Як розробити систему сонячної енергії та накопичувача на даху C&I

Створення системи сонячної енергії та акумуляторів на даху C&I починається з проекту, а не з батареї.

Комерційна або промислова установка може мати змінні години роботи, графіки виробництва, піки попиту, критичні навантаження та обмеження імпорту або експорту з мережею. Ці умови визначають, як сонячна електростанція, системи акумуляторів, ПС, інвертор, СЕМС і електрична інфраструктура мають працювати разом.

Для ЕПК, інтеграторів систем та розробників проектів процес проектування повинен тому перейти від вимог до сайту до повної архітектури системи:

Дані сайту → Мети системи → Проектування ПВ → Роль батареї → Архітектура системи → Електрична інтеграція → СЕМ → Придатність сайту → Перевірка системи

Цей підхід допомагає уникнути вибору окремих компонентів до того, як стають зрозумілими вимоги повної системи C&I.

1. Почніть із завантаження сайту C&I та сонячного профілю

Перший крок — встановити, як сайт споживає електроенергію, і коли буде доступна сонячна генерація.

Щомісячне споживання електрики є корисною точкою відліку, але не показує, коли виникає попит. Для проектів C&I, проектна команда має проаналізувати пікове навантаження об’єкта, денну криву навантаження, години роботи, патерни робочих і вихідних днів, графіки виробництва та критичні навантаження. Для існуючих сонячних електростанцій також має бути враховано фактичне сонячне генерування.

Дані проєкту	Чому це важливо
Пікове навантаження	Показує максимальний електропотужність сайту
Завантажити профіль	Показується, коли електрика споживається
Час роботи	Показує перехід PV-генерації та потреби сайту
Патерни робочі/вихідні	Виявляє зміни в умовах експлуатації
Поточна або планована потужність сонячних електростанцій	Визначає потенційне сонячне генерування
Критичні навантаження	Допомагає визначити потреби у резервному копіюванні
Підключення до мережі	Визначає обмеження імпорту та експорту

Де доступні, дані про навантаження за інтервал можуть виявити повторювані патерни попиту, які не видно в місячних показниках споживання.

Мета цього кроку — встановити профіль навантаження та генерації, який буде керувати рештою проектування системи.

2. Визначте, чого потребує система сонячних батарей

Наступний крок — визначити цілі проекту.

Система сонячна енергія + акумулятор для промислових та комерційних споживачів може бути проектована в основному для самопотреби сонячної енергії, зменшення пікового навантаження, оптимізації за часом використання, резервного живлення або поєднання цих застосувань.

Приоритет має значення, тому що різні цілі можуть призвести до різних системних вимог. Сайт, спрямований на сонячне автономне споживання, може потребувати перенесення надлишкового денному виробництва сонячних панелей на подальші періоди. Сайт, спрямований на зниження піку, може приділити більше уваги здатності батареї відповідати певним періодам високого попиту. Якщо потрібна резервна система, система також повинна зберігати енергію для критичних навантажень.

Команда проекту повинна, отже, домовитися щодо основних експлуатаційних цілей перед вибором архітектури системи.

Головне питання: Що має допомогти батарея сайту досягти?

Це рішення є основою для проектування ПВ та акумуляторів, які наступають.

3. Відповідайте місцевим навантаженням потужністю сонячних електростанцій на даху

Після того як мети проекту стають зрозумілими, визначте, як систему сонячних панелей на даху має вони сприяти їм.

Міцність PV має оцінюватися за рахунок денного електричного навантаження на сайті, доступної площі даху, очікуваного сонячного виробництва, сезонних змін навантаження, обмежень на експорт у мережу та потенційного подальшого попиту.

Відносини між виробництвом PV та попитом на сайті є особливо важливими. Якщо виробництво PV регулярно перевищує споживання на сайті, проект має визначити, чи можна зберігати надлишок, експортувати або його потрібно обмежити. Якщо попит на сайті залишається високим протягом більшості годин дня, більша частина виробництва PV може бути спожита безпосередньо.

