Un minuto per comprendere lo stoccaggio dell'energia fotovoltaica domestica

I sistemi di accumulo di energia fotovoltaica (PV) domestici intelligenti sono in aumento, offrendo alle famiglie energia verde 24 ore su 24, 7 giorni su 7, riducendo le bollette elettriche e migliorando gli standard di vita. Questi sistemi sfruttano l’energia solare di giorno per l’uso notturno e forniscono backup durante le interruzioni, mantenendo un’energia costante per le esigenze domestiche. Si caricano quando la domanda è bassa e possono bilanciare il consumo di energia per risparmiare sui costi, funzionando come centrali elettriche personali, indipendenti dalle pressioni della rete urbana.

Quali sono i componenti generali di un sistema di accumulo di energia fotovoltaica domestica così potente e su cosa fa principalmente affidamento per funzionare? Quali sono le classificazioni dei sistemi di accumulo dell’energia fotovoltaica domestica? 

Cos'è il sistema di accumulo dell'energia fotovoltaica domestica?

Un sistema di accumulo di energia fotovoltaica domestica è un sistema che combina un sistema di conversione solare fotovoltaica con un dispositivo di accumulo di energia che converte l'energia solare in elettricità immagazzinabile. Questo tipo di sistema consente ai proprietari di casa di generare elettricità durante il giorno e immagazzinare l’eccesso per utilizzarla di notte o in condizioni di scarsa illuminazione.

Classificazione dei sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica domestica

I sistemi di accumulo di energia domestica sono attualmente classificati in due tipologie, uno per i sistemi di accumulo di energia domestica collegati alla rete e uno per i sistemi di accumulo di energia domestica off-grid.

1、Sistema di accumulo di energia domestica connesso alla rete

Si compone di cinque parti principali, tra cui: pannelli solari, inverter collegati alla rete, sistema di gestione BMS, pacchi batteria e carichi CA. Il sistema adotta un'alimentazione ibrida tra fotovoltaico e sistema di accumulo dell'energia. Quando l'alimentazione della rete è normale, il carico è alimentato dal sistema connesso alla rete fotovoltaica e dall'energia della rete; quando viene interrotta l'alimentazione di rete, il carico viene alimentato dall'alimentazione congiunta del sistema di accumulo dell'energia e del sistema connesso alla rete fotovoltaica. Il sistema di accumulo di energia domestico connesso alla rete è classificato in tre modalità di funzionamento, Modalità 1: il fotovoltaico fornisce l'accumulo di energia e l'elettricità residua viene immessa in Internet; Modalità 2: il fotovoltaico fornisce l'accumulo di energia e parte degli utenti utilizzano l'elettricità; Modalità 3: il fotovoltaico fornisce solo una parte dell'accumulo di energia.

2、Sistema di accumulo di energia domestica off-grid

È indipendente e non ha alcun collegamento elettrico con la rete, quindi l'intero sistema non necessita di un inverter connesso alla rete e l'inverter fotovoltaico può soddisfare i requisiti. Il sistema di accumulo di energia domestico off-grid è diviso in tre modalità di funzionamento, Modalità 1: il fotovoltaico fornisce l'accumulo di energia e l'elettricità dell'utente (giorni di sole); Modalità 2: il fotovoltaico e la batteria di accumulo forniscono elettricità all'utente (giorni nuvolosi); Modalità 3: la batteria di accumulo fornisce l'elettricità all'utente (sera e giorni di pioggia).

Che si tratti di un sistema di accumulo di energia domestico connesso alla rete o di un sistema di accumulo di energia domestico off-grid, non può essere separato dall'inverter, che è come il cervello e il cuore del sistema.

Cos'è un inverter?

UNinverterè un componente tipico dell'elettronica di potenza, in grado di convertire l'energia CC (batterie, accumulatori) in alimentazione CA (generalmente onda sinusoidale o quadra 220v50HZ). In parole povere, l'inverter è un dispositivo che converte la corrente continua (CC) in corrente alternata (CA). È costituito da un ponte inverter, logica di controllo e un circuito di filtro. I componenti comuni sono diodi raddrizzatori e tiristori. Quasi tutti gli elettrodomestici e i computer sono dotati di raddrizzatori installati nell'alimentazione dell'apparecchio, da CC a CA, chiamati inverter.

Perché gli inverter occupano un posto così importante?

Gli inverter sono fondamentali perché la trasmissione CA è più efficiente di quella CC, riducendo la perdita di energia nei sistemi elettrici. Poiché non è pratico diminuire la resistenza del filo, ridurre la corrente convertendo la corrente continua in corrente alternata e aumentando la tensione consente di risparmiare energia. I sistemi di energia solare producono corrente continua, ma molti apparecchi necessitano di corrente alternata, fornita dagli inverter. Gli inverter, il nucleo dei sistemi solari, convertono la corrente continua in corrente alternata utilizzabile, integrando funzionalità di sicurezza e componenti di gestione dell’energia, e il loro sviluppo è legato ai progressi nell’elettronica di potenza e nelle tecnologie di controllo.

Classificazione degli inverter

Gli inverter possono essere sostanzialmente classificati nelle seguenti tre tipologie:

1. Inverter connesso alla rete

Inverter connesso alla reteè un tipo speciale di inverter, oltre a convertire la corrente continua in corrente alternata, la sua uscita CA può essere sincronizzata con la frequenza e la fase dell'alimentazione di rete, in modo che la CA in uscita possa essere restituita all'alimentazione di rete, ovvero all'inverter collegato alla rete ha la possibilità di sincronizzare l'interfaccia con la linea di servizio. Questo inverter è progettato per trasmettere alla rete l'energia non utilizzata senza la necessità di batterie e può essere dotato di tecnologia MTTP nel circuito di ingresso.

