Τι σημαίνουν το συνδεδεμένο δίκτυο, το εκτός δικτύου, το παράλληλο εκτός δικτύου και το μικροδίκτυο στα κατανεμημένα συστήματα παραγωγής ενέργειας φωτοβολταϊκών;

Στα κατανεμημένα συστήματα παραγωγής ενέργειας από φωτοβολταϊκά, εμφανίζονται συχνά διαφορετικές εκφράσεις όπως συνδεδεμένο δίκτυο, εκτός δικτύου και μικροδίκτυο. Ποια είναι τα δικά τους χαρακτηριστικά; Ποιες είναι οι διαφορές; Στην πραγματικότητα, αντιπροσωπεύουν πολλά συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που σχετίζονται με την κατανεμημένη παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας. Σε αυτό το άρθρο, δεν εισάγουμε μόνο τα κύρια χαρακτηριστικά των συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο, των συστημάτων παραγωγής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο, των συστημάτων παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας εκτός δικτύου και των μικροδικτύων, αλλά τα συγκρίνουμε επίσης ως προς τη σύνδεσή τους με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, την ενέργεια απαιτήσεις εξοπλισμού αποθήκευσης, σενάρια εφαρμογής και άλλες πτυχές σε έναν πίνακα για εύκολη αναφορά.

Σύστημα παραγωγής ενέργειας συνδεδεμένο στο δίκτυο

Το φωτοβολταϊκό σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο αναφέρεται σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που συνδέεται απευθείας με το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Τα βασικά στοιχεία αυτού του συστήματος περιλαμβάνουν φωτοβολταϊκές μονάδες, μετατροπείς συνδεδεμένους στο δίκτυο, μετρητές αμφίδρομης κατεύθυνσης και το ίδιο το ηλεκτρικό δίκτυο. Η λειτουργία των συνδεδεμένων στο δίκτυο μετατροπέων είναι να μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές μονάδες σε εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο στη συνέχεια παρέχεται σε τοπικά φορτία. Η περίσσεια ηλεκτρικής ενέργειας πωλείται πίσω στο δίκτυο μέσω αμφίδρομων μετρητών.

Το συνδεδεμένο με το δίκτυο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται στο εξωτερικό ηλεκτρικό δίκτυο και υιοθετεί έναν τρόπο λειτουργίας «αυθόρμητης ιδιοχρησιμοποίησης, πλεονάζουσας σύνδεσης στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας» ή «πλήρους σύνδεσης δικτύου». Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, το σύστημα δεν λειτουργεί για να αποτρέψει την αντίστροφη ροή ηλεκτρικής ενέργειας στο δίκτυο, η οποία θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο την ασφάλεια.

Σύστημα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου

Τα συστήματα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου λειτουργούν ανεξάρτητα από το ηλεκτρικό δίκτυο και δεν είναι συνδεδεμένα σε αυτό. Αποτελείται από φωτοβολταϊκά πλαίσια, μετατροπείς εκτός δικτύου, μπαταρίες και φορτία. Αυτό το σύστημα είναι εντελώς ανεξάρτητο και δεν βασίζεται στην τροφοδοσία του δικτύου, κατάλληλο για απομακρυσμένες περιοχές χωρίς κάλυψη δικτύου ή περιοχές με συχνές διακοπές ρεύματος. Τα συστήματα εκτός δικτύου πρέπει να είναι εξοπλισμένα με συσκευές αποθήκευσης ενέργειας, συνήθως μπαταρίες, για χρήση τη νύχτα ή σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας εκτός δικτύου δεν βασίζονται στο ηλεκτρικό δίκτυο, βασίζονται στον τρόπο λειτουργίας "αποθήκευση κατά τη χρήση" ή "αποθήκευση πριν από τη χρήση" και δεν επηρεάζονται από διακοπές ρεύματος. Αυτό το σύστημα έχει ανώτερη ευελιξία και ευελιξία και πρέπει να είναι εξοπλισμένο με συσκευές αποθήκευσης ενέργειας όπως μπαταρίες για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας για χρήση τη νύχτα ή απουσία φωτός.