Ось чому постійне співвідношення PV до акумулятора не є доцільним для кожного проекту C&I. Спочатку система PV має бути оцінена в контексті навантаження об'єкта та умов мережі. Потім можна буде розробити систему зберігання енергії, враховуючи отримані потоки енергії.</p>

Мета полягає в тому, щоб визначити відповідну роль і масштаб PV у загальній системі енергії сайту, а не розмір батареї на цьому етапі.

4. Визначте роль АКБ у системі C&I

Після того як роль PV була встановлена, визначте, що батарея має зробити в системі.

Основні вимоги - це потужність і корисна енергія. Потужність стосується того, скільки електричної енергії батарея має надати або поглинути у певний момент, тоді як корисна енергія стосується того, скільки енергії доступно для заданого застосування.

Наприклад, акумулятор, що підтримує пікове зниження, має достатню потужність розряду, щоб відповісти на пікові потреби місця. Акумулятор, що використовується для перенесення надлишкового сонячного виробництва, може більше звертати увагу на кількість доступної енергії протягом необхідного періоду функціонування.

Програми резервного копіювання вносять ще один фактор: деяка кількість енергії може потребувати залишатися доступною для критичних навантажень, а не використовуватися для звичайної щоденної роботи.

Необхідна потужність батареї та корисна енергія повинні, отже, визначатися цілями експлуатації місця та профілем навантаження, а не лише ємністю фотоелектричних панелей.

Для проектів, які потребують рішення батареї, розробленого навколо конкретних вимог застосування та інтеграції, див. Як вказати спеціальний акумулятор для системи зберігання енергії сонячних панелей.

5. Виберіть архітектуру системи PV + Акумулятор

Після визначення ролей PV та батареї наступним кроком є визначення того, як вони мають бути з'єднані в електричній системі.

Архітектура з АК-зв'язком

У конфігурації зі змінним струмом, сонячна електростанція та батарея використовують окреме обладнання для перетворення потужності і підключаються до сторони зі змінним струмом.

Це може бути корисним для багатьох проектів модернізації, оскільки існуючий сонячний батарейний блок і інвертор можуть бути збережені, тоді як акумуляторний ПКС додається до системи периметра мережі.

Архітектура з постійним зв’язком

У конфігурації з прямим зв’язком, сонячні елементи та батареї інтегровані в ланцюзі постійного струму перед перетворенням потужності на змінний струм.

Цей підхід може бути розглянутий у разі проектування PV та зберігання разом, і архітектура надає відповідну технічну або економічну перевагу.

Вибір між змінним і постійним струмом повинен враховувати стан проекту (новобудова чи модернізація), існуючу конфігурацію інвертора, потреби в потоку енергії, стратегію керування, електричну інфраструктуру та економіку проекту.

Для існуючої системи сонячних панелей на даху, команда проектувальників має спочатку визначити, чи може існуюче обладнання прийняти запропоновану архітектуру зберігання. Для нового проекту конфігурації AC і DC можна порівнювати як частина загального проектування системи.

Архітектура має відповідати вимогам проекту, а не вибиратися незалежно від проектування ПВ та батареї.

6. Перевірте ПКС, інвертор та інтеграцію з мережею

Обрана архітектура повинна бути перевірена щодо електричної інфраструктури сайту.

ПС, ПВ-інвертор, акумулятор, трансформатор, АПС і підключення до мережі мають підтримувати передбачені потоки потужності в умовах експлуатації проекту.

Наприклад, команда дизайнерів має переконатися, що доступна потужність інвертора та ПКС відповідає необхідним операціям зарядки та розрядки. Робоче напруга та межі потужності батареї також повинні бути сумісними з обраним обладнанням перетворення потужності.

Для проектів модернізації існуючі інфраструктури можуть стати важливим обмеженням у проектуванні. Місткість трансформатора, ліміти підключення до мережі, існуюча потужність ПВ-інвертора та дозволені рівні ввезення або вивезення можуть всі впливати на те, як можна інтегрувати додаткове зберігання.

Потреба в захисті та зв'язку також слід враховувати як складова системного електричного проектування.

Важлива різниця в тому, що енергетична ємність батареї сама по собі не визначає потужнісну здатність повної системи.

Щодо детальних питань сумісності акумулятора з інвертором, див. Як відповідати сонячному інвертору з батареєю LiFePO4.

