En els sistemes de generació d'energia fotovoltaica distribuïda, sovint es veuen diferents expressions com ara connectada a xarxa, fora de xarxa i microxarxa. Quines són les seves pròpies característiques? Quines són les diferències? De fet, representen diversos sistemes de generació d'energia relacionats amb la generació d'energia fotovoltaica distribuïda. En aquest article, no només presentem les característiques principals dels sistemes de generació d'energia connectats a la xarxa, els sistemes de generació d'energia connectats a la xarxa, els sistemes de generació d'energia d'emmagatzematge d'energia fora de la xarxa i les microxarxes, sinó que també les comparem pel que fa a la seva connexió amb la xarxa elèctrica, l'energia. requisits d'equips d'emmagatzematge, escenaris d'aplicació i altres aspectes en una taula per a una fàcil referència.
Sistema de generació d'energia connectat a la xarxa
El sistema fotovoltaic connectat a la xarxa es refereix a un sistema fotovoltaic connectat directament a la xarxa elèctrica pública. Els components bàsics d'aquest sistema inclouen mòduls fotovoltaics, inversors connectats a la xarxa, comptadors bidireccionals i la pròpia xarxa elèctrica. La funció dels inversors connectats a la xarxa és convertir el corrent continu generat pels mòduls fotovoltaics en corrent altern, que després es subministra a les càrregues locals. L'excés d'electricitat es torna a vendre a la xarxa mitjançant comptadors bidireccionals.
El sistema de generació d'energia connectada a la xarxa es basa en la xarxa elèctrica externa i adopta un mode de treball d'"ús propi espontani, connexió a la xarxa elèctrica excedent" o "connexió a la xarxa completa". En cas d'un tall d'electricitat, el sistema no funciona per evitar el retorn d'electricitat a la xarxa, que podria suposar un perill per a la seguretat.
Sistema de generació d'energia fora de la xarxa
Els sistemes de generació d'energia fora de la xarxa funcionen independentment de la xarxa elèctrica i no hi estan connectats. Consta de mòduls fotovoltaics, inversors fora de xarxa, bateries i càrregues. Aquest sistema és completament independent i no depèn de l'alimentació de la xarxa, apte per a zones remotes sense cobertura de xarxa o zones amb talls freqüents. Els sistemes fora de xarxa han d'estar equipats amb dispositius d'emmagatzematge d'energia, normalment bateries, per utilitzar-los a la nit o en condicions de poca llum.
Els sistemes de generació d'energia fora de la xarxa no depenen de la xarxa elèctrica, depenen del mode de treball d'"emmagatzemar durant l'ús" o "emmagatzemar abans d'utilitzar" i no es veuen afectats per talls d'energia. Aquest sistema té una flexibilitat i maniobrabilitat superiors, i ha d'anar equipat amb dispositius d'emmagatzematge d'energia com bateries per emmagatzemar l'electricitat generada durant el dia per utilitzar-la a la nit o en absència de llum.
Sistema híbrid d'emmagatzematge i generació d'energia
Els sistemes híbrids de generació d'energia d'emmagatzematge d'energia s'utilitzen àmpliament en llocs on hi ha talls d'energia freqüents, o on l'autoús fotovoltaic no pot generar electricitat excedent per a la connexió a la xarxa, on els preus de l'electricitat d'ús propi són molt més alts que els de connexió a la xarxa i on els preus màxims de l'electricitat són molt més alt que els preus de l'electricitat de la vall.
El sistema consta de mòduls fotovoltaics, màquines integrades híbrides solars, bateries, càrregues, etc. La matriu fotovoltaica converteix l'energia solar en energia elèctrica sota il·luminació, subministra energia a la càrrega i carrega la bateria mitjançant una màquina integrada d'inversor controlada solar; Quan no hi ha llum, la bateria subministra energia a la màquina integrada de l'inversor controlat solar i, a continuació, subministra energia a la càrrega de CA.
En comparació amb els sistemes de generació d'energia connectats a la xarxa, aquest sistema afegeix un controlador de càrrega i descàrrega i una bateria. En cas d'interrupció de l'energia elèctrica, el sistema fotovoltaic pot continuar funcionant i l'inversor pot passar al mode apagat per subministrar energia a la càrrega.
Microxarxa
Una microxarxa és una xarxa de distribució formada per fonts d'energia distribuïdes (com ara energia fotovoltaica i eòlica), càrregues, sistemes d'emmagatzematge d'energia i dispositius de control. En comparació amb l'àmplia integració d'àrea de generació, transmissió, distribució i ús d'energia a la gran xarxa elèctrica, les microxarxes aconsegueixen principalment el consum in situ d'energia renovable distribuïda i l'intercanvi d'energia amb la gran xarxa elèctrica.
