Tipologie di sistemi di generazione di energia fotovoltaica

Poiché il fotovoltaico distribuito diventa sempre più diffuso in migliaia di famiglie, le richieste di soluzioni fotovoltaiche stanno diventando sempre più diversificate. Il tradizionale sistema on-grid, in cui la produzione di energia fotovoltaica è principalmente per l’autoconsumo, non è più l’unica opzione. A seconda dei requisiti specifici dei diversi scenari, i sistemi di generazione di energia fotovoltaica possono essere classificati in cinque tipologie: sistemi fotovoltaici on-grid, sistemi fotovoltaici di accumulo di energia on-grid, sistemi fotovoltaici di accumulo di energia off-grid, sistemi fotovoltaici di accumulo di energia on/off-grid. e sistemi di microgrid di accumulo fotovoltaico.

1.Sistema on-grid fotovoltaico

Componenti principali: moduli solari, inverter on-grid, carico e rete.

Logica di funzionamento: la potenza CC generata dal pannello solare viene convertita in potenza CA dall'inverter, fornendo energia ai carichi e immettendola nella rete.

Scenari applicativi: grandi centrali elettriche di terra, centrali elettriche industriali e commerciali di medie dimensioni, piccole centrali elettriche domestiche, ecc.

Vantaggi: non è necessario utilizzare batterie, il che consente di risparmiare sui costi; dal punto di vista degli investimenti, l'elettricità in eccesso può essere venduta alle società elettriche per ottenere profitti.

2.Sistema di accumulo dell'energia fotovoltaico in rete

Componenti principali: moduli solari, batteria, inverter per l'accumulo di energia on-grid, carichi e rete.

Logica di funzionamento: quando l'energia solare è maggiore della potenza del carico, parte dell'energia solare viene convertita in corrente alternata attraverso l'inverter per alimentare il carico e l'energia solare in eccesso verrà immagazzinata nella batteria; quando l'energia solare non è in grado di soddisfare le esigenze del carico, l'inverter converte l'energia della batteria per alimentare il carico per garantire la continuità e la stabilità dell'intero sistema.

Scenario applicativo: Nell'applicazione di autoconsumo solare viene spesso utilizzato il fatto che nessun vantaggio derivante dall'energia solare in eccesso immessa nella rete o il prezzo dell'elettricità è molto più costoso della tariffa di alimentazione e viene utilizzato nell'applicazione dei picchi di energia la tariffa è più costosa della tariffa bassa.

Vantaggi: Il sistema offre il vantaggio di immagazzinare l'energia in eccesso generata durante i periodi soleggiati, aumentando così la percentuale di energia autoconsumata.

3. Sistema di accumulo di energia fotovoltaico off-grid

Componenti principali: moduli solari, inverter di rete ad isola, batteria, carico e rete.

Logica di funzionamento: Funziona in modo indipendente senza fare affidamento sulla rete elettrica. Quando c'è luce solare, converte l'alimentazione CC in alimentazione CA domestica, fornisce alimentazione al carico e contemporaneamente carica la batteria; quando non c'è luce solare, la batteria fornisce alimentazione al carico CA tramite l'inverter.

Scenari applicativi: è ampiamente utilizzato in aree montuose remote, aree senza elettricità, isole, stazioni base di comunicazione, lampioni e altri luoghi di applicazione. Viene utilizzato principalmente in aree prive di rete elettrica o in aree con frequenti interruzioni di corrente.

Vantaggi: Non soggetti a restrizioni geografiche, indipendenti dalla rete elettrica, ampiamente utilizzati, i sistemi di accumulo di energia fotovoltaica off-grid possono essere installati e utilizzati ovunque ci sia luce solare.

4.Sistema di accumulo di energia fotovoltaico on/off-grid

Componenti principali: componenti solari, inverter ad isola, batteria, carico ad isola, carico ad isola e rete.

Logica di funzionamento: Quando la luce solare è disponibile, il campo fotovoltaico converte l'energia solare in energia elettrica, fornendo energia al carico attraverso l'inverter e contemporaneamente caricando il pacco batteria. Durante i periodi di luce solare insufficiente, la batteria scaricherà energia all'inverter e successivamente al carico CA. In caso di guasto della rete elettrica, il sistema passa senza interruzioni allo stato off-grid, fornendo energia ai carichi critici attraverso la modalità di backup. Una volta ripristinata la rete elettrica, il sistema torna al funzionamento in rete.

Scenari applicativi: È adatto principalmente per applicazioni in cui la rete elettrica è instabile e presenta carichi importanti, o dove l'autoconsumo di energia fotovoltaica non può essere immessa in rete e il prezzo dell'elettricità è molto più costoso della tariffa incentivante e il suo utilizzo nell'applicazione della tariffa di punta è più costoso della tariffa di bassa punta.

Vantaggi: le batterie possono essere utilizzate per immagazzinare l'elettricità generata dal fotovoltaico per aumentare la quota di autoconsumo. Le batterie possono anche essere caricate durante i periodi non di punta e utilizzate durante i periodi di picco di consumo di elettricità per ridurre le bollette elettriche. La cosa più importante è che quando la rete elettrica è interrotta, può essere convertita in funzionamento off-grid, utilizzata come alimentazione di riserva.

5. Sistema di accumulo dell'energia tramite microrete fotovoltaica

Componenti principali: moduli solari, batteria, macchine fotovoltaiche e di accumulo integrate, carichi off-grid, carichi on-grid e rete.

Logica di funzionamento: Funzionante sia in parallelo con la rete elettrica esterna che in modo indipendente, il campo fotovoltaico converte l'energia solare in energia elettrica durante la luce solare. Questa potenza viene fornita al carico tramite l'inverter mentre contemporaneamente si carica la batteria tramite l'inverter di accumulo di energia. In assenza di luce solare, la batteria si scarica senza soluzione di continuità per fornire energia al carico attraverso l'inverter di accumulo di energia.

Scenari applicativi: è adatto per creare fonti di energia distribuita di piccole e medie dimensioni nelle isole e nelle aree montuose remote dove vivono molte persone.

Vantaggi: Comprendendo le applicazioni sia dei sistemi off-grid che di quelli connessi alla rete, questo sistema offre molteplici modalità di lavoro che massimizzano l'utilizzo dell'energia fotovoltaica, riducendo la dipendenza dell'utente dalla rete elettrica. Libera efficacemente il potenziale dell’energia pulita distribuita, affrontando sfide come la generazione di energia instabile e la bassa affidabilità dell’alimentazione elettrica indipendente. Ciò garantisce il funzionamento sicuro della rete elettrica. Il sistema microgrid svolge un ruolo cruciale nel promuovere l’aggiornamento delle industrie tradizionali dal punto di vista economico e ambientale, producendo effetti significativi.

Sebbene ogni tipo di sistema di generazione di energia fotovoltaica presenti i propri vantaggi e svantaggi, la chiave sta nella selezione del tipo di sistema appropriato in base alle condizioni locali per soddisfare le esigenze degli utenti e realizzare valore per il cliente. Attualmente il sistema fotovoltaico connesso alla rete è la forma più importante. Non utilizza batterie ed ha un basso costo di sistema. È la prima scelta per gli investimenti. Tuttavia, si ritiene che con la diminuzione del costo delle batterie di accumulo dell'energia, l'applicazione di vari sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica diventerà sempre più diffusa.

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