije na licu mjesta i razmjenu energije s velikom električnom mrežom.
Mikromreže mogu raditi kao neovisne električne mreže ili biti spojene na glavnu električnu mrežu za razmjenu električne energije. Mikromrežni sustavi imaju karakteristike fleksibilnosti i učinkovitosti, što može promovirati široku integraciju distribuiranih izvora energije i obnovljive energije.
U mikromrežama, suradnička kontrola između glavne mreže, distribuiranih izvora energije i sustava za pohranu energije postiže se kroz sustave upravljanja energijom kako bi se izjednačile fluktuacije u distribuiranoj energiji.
Tablica usporedbe različitih sustava
| Stavke za usporedbu | Sustav za proizvodnju električne energije spojen na mrežu | Izvanmrežni sustav proizvodnje električne energije | Hibridni sustav za pohranu i proizvodnju energije | Microgrid sustav |
| Priključni odnos s elektroenergetskom mrežom | Izravnim spajanjem na javnu električnu mrežu može se prenijeti višak električne energije u mrežu ili dobiti električna energija iz mreže. | Potpuno neovisno o radu električne mreže, ne ovisi o vanjskom mrežnom napajanju, pogodno za područja bez pokrivenosti električnom mrežom. | Može se spojiti na električnu mrežu ili raditi samostalno tijekom nestanka struje, s dva načina rada: priključen na mrežu i izvan mreže. | Može se spojiti na vanjsku elektroenergetsku mrežu i raditi samostalno kada je to potrebno, postižući energetsku samodostatnost u regiji. |
| Potražnja za uređajima za pohranu energije | Obično uređaji za pohranu energije nisu potrebni jer se višak električne energije može izravno prenijeti u mrežu. | Uređaji za pohranjivanje energije (kao što su baterije) moraju biti opremljeni za pohranjivanje električne energije proizvedene tijekom dana za korištenje noću ili u nedostatku svjetla. | Uređaji za pohranu energije također su potrebni za postizanje neovisnog rada u nedostatku električne mreže. | Može uključivati uređaje za pohranjivanje energije za uravnoteženje ponude i potražnje unutar regije i poboljšanje energetske učinkovitosti. |
| Scenariji primjene | Pogodan za stambene i poslovne objekte u gradskim i prigradskim naseljima, kao i velike solarne elektrane. | Prikladno za udaljena područja i područja bez pokrivenosti električnom mrežom, kao što su planinska područja i otoci. | Prikladno za područja s čestim prekidima napajanja ili za korisnike koji žele povećati svoju stopu energetske samodostatnosti. | Prikladan za mala područja kao što su industrijski parkovi i sveučilišni kampusi, može postići samoupravljanje i optimizaciju energije. |
| Složenost sustava i cijena | Struktura je relativno jednostavna, a cijena niska jer nije potrebna oprema za pohranu energije. | Struktura je složena, a cijena visoka, zahtijeva opremu za pohranu energije i neovisne upravljačke sustave. | Struktura je složena, a trošak visok, zahtijeva pretvarače i uređaje za pohranu energije koji rade u načinu rada priključenog na mrežu i izvan mreže. | Struktura je najsloženija i najskuplja, zahtijeva integraciju višestrukih izvora energije, sustava za pohranu energije i složenih sustava upravljanja energijom. |
| Stabilnost i pouzdanost napajanja | Opskrba električnom energijom ovisi o stabilnosti električne mreže, a sustav će prestati raditi i tijekom nestanka struje. | Napajanje je potpuno neovisno i na njega ne utječe električna mreža, ali je ograničeno vremenskim prilikama i kapacitetom skladištenja energije. | Kombinirajući prednosti priključka na mrežu i izvan mreže, može nastaviti opskrbljivati strujom tijekom nestanka struje, poboljšavajući stabilnost i pouzdanost napajanja | Može postići ravnotežu između ponude i potražnje unutar regije, poboljšavajući stabilnost i pouzdanost opskrbe električnom energijom. |
Kroz ovu tablicu možemo vizualno vidjeti razlike u odnosu veze s mrežom, zahtjeve opreme za pohranu energije, scenarije primjene, složenost sustava i cijenu, kao i stabilnost i pouzdanost napajanja za svaki fotonaponski sustav za proizvodnju električne energije. To nam pomaže odabrati odgovarajuću vrstu sustava na temelju specifičnih zahtjeva i uvjeta primjene.