Les systèmes de stockage d'énergie existants se répartissent principalement en cinq catégories : stockage d'énergie mécanique, stockage d'énergie électrique, stockage d'énergie électrochimique, stockage d'énergie thermique et stockage d'énergie chimique. Les batteries de stockage ne sont pas uniquement utilisées pour le stockage d'énergie photovoltaïque, et ce type de stockage ne se limite pas aux batteries. En effet, compte tenu de la faiblesse actuelle du taux de distribution et de stockage du photovoltaïque en Chine, ainsi que de la longueur de ces réseaux, le potentiel de croissance du stockage d'énergie sera bien supérieur à la nouvelle capacité photovoltaïque installée.
Architecture du système de production d'énergie photovoltaïque et de stockage d'énergie connecté au réseau
Généralement, une centrale de stockage d'énergie (ou un système) est principalement utilisée pour la production d'électricité photovoltaïque connectée au réseau. L'ensemble du système comprend un parc de modules photovoltaïques, un contrôleur photovoltaïque, un pack de batteries, un système de gestion de batterie (BMS), un onduleur et le système de contrôle et de programmation associé.
(1) Le réseau de modules PV convertit l'énergie lumineuse en électricité en utilisant l'effet photovoltaïque des panneaux solaires, puis charge la batterie au lithium et convertit le courant continu en courant alternatif pour la charge via l'onduleur.
(2) Le contrôleur intelligent commute et régule en permanence le fonctionnement du parc de batteries en fonction des variations d'intensité du soleil et de la charge : d'une part, l'énergie électrique ajustée est envoyée directement à la charge CC ou CA. D'autre part, l'excédent d'énergie est transféré vers la batterie de stockage. Lorsque la production d'électricité ne suffit plus à couvrir les besoins de la charge, le contrôleur lui envoie l'énergie de la batterie, assurant ainsi la continuité et la stabilité de l'ensemble du système.
(3) Le système d'onduleur connecté au réseau se compose de plusieurs onduleurs, qui transforment l'énergie CC de la batterie en énergie électrique standard de 380 V et la connectent au réseau basse tension côté utilisateur ou l'envoient au réseau haute tension via le transformateur élévateur.
(4) La batterie au lithium joue deux rôles majeurs dans le système : la régulation de l'énergie et l'équilibrage de la charge. Elle convertit l'énergie électrique produite par le système photovoltaïque en énergie chimique et la stocke pour être utilisée en cas de pénurie d'énergie.
Les modes de fonctionnement de l'unité de stockage d'énergie sont divisés en quatre modes : charge connectée au réseau, charge hors réseau, décharge indépendante hors réseau et décharge auxiliaire hors réseau, selon les différents modes de fonctionnement du système de production d'énergie photovoltaïque.
Mode 1 : Charge connectée au réseau. En mode de fonctionnement connecté au réseau, lorsque la capacité de la batterie est insuffisante, elle est chargée via le réseau afin de fournir une réserve d'énergie pour le fonctionnement hors réseau du système de production d'énergie photovoltaïque.
Mode 2 : Charge autonome. En mode autonome, lorsque la capacité de la batterie est insuffisante et que l'unité photovoltaïque produit un surplus d'énergie, la batterie est chargée et régulée.
Mode 3 : Mode de décharge autonome hors réseau. En fonctionnement autonome, lorsque le module photovoltaïque ne dispose plus de suffisamment d'énergie pour assurer la tension et la fréquence nécessaires et cesse de fonctionner, la batterie fournit seule l'énergie nécessaire à la charge et assure la tension et la fréquence sur le bus CA du système photovoltaïque.
Mode 4 : Mode de décharge auxiliaire hors réseau. En mode de fonctionnement hors réseau, la puissance de sortie du groupe électrogène photovoltaïque ne suffit pas à répondre à la demande d'électricité, mais peut fournir une tension et une fréquence de bus CA stables. Le groupe électrogène effectue alors une décharge auxiliaire pour maintenir l'équilibre énergétique du système.
Application de la technologie de stockage d'énergie dans les systèmes de production d'énergie photovoltaïque connectés au réseau
Application en puissance de pointe
Les processeurs de production d'électricité raccordés au réseau devraient utiliser des technologies de traitement avancées et des procédés techniques de pointe pour réduire la charge élevée du réseau électrique aux heures de pointe. Parallèlement, le personnel concerné devrait coordonner de manière organique le traitement des différents types de technologies de stockage d'énergie.
Et procéder aux ajustements nécessaires en fonction des besoins. Stocker une grande quantité d'énergie lorsque la charge est faible et restituer l'énergie concentrée collectée lorsque la charge est maximale, afin d'assurer la sécurité et la stabilité du fonctionnement du système grâce à une décharge efficace de l'alimentation de la charge.
Application en microgrid
Dans le développement des réseaux de transport et de distribution, le raccordement au réseau de micro-réseaux constitue son principal mode de développement. L'intégration scientifique des technologies de traitement du réseau pertinentes permet d'améliorer l'efficacité globale du système d'exploitation du réseau et d'adopter un mode de fonctionnement par silo, qui sépare organiquement le système de micro-réseaux du système, et dont l'architecture opérationnelle de chaque sous-système est séparée et traitée. Le mode de configuration du système de stockage d'énergie. Les principaux modes de configuration du système de stockage d'énergie dans une centrale photovoltaïque sont le stockage côté courant continu et le stockage côté courant alternatif.
