Recherche sur l'application du stockage d'énergie dans les projets photovoltaïques
2023.Aug
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Concernant le niveau actuel des prix de pointe de l'électricité, l'industrie estime généralement que la différence de prix de pointe de l'électricité de 70 cents est un seuil pour promouvoir le développement de l'industrie du stockage d'énergie du côté des utilisateurs.
Cet article traite du stockage d'énergie sous les aspects des types de stockage d'énergie, des modèles commerciaux et des schémas de conception. J'espère que tout le monde aura une compréhension préliminaire du stockage d'énergie après l'avoir lu.
1. Types de systèmes de stockage d'énergie
Selon les différentes applications, les systèmes de production d'énergie à stockage d'énergie solaire photovoltaïque sont divisés en quatre types : les systèmes de production d'énergie hors réseau, les systèmes de stockage d'énergie hors réseau, les systèmes de stockage d'énergie connectés au réseau et les systèmes multi-énergies. systèmes de micro-réseaux hybrides.
1. Système de production d'énergie photovoltaïque hors réseau
Le système de production d'énergie photovoltaïque hors réseau fonctionne de manière indépendante sans dépendre du réseau. Il est utilisé dans les zones montagneuses isolées, les zones sans électricité, les îles, les stations de base de communication, les lampadaires et autres lieux d'application. Le système se compose d'un générateur photovoltaïque, d'un contrôleur solaire, d'un onduleur, d'une batterie et d'une charge. Le panneau photovoltaïque convertit l'énergie solaire en énergie électrique lorsqu'il y a de la lumière, et l'énergie solaire contrôle la machine intégrée de l'onduleur pour alimenter la charge et charger la batterie en même temps ; lorsqu'il n'y a pas de lumière, la batterie alimente la charge CA via l'onduleur.
Le système de production d’énergie photovoltaïque hors réseau est spécialement conçu pour être utilisé dans les zones sans réseau ou dans les zones soumises à des pannes de courant fréquentes. C'est une exigence rigide. Le système hors réseau ne dépend pas du réseau et s'appuie sur le mode de fonctionnement « stockage en cours d'utilisation » ou « stockage d'abord et utilisation ultérieure ». , Ce que j'ai fait, c'est "envoyer du charbon de bois dans la neige". Pour les ménages vivant dans des zones sans réseau ou sans coupures de courant fréquentes, les systèmes hors réseau sont très pratiques. À l'heure actuelle, le coût de l'électricité photovoltaïque hors réseau est d'environ 1,0 à 1,5 yuans par kWh, ce qui est beaucoup plus élevé que celui des systèmes connectés au réseau, mais par rapport aux générateurs à combustible, le coût de l'électricité par unité est de 1,5 à 2,0 yuans, ce qui est plus économique et respectueux de l’environnement.
2. Système de stockage d'énergie hors réseau
Les systèmes de production d'énergie photovoltaïque hors réseau sont largement utilisés dans les endroits où il y a des coupures de courant fréquentes, ou où l'auto-utilisation photovoltaïque ne peut pas être connectée au réseau, le prix de l'électricité autoconsommée est beaucoup plus cher que le prix de l'électricité du réseau, et le prix de l'électricité en période de pointe est beaucoup plus cher que le prix de l'électricité en vallée.
Le système se compose d'un réseau photovoltaïque composé de composants de cellules solaires, d'une machine solaire intégrée hors réseau, de batteries, de charges, etc. Le réseau photovoltaïque carré convertit l'énergie solaire en énergie électrique lorsqu'il y a de la lumière et alimente la charge via la machine intégrée de l'onduleur de contrôle solaire et charge en même temps la batterie ; lorsqu'il n'y a pas de lumière, la batterie alimente la machine intégrée de l'onduleur de contrôle solaire, puis fournit une alimentation de charge CA.
Par rapport au système de production d'électricité connecté au réseau, le système hors réseau ajoute des contrôleurs de charge et de décharge et des batteries, et le coût du système augmente d'environ 30 %, mais la gamme d'applications est plus large. La première est qu'il peut être réglé pour produire à la puissance nominale au plus haut du prix de l'électricité afin de réduire les dépenses en électricité ; l'autre est qu'elle peut être facturée au niveau de la vallée du prix de l'électricité et déchargée au pic, ce qui permet de gagner de l'argent en utilisant la différence entre le pic et la vallée ; et le troisième est que lorsque le réseau électrique tombe en panne, le système photovoltaïque peut être utilisé comme alimentation de secours pour continuer le travail, l'onduleur peut être commuté en mode de fonctionnement hors réseau et le photovoltaïque et la batterie peuvent alimenter la charge. via l'onduleur.