Les microxarxes poden funcionar com a xarxes elèctriques independents o estar connectades a la xarxa elèctrica principal per intercanviar energia elèctrica. Els sistemes de microxarxes tenen les característiques de flexibilitat i eficiència, que poden promoure la integració a gran escala de fonts d'energia distribuïdes i energies renovables.
A les microxarxes, el control col·laboratiu entre la xarxa principal, les fonts d'energia distribuïdes i els sistemes d'emmagatzematge d'energia s'aconsegueix mitjançant sistemes de gestió d'energia per suavitzar les fluctuacions de l'energia distribuïda.
Taula comparativa de diversos sistemes
| Elements de comparació | Sistema de generació d'energia connectat a la xarxa | Sistema de generació d'energia fora de la xarxa | Sistema híbrid d'emmagatzematge i generació d'energia | Sistema de microxarxa |
| Relació de connexió amb la xarxa elèctrica | La connexió directa a la xarxa elèctrica pública pot transmetre l'excés d'electricitat a la xarxa o obtenir electricitat de la xarxa. | Totalment independent del funcionament de la xarxa elèctrica, no depèn del subministrament extern de la xarxa elèctrica, adequat per a zones sense cobertura de xarxa elèctrica. | Es pot connectar a la xarxa elèctrica o funcionar de manera independent durant les interrupcions del subministrament elèctric, amb dos modes de treball: connectat a la xarxa i fora de xarxa. | Es pot connectar a la xarxa elèctrica externa i funcionar de manera independent quan sigui necessari, aconseguint l'autosuficiència energètica a la regió. |
| La demanda de dispositius d'emmagatzematge d'energia | Normalment, els dispositius d'emmagatzematge d'energia no són necessaris perquè l'excés d'electricitat es pot transmetre directament a la xarxa. | Els dispositius d'emmagatzematge d'energia (com les bateries) han d'estar equipats per emmagatzemar l'electricitat generada durant el dia per utilitzar-la a la nit o en absència de llum. | També es requereixen dispositius d'emmagatzematge d'energia per aconseguir un funcionament independent en absència d'una xarxa elèctrica. | Pot incloure dispositius d'emmagatzematge d'energia per equilibrar l'oferta i la demanda d'energia a la regió i millorar l'eficiència energètica. |
| Escenaris d'aplicació | Apte per a edificis residencials i comercials en zones urbanes i suburbanes, així com per a centrals solars a gran escala. | Adequat per a zones remotes i zones sense cobertura de xarxa elèctrica, com ara zones muntanyoses i illes. | Apte per a zones amb talls freqüents d'electricitat o usuaris que vulguin augmentar la seva taxa d'autosuficiència energètica. | Apte per a petites àrees com polígons industrials i campus universitaris, pot aconseguir l'autogestió i l'optimització energètica. |
| Complexitat i cost del sistema | L'estructura és relativament senzilla i el cost és baix perquè no es requereix cap equip d'emmagatzematge d'energia. | L'estructura és complexa i el cost és elevat, requerint equips d'emmagatzematge d'energia i sistemes de control independents. | L'estructura és complexa i el cost és elevat, i requereixen inversors i dispositius d'emmagatzematge d'energia que funcionin tant en mode connectat com fora de xarxa. | L'estructura és la més complexa i costosa, i requereix la integració de múltiples fonts d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia i sistemes complexos de gestió de l'energia. |
| Estabilitat i fiabilitat de la font d'alimentació | La font d'alimentació depèn de l'estabilitat de la xarxa elèctrica i el sistema també deixarà de funcionar durant els talls d'energia. | La font d'alimentació és completament independent i no està afectada per la xarxa elèctrica, però està limitada pel temps i la capacitat d'emmagatzematge d'energia. | Combinant els avantatges de la connexió a la xarxa i fora de la xarxa, pot continuar subministrant energia durant els talls d'alimentació, millorant l'estabilitat i la fiabilitat de la font d'alimentació. | Pot aconseguir un equilibri entre l'oferta d'alimentació i la demanda dins de la regió, millorant l'estabilitat i la fiabilitat del subministrament d'energia. |
A través d'aquesta taula, podem veure visualment les diferències en la relació de connexió amb la xarxa, els requisits dels equips d'emmagatzematge d'energia, els escenaris d'aplicació, la complexitat i el cost del sistema, així com l'estabilitat i fiabilitat de l'alimentació per a cada sistema de generació d'energia fotovoltaica. Això ens ajuda a triar el tipus de sistema adequat en funció dels requisits i condicions específics de l'aplicació.