Mi anapelemes rendszerek integrációjaés hogyan működik? A napenergia-rendszerek integrációja olyan technológiák és eszközök kifejlesztését jelenti, amelyek lehetővé teszik a napenergia bekapcsolását a villamosenergia-hálózatba, miközben fenntartják a hálózat megbízhatóságát, biztonságát és hatékonyságát.
Az elektromos hálózat
Az elmúlt 100 év nagy részében az elektromos hálózatok nagyméretű, központosított energiatermelést tartalmaztak, amely messze volt a fogyasztóktól, A modern elektromos hálózatok sokkal összetettebbek, A nagy erőművek mellett a modern hálózatokban változó energiaforrások, például nap- és szélenergia, energiatároló rendszerek, teljesítményelektronikai eszközök, például inverterek, és kisléptékű energiatermelő rendszerek, például tetőtéri berendezések és mikrohálózatok is részt vesznek. Ezeket a kisebb méretű és szétszórt energiaforrásokat általában elosztott energiaforrásoknak (DER) nevezik.
Az elektromos hálózat átviteli és elosztó rendszerekre oszlik, Az átviteli hálózat a nagyfeszültségű távvezetékek hálózata, amely a villamos energiát a központosított termelőforrásokból, például a nagy erőművekből szállítja. Ezek a nagyfeszültségek lehetővé teszik, hogy az áramot nagy távolságokra szállítsák túlzott veszteségek nélkül, Az elosztóhálózat az alacsony feszültségű vezetékekre vonatkozik, amelyek végül elérik az otthonokat és a vállalkozásokat. Az alállomások és transzformátorok átalakítják az áramot a magas és alacsony feszültség között, a villamos energiának csak egy irányba kellett áramlania ezeken a rendszereken keresztül: a központi termelőforrástól a fogyasztóig, az olyan rendszerek, mint a tetőkön elhelyezett napelemek, most már megkövetelik, hogy a hálózat kétirányú áramlást kezeljen, mivel ezek a rendszerek az általuk termelt többletenergiát vissza tudják táplálni a hálózatba.
Teljesítményelektronika
A napenergia és a DER növelése az elektromos hálózaton több olyan teljesítményelektronikai eszköz integrálását jelenti, amelyek az energiát egyik formából a másikba alakítják át, Ez magában foglalhatja a magas és alacsony feszültség közötti átalakítást, a teljesítményáramlás mennyiségének szabályozását, vagy az egyenáram (DC) és a váltakozó áram (AC) közötti átalakítást, attól függően, hogy hová kerül az áram, és hogyan fogják felhasználni. 2030-ra a villamos energia akár 80%-a is áramolhat teljesítményelektronikai eszközökön keresztül, A napenergia integrálása szempontjából különösen fontos teljesítményelektronikai eszközök egyike az inverter, Az inverterek az egyenáramot - amelyet a napelemek termelnek - váltakozó áramra alakítják át, amelyet az elektromos hálózat használ.
Napenergia plusz tárolás
Mivel napenergiát csak akkor lehet termelni, amikor süt a nap, fontos a napenergia későbbi felhasználásra való tárolásának képessége: ez segít fenntartani az egyensúlyt a villamosenergia-termelés és a kereslet között. Ez azt jelenti, hogy az akkumulátorok vagy hőtárolók kifejlesztése kulcsfontosságú a napenergia növeléséhez.
Hálózati rugalmasság és megbízhatóság
Az elektromos hálózatnak képesnek kell lennie arra, hogy megbízhatóan szolgáltasson energiát, ezért fontos, hogy a közműszolgáltatók és más energiarendszer-üzemeltetők valós idejű információkkal rendelkezzenek arról, hogy mennyi villamos energianapelemes rendszerektermelnek. A napenergia és a DER növekvő mennyisége a hálózaton egyszerre jelent lehetőségeket és kihívásokat a hálózat megbízhatósága szempontjából, a hagyományos termelés és a DER keverékét tartalmazó komplex modern hálózatok megnehezíthetik a rendkívüli helyzetekre, például viharokra vagy áramkimaradásokra való reagálást. a teljesítményelektronika képes valós idejű információkat gyűjteni a hálózatról és segíteni a hálózati műveletek irányítását, a speciális "hálózatformáló" inverterek pedig napenergiát használhatnak a hálózat újraindítására áramkimaradás esetén.