3. Système de stockage d’énergie photovoltaïque connecté au réseau
Le système de production d'énergie photovoltaïque de stockage d'énergie connecté au réseau peut stocker la production d'électricité excédentaire et augmenter la proportion d'autoconsommation. Il est utilisé dans des applications où l'autoconsommation photovoltaïque ne peut pas être utilisée pour connecter le réseau, où les prix de l'électricité pour l'autoconsommation sont beaucoup plus chers que les prix de l'électricité sur le réseau, et les prix de l'électricité en période de pointe sont beaucoup plus chers que les prix de l'électricité au niveau des vagues. Le système se compose d'un générateur photovoltaïque composé de composants de cellules solaires, d'un contrôleur solaire, d'un bloc de batteries, d'un onduleur connecté au réseau, d'un dispositif de détection de courant et d'une charge. Lorsque l’énergie solaire est inférieure à la puissance de charge, le système est alimenté conjointement par l’énergie solaire et le réseau. Lorsque l'énergie solaire est supérieure à la puissance de la charge, une partie de l'énergie solaire alimente la charge,
Dans certains pays et régions, un système photovoltaïque a été installé avant, et après l'annulation de la subvention photovoltaïque, un système de stockage d'énergie connecté au réseau peut être installé pour permettre à la production d'énergie photovoltaïque d'être complètement autonome. La machine de stockage d'énergie connectée au réseau est compatible avec les onduleurs de différents fabricants et le système d'origine n'a pas besoin d'être modifié. Lorsque le capteur de courant détecte qu'un courant circule vers le réseau, la machine de stockage d'énergie connectée au réseau commence à fonctionner et stocke l'énergie électrique excédentaire dans la batterie. Si la batterie est également complètement chargée, le chauffe-eau électrique peut également être allumé. Lorsque la charge domestique augmente la nuit, la batterie peut être contrôlée pour envoyer de l'énergie à la charge via l'onduleur.
4. Système de stockage d’énergie sur micro-réseau
Le système de micro-réseau se compose d'un réseau de cellules solaires, d'un onduleur connecté au réseau, d'un convertisseur bidirectionnel PCS, d'un interrupteur intelligent, d'une batterie, d'un générateur et d'une charge. Le panneau photovoltaïque convertit l'énergie solaire en énergie électrique lorsqu'il y a de la lumière, alimente la charge via l'onduleur et charge la batterie via le convertisseur bidirectionnel PCS en même temps ; lorsqu'il n'y a pas de lumière, la batterie alimente la charge via le convertisseur bidirectionnel PCS. alimenté par.
Le micro-réseau peut développer pleinement et efficacement le potentiel de l'énergie propre distribuée, réduire les facteurs défavorables tels que la petite capacité, la production d'électricité instable et la faible fiabilité de l'alimentation électrique indépendante, et assurer le fonctionnement sûr du réseau électrique. C'est un complément utile au grand réseau électrique. Les micro-réseaux peuvent promouvoir la modernisation des industries traditionnelles et peuvent jouer un rôle énorme du point de vue de l’économie et de la protection de l’environnement. Les experts ont déclaré que l'application des micro-réseaux est flexible et que l'échelle peut aller de milliers de watts à des dizaines de mégawatts, aussi grande qu'une usine, une mine, un hôpital ou une école, et aussi petite qu'un bâtiment.
2. Plusieurs modèles économiques pour le développement du stockage d’énergie
1. Expansion dynamique
La capacité nominale du transformateur est fixée à partir du moment où il quitte l'usine, et lorsque l'utilisateur électrique est affecté par une demande ultérieure, le transformateur fonctionne à pleine capacité et il est nécessaire d'augmenter la capacité. Il est entendu que le coût de l’expansion des capacités dans les domaines généraux est très élevé. À l'heure actuelle, l'installation de stockage d'énergie peut réaliser une expansion dynamique sans dépenser beaucoup d'argent.
2. Réponse à la demande
L’effacement, pour faire simple, est le comportement des utilisateurs modifiant la courbe de charge en fonction des signaux envoyés par le réseau. La courbe de charge électrique de mon pays présente un pic très évident, et la mise en œuvre d'une réponse du côté de la demande peut améliorer efficacement ce phénomène. Une fois que les installations de stockage d'énergie de l'utilisateur participent à la réponse à la demande, le réseau versera une certaine compensation ou s'appuiera sur la différence de prix entre pointe et vallée pour obtenir des revenus. Une chose à noter est que participer à l’effacement, c’est accepter le dispatching du réseau.
