Vistas: 146 Autor: Selina Shi Publish Hora: 2021-01-05 Origen: T-Tech PV
El desequilibrio de energía causado por el crecimiento de la energía solar en el techo reducirá la demanda de operación de energía durante el día. Cuando el clima es bueno y el sol se está poniendo, la generación de energía en el techo disminuirá rápidamente, lo que requiere que el generador de combustibles fósiles tradicionales aumente rápidamente la potencia de salida. En este momento, aparecerá el problema de la estabilidad de la red eléctrica.
El problema se ve exacerbado por el aumento de la demanda de electricidad del hogar por la noche. La solución más simple a la curva de pato es agregar almacenamiento de energía de la batería en un solo sistema solar doméstico para suavizar la curva de energía neta.
Aunque el público conoce las soluciones anteriores, hay muy poca información disponible para evaluar alternativas. Por lo tanto, en este artículo, discutiré sobre la base de 'resultados de investigación para determinar el impacto de las baterías domésticas en el rendimiento del hogar y la potencia de la red'.
La Figura 1 muestra los problemas de una familia.
La curva (a) muestra la curva de carga diaria de una familia típica. El consumo diario de electricidad de los hogares australianos es de aproximadamente 20kWh, con una carga máxima en la mañana y la noche. El consumo de electricidad es el menor durante el día y la noche.
La curva (b) muestra los resultados del cálculo de la energía solar proporcionada por una matriz solar de techo de 4KWP a una casa en un día soleado de primavera en Perth, Australia Occidental. La energía solar alcanzó su punto máximo al mediodía, cuando la electricidad disponible era casi inútil.
Durante este día soleado, la familia usó solo el 38% de la energía solar disponible debido al desajuste entre la carga y la curva de suministro. Durante el día, la suposición de potencia excedente de carga se ingresará a la cuadrícula.
La curva (c) muestra el flujo de potencia neta dentro y fuera de la casa (el valor negativo es la potencia de salida). Es la curva de pato de una familia. La salida de energía solar al mediodía reduce la demanda de operación de la red eléctrica.
La disminución de la energía solar en la azotea y el aumento de la carga del hogar comenzó a aumentar la electricidad neta en la tarde. Debido a la oferta asincrónica y la demanda de la energía doméstica, la red necesita proporcionar energía de respaldo por la tarde para cumplir con la creciente carga.
El efecto de agregar batería de 10 kWh a la corriente del hogar se muestra en la curva (b) de la Figura 2.
El almacenamiento de energía diurno redujo la potencia de salida de 17.5kWh a 7.5kWh, una caída de más del 60%. La electricidad cumple con la demanda de la carga nocturna, aumentando la tasa de autosuficiencia de la energía solar doméstica del 38% al 82%.
Como se muestra en la curva (c), agregar otros 10kWh de almacenamiento de energía (un total de 20 kWh) puede hacer que la curva sea completamente suave y darse cuenta del consumo de energía del hogar del día. Además, 4kWh de electricidad se reserva en la batería para la transmisión a la cuadrícula a las 8 p.m.
La Figura 3 muestra la situación cuando la potencia del hogar que se muestra en la Figura 2 se coloca bajo los antecedentes actuales de la red eléctrica de Australia Occidental. La Figura 3 (a) muestra la curva de demanda básica de operación y electricidad para la semana del 20 al 24 de octubre de 2020.
La curva de demanda de operación incluye todas las formas de generación de energía, excepto la energía solar del techo. Todos los días son soleados y la demanda máxima de energía es de aproximadamente 2500MW. La energía solar en la azotea puede proporcionar aproximadamente 1100MW de electricidad al mediodía en un día soleado, equivalente al 45% de la demanda máxima.
Como se muestra en la Figura 2, el flujo de potencia de salida máxima de la matriz de techo de 4KWP de una familia al mediodía es de aproximadamente 3kW. En comparación con el nivel de potencia de la cuadrícula, este parece ser un número muy pequeño.
Sin embargo, si el número de casas de Australia Occidental que tienen energía solar en la azotea y están conectadas a la red se agregan a la energía (KW), entonces este número es considerable. En Australia Occidental, Rooftop Solar es la mayor fuente de electricidad de la red.
Se estima que aproximadamente el 33% de los aproximadamente 1.1 millones de hogares en Australia Occidental tienen energía solar en la azotea. Si estas casas emiten potencia de 3kW a la cuadrícula al mediodía, la potencia total puede alcanzar aproximadamente 1.1GW, lo que es bastante consistente con los datos de AEMO.
Como se muestra en la Figura 3 (a), el suministro de energía solar del techo vuelve rápidamente a cero en la tarde. Al cumplir con la creciente carga máxima por la noche, es necesario compensar esta pérdida de energía al aumentar rápidamente la potencia programable disponible.
La Figura 3 (b) muestra el efecto de agregar 10 kWh de almacenamiento de energía solar a cada techo. En comparación con la Figura 3 (a), se puede ver que después del aumento del almacenamiento de energía, la fuente de alimentación de la energía solar del techo a la red se reduce de 57.2 gwh a solo 7.5gwh, con una disminución promedio del 87% por día.
La electricidad se almacena para satisfacer la demanda de los hogares de la carga nocturna después de las 3 p.m. Como resultado, la potencia diaria de la red requerida para cumplir con la carga de la tarde disminuyó de aproximadamente 1050MW a aproximadamente 460MW, una disminución del 56%. Después de la instalación del almacenamiento de energía de 20kWh, toda la generación de energía solar del techo es para uso propio. Esta transferencia de potencia ocurre en el lado del usuario.
En la actualidad, la estrategia para resolver la inestabilidad de la red eléctrica causada por el fotovoltaico del techo intermitente adopta principalmente el método de arriba hacia abajo, centrándose en mejorar la estabilidad de la red eléctrica al limitar y controlar la generación de energía solar de techo y utilidad.
Estos métodos incluyen limitar la producción de las plantas de energía solar, reducir o incluso abolir el precio de la red, limitar el tamaño de los inversores domésticos y usar baterías grandes. Se ha demostrado que agregar baterías grandes a la red eléctrica puede resolver el problema de la estabilidad.
Casi todas las baterías grandes instaladas o instaladas se utilizan para proporcionar control de frecuencia o buffer fluctuaciones de voltaje a corto plazo. Estos problemas causados por la reducción de la demanda de operación diurna deberían desaparecer junto con la aparición del almacenamiento de energía de la batería doméstica, a fin de minimizar la salida del hogar a la red y la demanda de carga del hogar.
El proceso simple y ascendente de agregar baterías domésticas a los sistemas solares de la azotea existentes y nuevos no solo mejora enormemente la tasa de autocusación de la energía solar, sino que también minimiza el costo de la transmisión e infraestructura de energía.
Dado que la batería está instalada en el lado del usuario, no se requiere infraestructura adicional. Este método debe implementarse rápidamente. En el nivel de la red, es obvio que la demanda de energía del hogar disminuirá y se estabilizará en un día.
Dado que el problema de 'Curve ' se origina en el techo de una sola familia, es razonable resolver este problema en el lado del usuario.
En la actualidad, el costo de las baterías domésticas ha sido más bajo que el de las baterías grandes, especialmente.