Υβριδικό σύστημα αποθήκευσης και παραγωγής ενέργειας

Τα συστήματα παραγωγής ενέργειας υβριδικής αποθήκευσης ενέργειας χρησιμοποιούνται ευρέως σε μέρη όπου υπάρχουν συχνές διακοπές ρεύματος ή όπου η αυτοχρήση φωτοβολταϊκών δεν μπορεί να παράγει πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας για σύνδεση στο δίκτυο, όπου οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας ιδίας χρήσης είναι πολύ υψηλότερες από τις τιμές σύνδεσης στο δίκτυο και όπου οι τιμές αιχμής της ηλεκτρικής ενέργειας είναι πολύ υψηλότερες από τις τιμές ηλεκτρικής ενέργειας στην κοιλάδα.

Το σύστημα αποτελείται από φωτοβολταϊκά πλαίσια, ηλιακά υβριδικά ολοκληρωμένα μηχανήματα, μπαταρίες, φορτία, κ.λπ. Όταν δεν υπάρχει φως, η μπαταρία τροφοδοτεί με ρεύμα το ενσωματωμένο μηχάνημα με ηλιακό ελεγχόμενο μετατροπέα και, στη συνέχεια, τροφοδοτεί το φορτίο AC.

Σε σύγκριση με τα συστήματα παραγωγής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο, αυτό το σύστημα προσθέτει έναν ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης και μια μπαταρία. Σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, το φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί και ο μετατροπέας μπορεί να μεταβεί σε λειτουργία εκτός δικτύου για την παροχή ρεύματος στο φορτίο.

Μικροδίκτυο

Ένα μικροδίκτυο είναι ένα δίκτυο διανομής που αποτελείται από κατανεμημένες πηγές ενέργειας (όπως φωτοβολταϊκά και αιολική ενέργεια), φορτία, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας και συσκευές ελέγχου. Σε σύγκριση με την ευρεία ενοποίηση της παραγωγής, της μεταφοράς, της διανομής και της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας στο μεγάλο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας, τα μικροδίκτυα επιτυγχάνουν κυρίως επιτόπια κατανάλωση κατανεμημένης ανανεώσιμης ενέργειας και ανταλλαγή ενέργειας με το μεγάλο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

Τα μικροδίκτυα μπορούν να λειτουργούν ως ανεξάρτητα δίκτυα ισχύος ή να συνδέονται με το κύριο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας για την ανταλλαγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα συστήματα μικροδικτύων έχουν τα χαρακτηριστικά της ευελιξίας και της αποδοτικότητας, τα οποία μπορούν να προωθήσουν τη μεγάλης κλίμακας ενοποίηση των κατανεμημένων πηγών ενέργειας και των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Στα μικροδίκτυα, ο συνεργατικός έλεγχος μεταξύ του κύριου δικτύου, των κατανεμημένων πηγών ενέργειας και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας επιτυγχάνεται μέσω συστημάτων διαχείρισης ενέργειας για την εξομάλυνση των διακυμάνσεων της κατανεμημένης ενέργειας.

Συγκριτικός Πίνακας Διάφορων Συστημάτων

Μέσα από αυτόν τον πίνακα, μπορούμε να δούμε οπτικά τις διαφορές στη σχέση σύνδεσης με το δίκτυο, τις απαιτήσεις εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας, τα σενάρια εφαρμογής, την πολυπλοκότητα και το κόστος του συστήματος, καθώς και τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της παροχής ρεύματος για κάθε σύστημα παραγωγής ενέργειας φωτοβολταϊκών. Αυτό μας βοηθά να επιλέξουμε τον κατάλληλο τύπο συστήματος με βάση συγκεκριμένες απαιτήσεις και συνθήκες εφαρμογής.