כיצד להתאים PV לאחסון אנרגיה

עם ההתפתחות המהירה של אנרגיה מתחדשת, ייצור חשמל פוטו-וולטאי הפך לחלק חשוב בשינוי האנרגיה העולמי. עם זאת, לסירוגין וחוסר היציבות של ייצור חשמל פוטו-וולטאי הביאו אתגרים לפעולה היציבה של רשת החשמל. כאמצעי יעיל לפתור בעיה זו, טכנולוגיית אגירת האנרגיה היא חיונית ליחס ההתאמה שלה עם ייצור חשמל פוטו-וולטאי.

מאמר זה ידון בפירוט בשיטת ההתאמה של אגירת אנרגיה פוטו-וולטאית, הקשר בין אגירת אנרגיה פוטו-וולטאית לקיבולת פוטו-וולטאית, וכיצד לייעל את הקשר הזה כדי לשפר את הכלכלה והאמינות של מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות.

1.1 סוגי טכנולוגיית אגירת אנרגיה

טכנולוגיות אגירת אנרגיה כוללות בעיקר אגירת אנרגיה כימית (כגון סוללות ליתיום-יון, סוללות עופרת וכו'), אגירת אנרגיה פיזית (כגון אגירה שאובה, אגירת אנרגיה באוויר דחוס וכו') ואגירת אנרגיה אלקטרומגנטית (כגון קבלים-על , אחסון אנרגיה מגנטית מוליך-על וכו'). לסוגים שונים של טכנולוגיות אגירת אנרגיה יש צפיפות אנרגיה שונה, צפיפות הספק, עלות, חיים ומאפיינים אחרים, והם מתאימים לתרחישי יישום שונים.

1.2 עקרונות התאמה

ההתאמה של ייצור חשמל פוטו וולטאי ואחסון אנרגיה צריכה לשקול את העקרונות הבאים:

(1) יציבות המערכת: מערכת אגירת האנרגיה צריכה להיות מסוגלת להחליק את תנודות התפוקה של ייצור חשמל פוטו-וולטאי ולשפר את יציבות המערכת.

(2) יעילות כלכלית: עלות מערכת אגירת האנרגיה צריכה להתאים ליעילות הכלכלית של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית כדי להשיג את ההחזר האופטימלי על ההשקעה של המערכת הכוללת.

(3) אמינות: מערכת אגירת האנרגיה צריכה להיות בעלת אמינות גבוהה כדי להבטיח את הפעולה היציבה של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית.

(4) התאמה סביבתית: מערכת אגירת האנרגיה צריכה להיות מסוגלת להסתגל לתנאי אקלים שונים וסביבות גיאוגרפיות.

2.1 קביעת קיבולת אגירת אנרגיה

קביעת קיבולת אגירת האנרגיה צריכה לקחת בחשבון את הגורמים הבאים:

(1) קנה המידה של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית: ככל שהקיבולת הפוטו-וולטאית גדולה יותר, כך קיבולת אחסון האנרגיה הנדרשת גדולה יותר.

(2) דרישת עומס המערכת: בהתאם לדרישת עומס המערכת, קבע את הקיבולת של מערכת אחסון האנרגיה כדי לעמוד בביקוש השיא של העומס.

(3) זמן פריקה של מערכת אגירת האנרגיה: על פי דרישות המערכת לזמן פריקה של מערכת אגירת האנרגיה, קבע את הקיבולת של מערכת אגירת האנרגיה.

(4) יעילות כלכלית: בהנחה של עמידה ביציבות ובאמינות המערכת, שקול את עלות מערכת אגירת האנרגיה וקבע באופן סביר את קיבולת אגירת האנרגיה.

2.2 היחס בין קיבולת אגירת האנרגיה לקיבולת הפוטו-וולטאית

היחס בין קיבולת אגירת אנרגיה לקיבולת פוטו-וולטאית (יחס אחסון אנרגיה) הוא גורם מפתח המשפיע על הכלכלה והאמינות של המערכת. אם יחס אגירת האנרגיה גבוה מדי, עלות ההשקעה של המערכת תגדל; אם יחס אגירת האנרגיה נמוך מדי, מערכת אגירת האנרגיה אינה יכולה למלא את תפקידה במלואו. לכן, יש צורך לקבוע באופן סביר את יחס אגירת האנרגיה בהתאם למצב בפועל.

3.1 עיצוב אופטימיזציה

במהלך שלב התכנון של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית, יש לשקול במלואה את הדרישה של מערכת אחסון אנרגיה, יש לבחור באופן סביר את סוג טכנולוגיית אחסון האנרגיה ולבצע אופטימיזציה של תצורת מערכת אחסון האנרגיה.

3.2 שליטה חכמה

באמצעות טכנולוגיית בקרה חכמה, ניתן לממש את הפעולה המתואמת של מערכת ייצור חשמל פוטו וולטאית ומערכת אחסון אנרגיה כדי לשפר את היציבות והכלכלה של המערכת.

3.3 תמיכה במדיניות

הממשלה צריכה להציג מדיניות רלוונטית לעידוד מחקר ופיתוח ויישום של טכנולוגיית אחסון אנרגיה פוטו-וולטאית, להפחית את העלות של מערכת אחסון אנרגיה ולשפר את התחרותיות של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית.

4. מסקנה

ליחס ההתאמה בין אגירת אנרגיה פוטו-וולטאית יש השפעה חשובה על הכלכלה והאמינות של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית. על ידי בחירה סבירה של סוג טכנולוגיית אחסון האנרגיה, קביעת קיבולת אחסון האנרגיה, אופטימיזציה של יחס אחסון האנרגיה ואמצעים אחרים, ניתן לשפר את הביצועים הכוללים של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית.