Tipos de sistemas de geração de energia fotovoltaica

À medida que a energia fotovoltaica distribuída se torna cada vez mais predominante em milhares de lares, as exigências por soluções fotovoltaicas estão a tornar-se mais diversificadas. O sistema convencional on-grid, onde a geração de energia fotovoltaica é principalmente para uso próprio, não é mais a única opção. Dependendo dos requisitos específicos de diferentes cenários, os sistemas de geração de energia fotovoltaica podem ser categorizados em cinco tipos: sistemas fotovoltaicos na rede, sistemas fotovoltaicos de armazenamento de energia na rede, sistemas fotovoltaicos de armazenamento de energia fora da rede, sistemas fotovoltaicos de armazenamento de energia dentro/fora da rede. sistemas e sistemas de microrrede de armazenamento fotovoltaico.

1. Sistema fotovoltaico na rede

Componentes principais: módulos solares, inversor on-grid, carga e rede.

Lógica de funcionamento: A energia CC gerada pelo painel solar é convertida em energia CA pelo inversor, fornecendo energia às cargas e alimentando a rede.

Cenários de aplicação: grandes centrais elétricas terrestres, centrais elétricas industriais e comerciais de médio porte, pequenas centrais elétricas domésticas, etc.

Vantagens: Não há necessidade de uso de baterias, o que economiza custos; numa perspectiva de investimento, o excesso de electricidade pode ser vendido a empresas de energia para obter lucros.

2. Sistema fotovoltaico de armazenamento de energia na rede

Componentes principais: módulos solares, bateria, inversores de armazenamento de energia na rede, cargas e rede.

Lógica de funcionamento: Quando a energia solar é maior que a potência da carga, parte da energia solar é convertida em corrente alternada através do inversor para alimentar a carga, e o excedente de energia solar será armazenado na bateria; quando a energia solar não consegue atender às necessidades da carga, o inversor converte a energia da bateria para alimentar a carga para garantir a continuidade e estabilidade de todo o sistema.

Cenário de aplicação: É frequentemente utilizado na aplicação de autoconsumo solar que nenhum benefício do excedente de energia solar que alimenta a rede ou o preço da eletricidade é muito mais caro do que a tarifa feed-in, e sendo usado na aplicação de pico a tarifa é mais cara do que a tarifa fora do horário de pico.

Vantagens: O sistema oferece a vantagem de armazenar o excesso de energia gerada durante os períodos de sol, aumentando assim a proporção de energia autoconsumida.

3. Sistema fotovoltaico de armazenamento de energia fora da rede

Componentes principais: módulos solares, inversor off-grid, bateria, carga e rede.

Lógica de funcionamento: Opera de forma independente, sem depender da rede elétrica. Quando há luz solar, ele converte energia CC em energia CA doméstica, fornece energia para a carga e carrega a bateria ao mesmo tempo; quando não há luz solar, a bateria fornece energia para a carga CA através do inversor.

Cenários de aplicação: É amplamente utilizado em áreas montanhosas remotas, áreas sem energia, ilhas, estações base de comunicação, iluminação pública e outros locais de aplicação. É usado principalmente em áreas sem rede elétrica ou áreas com cortes frequentes de energia.

Vantagens: Não sujeito a restrições geográficas, não dependente da rede elétrica, sistemas fotovoltaicos de armazenamento de energia fora da rede amplamente utilizados podem ser instalados e usados ​​onde quer que haja luz solar.

4.Sistema fotovoltaico de armazenamento de energia ligado/fora da rede

Componentes principais: componentes solares, inversor fora da rede, bateria, carga fora da rede, carga na rede e rede.

Lógica de funcionamento: Quando a luz solar está disponível, o conjunto fotovoltaico converte a energia solar em energia elétrica, fornecendo energia à carga através do inversor enquanto carrega simultaneamente a bateria. Durante períodos de luz solar insuficiente, a bateria descarregará energia para o inversor e posteriormente para a carga CA. No caso de uma falha na rede elétrica, o sistema transita perfeitamente para um estado fora da rede, fornecendo energia para cargas críticas através do modo de backup. Após a restauração da rede elétrica, o sistema volta à operação na rede.

Cenários de aplicação: É principalmente adequado para aplicações onde a rede elétrica é instável e tem cargas importantes, ou onde o autoconsumo de energia fotovoltaica não pode ser alimentado na rede e o preço da eletricidade é muito mais caro do que a tarifa feed-in , e ser utilizado na aplicação da tarifa de ponta é mais caro do que a tarifa fora de hora.

Vantagens: As baterias podem ser utilizadas para armazenar a eletricidade gerada pela energia fotovoltaica para aumentar a proporção do autoconsumo. As baterias também podem ser carregadas fora dos períodos de pico e usadas durante os períodos de pico de consumo de eletricidade para reduzir as contas de eletricidade. O mais importante é que quando a rede elétrica estiver desligada, ela possa ser convertida para operação fora da rede, usada como fonte de alimentação de reserva.

5.Sistema de armazenamento de energia de microrrede fotovoltaica

Componentes principais: módulos solares, bateria, máquinas fotovoltaicas e de armazenamento integradas, cargas fora da rede, cargas na rede e rede.

Lógica de funcionamento: Operando em paralelo com a rede elétrica externa ou de forma independente, o conjunto fotovoltaico converte energia solar em energia elétrica durante a luz solar. Esta energia é fornecida à carga através do inversor enquanto carrega simultaneamente a bateria através do inversor de armazenamento de energia. Na ausência de luz solar, a bateria descarrega perfeitamente para fornecer energia à carga através do inversor de armazenamento de energia.

Cenários de aplicação: É adequado para estabelecer fontes de energia distribuídas de pequeno e médio porte em ilhas e áreas montanhosas remotas onde vivem muitas pessoas.

Vantagens: Abrangendo as aplicações de sistemas fora da rede e conectados à rede, este sistema oferece múltiplos modos de trabalho que maximizam a utilização da energia fotovoltaica, reduzindo a dependência do usuário da rede elétrica. Liberta eficazmente o potencial da energia limpa distribuída, abordando desafios como a geração de energia instável e a baixa fiabilidade do fornecimento de energia independente. Isso garante a operação segura da rede elétrica. O sistema de microrredes desempenha um papel crucial na promoção da modernização das indústrias tradicionais do ponto de vista económico e ambiental, produzindo efeitos significativos.

Embora cada tipo de sistema de geração de energia fotovoltaica tenha suas próprias vantagens e desvantagens, a chave está na seleção do tipo de sistema apropriado com base nas condições locais para atender às necessidades do usuário e agregar valor ao cliente. Atualmente, o sistema fotovoltaico conectado à rede é a forma mais importante. Não utiliza baterias e possui baixo custo de sistema. É a primeira escolha para investimento. No entanto, acredita-se que à medida que o custo das baterias de armazenamento de energia diminui, a aplicação de vários sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica se tornará cada vez mais difundida.

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