3. Gestion de la charge d’électricité à la demande
Si vous souhaitez savoir comment le stockage d’énergie peut participer à la gestion de la charge à la demande, vous devez d’abord comprendre ce qu’est la charge à la demande. En termes simples, il s'agit du tarif d'électricité facturé par les grands clients industriels pour les transformateurs, que le tarif soit basé sur la capacité du transformateur ou sur la charge maximale. , sont incapables de répondre aux caractéristiques de charge électrique de pointe et de vallée de l'utilisateur, et le stockage d'énergie peut effectuer un écrêtage des pointes et un remplissage des vallées pour améliorer cette situation et réduire les frais d'électricité liés à la demande.
4. Soutenir le photovoltaïque industriel et commercial
Avec le déclin des subventions photovoltaïques, les entreprises photovoltaïques doivent trouver de nouveaux modèles pour augmenter leurs revenus. Le photovoltaïque industriel et commercial + le stockage d'énergie peuvent augmenter le taux d'autoconsommation, réduisant ainsi la pression sur les factures d'électricité des utilisateurs. Dans le même temps, la batterie de stockage d'énergie peut être chargée pendant la journée et déchargée la nuit, gagnant ainsi de l'argent grâce à la différence de prix.
5. Différence de prix entre crête et vallée
Je crois que beaucoup de gens ne sont pas étrangers à ce modèle de profit. À l’heure actuelle, la source de profit de la plupart des entreprises réside dans la différence de prix entre le sommet et la vallée. La différence de prix de pointe à la vallée fait référence à la division de 24 heures sur 24 en plusieurs périodes telles que la pointe, le plat et le creux en fonction des changements de charge du réseau électrique, et à la formulation de différents niveaux de prix de l'électricité pour chaque période afin d'encourager les clients à raisonnablement organiser le temps de consommation d'électricité. Réduisez les pics et remplissez les creux pour améliorer l’efficacité d’utilisation des ressources énergétiques.
Le 2 juillet, le site Internet de la Commission nationale du développement et de la réforme a officiellement publié les « Avis sur l'innovation et l'amélioration du mécanisme de prix pour la promotion du développement vert ». En partant du principe que le niveau global des prix de vente de l'électricité reste inchangé, le département peut établir un mécanisme d'ajustement dynamique des prix de pointe et de vallée de l'électricité, élargir davantage le champ d'application des prix de pointe et de vallée de l'électricité du côté des ventes, déterminer raisonnablement et ajuster dynamiquement périodes de pointe et de vallée, et élargir les différences de prix de l'électricité de pointe et de vallée ainsi que les fourchettes flottantes. Guider les utilisateurs pour qu’ils consomment l’électricité à des pointes échelonnées. Encourager les entités du marché à signer des contrats de transaction qui incluent les prix de pointe, de vallée et de période normale et de l'électricité. Utiliser des mécanismes axés sur le marché, tels que les différences de prix de l’électricité en période de pointe et la compensation des services auxiliaires, pour promouvoir le développement du stockage d’énergie. Utiliser l'information moderne, l'Internet des véhicules et d'autres technologies, encourager les véhicules électriques à fournir des services de stockage d'énergie et obtenir des revenus grâce aux différences de prix de pointe. Améliorer le système de tarification échelonnée de l’électricité pour les résidents et mettre en œuvre des tarifs d’électricité de pointe pour les résidents.
Concernant le niveau actuel des prix de pointe de l'électricité, l'industrie estime généralement que la différence de prix de pointe de l'électricité de 70 cents est un seuil pour promouvoir le développement de l'industrie du stockage d'énergie du côté des utilisateurs.
Vous trouverez ci-joint la liste des prix de l'électricité de pointe et de vallée du Jiangsu :
Comme le montre la figure ci-dessus, la plus grande différence de prix de pointe à vallée dans le Jiangsu est de 0,9342 yuans par kWh. Lorsque la différence d’électricité atteint plus de 70 centimes, le stockage d’énergie a la possibilité de générer des bénéfices. Le Jiangsu, Pékin et d'autres provinces et villes présentent de grandes différences dans les prix de l'électricité en période de pointe et en vallée.
3. Conception et configuration du système de stockage d'énergie
Ce qui suit prend le système de stockage d'énergie hors réseau comme exemple
1. Comment concevoir un système de stockage d’énergie ?
On peut le constater par rapport au système connecté au réseau. L'onduleur doit être remplacé par un onduleur hybride, c'est-à-dire une machine avec des fonctions intégrées de stockage d'énergie connectée au réseau et hors réseau. En même temps, augmenter la batterie de stockage d'énergie.
2. Comment choisir une batterie pour le système de stockage d’énergie ?
Étant donné que la conception est un système de stockage d’énergie intégré hors réseau, la consommation électrique de la charge peut être sauvegardée par le réseau. Ensuite le choix de la batterie peut être déterminé en fonction de l’énergie stockée prévue. Par exemple, si vous envisagez de configurer une batterie capable de stocker 10 kilowattheures d’électricité, comment choisir ? 10 kilowattheures d'électricité signifient 10 kWh, soit 10 000 VAh.
Tension nominale de la batterie : 48 V
L'efficacité de décharge de la batterie est de 94 %.
En tenant compte de la durée de vie et des performances de la batterie, la profondeur de décharge (80 %) de la batterie au lithium est utilisée pour le calcul.
La profondeur de décharge des batteries au plomb est généralement de 50 à 70 %.
1) Sélectionnez la batterie au lithium
Capacité calculée de la batterie
La spécification générale de la batterie au lithium est de 48 V, 50 Ah et 6 connexions parallèles peuvent être sélectionnées, avec une capacité totale de 300 Ah.
2) Choisissez une batterie au plomb
La profondeur de décharge des batteries au plomb est prise à 50 %.
Nécessite 20 batteries au plomb 12V, 100Ah, connectées en 4 séries et 5 en parallèle, d'une capacité totale de 500Ah.
À l’heure actuelle, vous vous posez peut-être des questions : pourquoi la profondeur de production d’énergie des batteries au plomb n’est-elle que de 50 % ?
La courbe de relation entre le cycle et la profondeur de décharge montre que la profondeur de décharge est de 50 %, lorsque la capacité effective devient de 60 %. Le nombre de cycles de charge et de décharge est d'environ 500 fois. Selon une charge et une décharge une fois par jour, la durée de vie de la batterie est inférieure à deux ans. Par conséquent, augmenter de manière appropriée la capacité de la batterie et réduire la profondeur de décharge peut prolonger la durée de vie de la batterie.
4. Coût de la batterie de stockage d'énergie
À en juger par le modèle actuel de concurrence sur le marché, les batteries au lithium et les batteries au plomb occupent la majeure partie du marché du stockage électrochimique d’énergie. Les supports de stockage d'énergie électrochimique sont diverses batteries secondaires, notamment les batteries lithium-ion, les batteries plomb-acide, les batteries sodium-soufre et les batteries à flux.
Calculez d’abord le coût. L'équipement principal du système de stockage d'énergie est le convertisseur bidirectionnel de stockage d'énergie, la batterie de stockage d'énergie et les factures d'électricité et autres équipements de support. À l'heure actuelle, le prix des grandes batteries de stockage d'énergie a baissé et la batterie au lithium peut atteindre 1,6 yuans par kilowattheure. Environ 8 à 12 ans, l'efficacité de charge est d'environ 88 %, la batterie plomb-carbone peut atteindre 0,7 yuans par degré, la durée de vie est d'environ 5 à 7 ans et l'efficacité de charge est d'environ 85 %. Malgré le modèle économique simple, la période de récupération est longue.
En résumé, les vétérans de l'industrie estiment que le développement de l'industrie du stockage d'énergie nécessite encore davantage de soutien politique industriel, notamment en matière de fiscalité, d'accès au capital social, de soutien à l'accès au réseau et à des combinaisons plus favorables pour fournir au marché un espace de développement favorable. Selon le livre blanc de recherche industrielle fourni par le CNESA en avril de cette année, parmi les principaux scénarios du marché chinois du stockage d'énergie au cours des trois prochaines années, les économies d'énergie commerciales représentent 27,8 %, la régulation des pointes et la régulation des fréquences représentent 24,1 %, et les ménages le photovoltaïque représente 18,5%. En termes de politique, si l'écart entre les prix de l'électricité entre les pointes et les vallées peut s'élargir à l'avenir, dans un cycle de récupération des investissements plus long, les changements dans les prix de l'électricité auront un impact majeur sur les revenus des projets de stockage d'énergie.