7. Розробити стратегію експлуатації СЕМ

Після того як електрична архітектура буде встановлена, визначте, як система буде працювати в різних умовах.

EMS координує потоки енергії між сонячною генерацією, навантаженнями на сайті, акумуляторними акумуляторами та мережею.

Наприклад, коли виробництво PV перевищує потребу сайту, EMS може направити доступну енергію на зарядку батареї. Під час періодів високої потреби сайту вона може контролювати розряд батареї відповідно до цілей функціонування проекту. Якщо проект використовує оптимізацію за часом, EMS також може враховувати визначені періоди функціонування та умови мережі.

Потрібно звернути особливу увагу на кілька цілей. Стратегія, яка активно використовує батарею для зменшення пікового навантаження, може зменшити енергію, доступну для резервного живлення. Аналогічно, максимізація власного споживання сонячної енергії може не завжди відповідати необхідному резервному запасу.

Стратегія EMS, отже, має визначати пріоритет роботи та умови, за яких батарея заряджається, розряджається або підтримує резерв SOC.

EMS перекладає мети проекту у фактичне системне поведінку.

8. Перевірте обмеження сайту та встановлення

Прийнятий систему також має відповідати фізичним і екологічним умовам сайту.

Проектування має враховувати доступну площу для встановлення батареї, умови внутрішнього або зовнішнього використання, температуру навколишнього середовища, теплове середовище, шлях прокладки кабелів, простір електричної кімнати, доступ для обслуговування та відповідні вимоги пожежної та електричної безпеки.

Зберігання енергії батареї не обов’язково має бути встановлено на даху. Залежно від планування проекту та місцевих вимог, окрема ділянка на рівні землі або придатне електричне приміщення може забезпечити більш практичне місце для встановлення.

Ці обмеження можуть впливати на розташування обладнання, маршрутизацію кабелів, тепловідведення та іноді загальну архітектуру системи.

Мета цього кроку — підтвердити, що запропонована система може бути встановлена, експлуатуватися та технічно обслуговуватися за реальних умов сайту.

9. Перевірте повну систему сонячних електростанцій та батарей

Перед встановленням вся система повинна бути перевірена як інтегроване рішення.

Остаточний огляд проекту має підтвердити, що система ПВ, батарея, ПКС, інвертор, СМЕ, підключення до мережі та об'єктна інфраструктура можуть працювати разом у передбачуваних сценаріях проекту.

Ключові моменти перевірки ключа включають:

• Генерація PV та припущення щодо навантаження сайту

• Потужність батареї та корисна енергія

• Сумісність ПСК та інверторів

• Логіка роботи EMS

• Потреби в резервах SOC

• Обмеження імпорту та експорту сітки

• Електрична захист

• Сайт та умови навколишнього середовища

Практична послідовність проектів є:

Проектування системи → Вибір обладнання → Інтеграційні випробування → Введення в експлуатацію об’єкта → Підтвердження ефективності

Мета полягає не просто в перевірці кожного компоненту окремо. Це підтвердження того, що повна система Solar + накопичувач енергії працює як передбачено при реальних умовах експлуатації C&I.

Висновок

Система сонячних електростанцій та акумуляторних батарей на даху повинна бути розроблена від мети об’єкта та проекту, а не від моделі акумулятора або фіксованого співвідношення між фотоелектричними та накопичувальними системами.

Загальний процес проектування є:

Дані сайту → Мети системи → Проектування ПВ → Роль батареї → Архітектура системи → Електрична інтеграція → СЕМ → Придатність сайту → Перевірка системи

Цей підхід дозволяє ЕПК, інтеграторам систем та розробникам проектів проектувати навколо фактичного зв'язку між виробництвом сонячної енергії, потребою сайту, роботою акумулятора та вимогами мережі.

ACE Battery підтримує рішення зі зберігання енергії, спеціально призначені для проектів C&I, включаючи адаптоване розроблення батарей та інтеграцію систем.

Плануєте проект C&I дахової сонячної електростанції + зберігання? Зверніться до ACE Battery, щоб обговорити ваші вимоги до проекту та рішення для зберігання енергії.