2. Invertitori di rete ad isola

Gli inverter off-grid, solitamente montati su pannelli solari, piccole turbine eoliche o altre fonti di alimentazione CC, convertono la corrente continua in corrente alternata che può essere utilizzata per alimentare una casa e possono utilizzare l'energia della rete e delle batterie per alimentare i carichi elettrici. È chiamato"non in rete"perché è indipendente dall'utenza e non necessita di alcuna fonte di alimentazione esterna.

Gli inverter off-grid sono stati originariamente progettati per essere sistemi alimentati a batteria per microreti regionali. Con ingressi di corrente, ingressi DC, ingressi di ricarica rapida, uscite DC ad alta capacità e uscite AC veloci, un inverter off-grid può immagazzinare energia e convertirla per altri usi. Utilizza la logica di controllo per regolare le condizioni di ingresso e uscita per garantire che la migliore efficienza sia fornita da fonti come pannelli solari o piccole turbine eoliche e ottimizza la qualità dell'energia utilizzando un'onda sinusoidale pura in uscita.

Inverter Off-Grid Per i sistemi solari off-grid sono obbligatorie le batterie, attraverso le quali viene immagazzinata l'energia per l'utilizzo al tramonto o in assenza di energia elettrica. Gli inverter off-grid aiutano anche a ridurre la dipendenza dalla rete convenzionale, che spesso porta a interruzioni di corrente, blackout e instabilità energetica che i servizi pubblici non possono eliminare.

Inoltre, un inverter ad isola con un regolatore di carica solare significa che l'inverter solare ha un regolatore solare PWM o MPPT interno che consente all'utente di collegare gli ingressi FV nell'inverter solare e controllare lo stato FV sul display dell'inverter solare, semplificando la connessione e il controllo del sistema. Gli inverter off-grid eseguono test automatici nei generatori e nelle batterie di backup per garantire una qualità dell'energia completa e stabile. Vengono utilizzati principalmente per fornire energia ad alcuni progetti residenziali e commerciali, dove quelli a basso wattaggio vengono utilizzati per alimentare gli elettrodomestici nelle case.

3. Invertitore ibrido

Perinverter ibridi, di solito ci sono due significati diversi, uno è un inverter ad isola con un regolatore di carica solare integrato, e l'altro è un inverter on-grid e off-grid integrato, che può essere utilizzato sia per la connessione alla rete che per quella off-grid. -sistemi fotovoltaici a rete e le cui batterie possono essere configurate in modo flessibile.

Principali funzioni dell'inverter

1、Funzionamento automatico e funzione di spegnimento

Durante il giorno, man mano che l'angolo del sole aumenta gradualmente, l'intensità della radiazione solare aumenta e il sistema fotovoltaico può assorbire più energia solare e, una volta raggiunta la potenza di uscita richiesta per il funzionamento dell'inverter, l'inverter può iniziare a funzionare automaticamente. Quando la potenza in uscita del sistema fotovoltaico diminuisce e l'uscita dell'inverter connesso alla rete/accumulo è 0 o vicino a 0, smetterà di funzionare e passerà in standby.

2、Funzione effetto anti-isola

Processo di generazione di energia fotovoltaica collegata alla rete, sistema di generazione di energia fotovoltaica e funzionamento della rete del sistema energetico, quando la rete elettrica pubblica a causa di condizioni anomale e di blackout, sistema di generazione di energia fotovoltaica se non è possibile smettere di funzionare in modo tempestivo o disconnesso dal sistema di alimentazione , ancora nello stato di alimentazione, noto come effetto isola. L'effetto isola è pericoloso sia per l'impianto fotovoltaico che per la rete elettrica.

Circuito di protezione interno anti-islanding dell'inverter connesso alla rete/accumulo di energia, può essere un rilevamento intelligente in tempo reale della rete da integrare nella tensione, frequenza e altre informazioni, una volta trovata la rete pubblica a causa di anomalie, l'inverter può essere in base a diversi valori misurati nel tempo corrispondente per disconnettere la corrente, arrestare l'uscita e segnalare guasti.

3、Funzione di controllo del tracciamento del punto di potenza massima

La funzione di controllo del tracciamento del punto di massima potenza, ovvero la funzione MPPT, che è la tecnologia chiave degli inverter collegati alla rete/accumulo, si riferisce alla capacità dell'inverter di tracciare e trovare la potenza di uscita massima dei componenti in tempo reale.

La potenza in uscita di un impianto fotovoltaico è soggetta a modifiche a causa di numerosi fattori e non è sempre possibile mantenere la potenza in uscita nominale ottimale.

La funzione MPPT dell'inverter connesso alla rete/accumulo può monitorare la potenza massima dei componenti in tempo reale e, attraverso la regolazione intelligente della tensione (o corrente) del punto di lavoro del sistema, avvicinarla al punto di potenza di picco, massimizzare la energia generata dal sistema fotovoltaico, e quindi garantire che il sistema possa funzionare in modo continuo ed efficiente.

4、Funzione di monitoraggio intelligente delle stringhe

Sulla base del monitoraggio MPPT originale, l'inverter connesso alla rete/accumulo ha realizzato la funzione di rilevamento intelligente delle stringhe. Rispetto al monitoraggio MPPT, il rilevamento delle stringhe monitora accuratamente la tensione e la corrente su ciascuna stringa di derivazione, in modo che l'utente possa visualizzare chiaramente i dati operativi in ​​tempo reale di ciascuna stringa.