Stockage d'énergie côté courant continu
Installé dans des systèmes CC tels que la production d'énergie photovoltaïque, le réseau PV combiné de batteries est couplé et régulé dans la section CC de l'onduleur.
Avantages :
Grâce à une efficacité élevée du système, la production de la centrale électrique peut être répartie en interne par l'installation photovoltaïque, ce qui permet d'obtenir une connexion transparente.
Bonne qualité de puissance de sortie et très faible fluctuation de sortie.
Il peut grandement améliorer la fluidité, la stabilité et les performances de régulation de la production d'énergie photovoltaïque.
Inconvénients:
L'onduleur utilisé nécessite une conception spéciale et ne convient pas à la mise à niveau de la plupart des centrales photovoltaïques installées.
Absence de fonction de déploiement d'énergie interne dans une grande centrale électrique.
Stockage d'énergie côté CA
L’utilisation d’un contrôleur de charge/décharge et d’un onduleur séparés pour charger ou convertir la batterie constitue en fait un dispositif de stockage d’énergie externe pour le système d’alimentation photovoltaïque existant.
Avantages :
Surmontez le problème selon lequel le système de stockage d'énergie côté CC ne peut pas effectuer une planification unifiée de l'excès d'énergie, le point de charge et de décharge du système est entièrement contrôlé par un système de contrôle intelligent ou contrôlé par la planification du réseau, non seulement peut concentrer l'excès d'énergie dans toute la station pour charger le système de stockage d'énergie rapidement et efficacement, mais peut même programmer l'excès d'énergie bon marché de la basse vallée à partir du réseau en dehors de la station, ce qui est plus pratique et efficace pour le fonctionnement du système.
Il peut être mis en œuvre non seulement sur la nouvelle centrale électrique, mais aussi sur la centrale électrique déjà construite, peut être facilement modifié et construit en plus, et la structure du circuit est claire, et le champ de production d'énergie et le champ de stockage d'énergie peuvent être construits dans des endroits séparés, avec moins de corrélation directe les uns avec les autres, ce qui est pratique pour le contrôle de fonctionnement et la maintenance.
Inconvénients:
Étant donné que la production d’électricité et le stockage d’énergie sont indépendants l’un de l’autre, la coordination et le contrôle entre eux nécessitent un ensemble supplémentaire de systèmes de contrôle et de planification intelligents spéciaux, ce qui augmente les coûts.
Application de la technologie de stockage d'énergie aux systèmes de production d'énergie photovoltaïque
Dans une centrale photovoltaïque, le stockage d'énergie est principalement destiné à la fourniture d'énergie nouvelle, à la mise en œuvre auxiliaire de la régulation de fréquence et à d'autres services. De plus, les centrales de stockage d'énergie peuvent également participer à la régulation des pointes et de la fréquence, ainsi qu'à d'autres transactions sur le marché de l'électricité pour obtenir une partie des revenus.
(1) La solution au problème de l’abandon de la lumière.
La volatilité de la production d'énergie photovoltaïque, en particulier dans certaines zones reculées, le réseau sera souvent incapable de consommer complètement l'énergie éolienne et la production d'énergie photovoltaïque, l'application de la technologie de stockage d'énergie peut réduire ou éviter l'abandon de la lumière.
Installation d'un système de stockage d'énergie du côté d'une centrale électrique à énergie renouvelable, une fois que le système d'exploitation du réseau électrique est en période de pénurie d'énergie de pointe ou dans des conditions anormales du canal de transmission, certaines conditions de production d'énergie électrique sont affectées par des facteurs environnementaux objectifs externes, les conditions réelles de production d'énergie seront limitées, dans le processus réel de production d'énergie, la qualité de l'énergie et l'effet de fonctionnement libérés par le champ de production d'énergie ne peuvent pas atteindre les exigences prédéfinies.
（2）L’amélioration de la qualité de l’énergie électrique.
Dans le processus de transmission d'énergie par diverses sources d'énergie renouvelables, l'effet de production d'énergie de l'énergie éolienne et d'autres sources d'énergie renouvelables apparaîtra instable, et le personnel de gestion du département de production d'énergie doit adopter une technologie de traitement de construction unique, effectuer une inspection complète de la structure interne du système électrique et de la puissance de production d'énergie spécifique, et formuler un plan de conception de production d'énergie parfait sur la base d'une analyse approfondie de la distribution de l'énergie électrique.
Afin d'alléger efficacement le réseau électrique, il est nécessaire de pallier efficacement les pics de pression et de réduire la capacité du système de production d'électricité, et de promouvoir la production d'énergie renouvelable sur le réseau. Le déploiement de capacités de stockage plus importantes sur les sites centralisés de production d'énergie renouvelable, basé sur les prévisions de puissance du site et la planification de la charge et de la décharge du stockage, permet de combiner la production d'électricité du site et du stockage pour suivre le plan de production, fluidifier la production, répondre aux exigences de raccordement au réseau et améliorer la compatibilité de la production d'énergie renouvelable avec le réseau.
Le rôle du système de stockage d’énergie dans une centrale photovoltaïque se reflète principalement dans les aspects suivants.
(1) Assurer la stabilité du système. Dans les centrales photovoltaïques, la courbe de puissance de sortie et la courbe de charge présentent de grandes différences et des fluctuations imprévisibles. Grâce au stockage et à la mise en mémoire tampon de l'énergie, le système peut maintenir un niveau de sortie stable, même en cas de fluctuations rapides de la charge.
(2) Énergie de secours. Le système de stockage d'énergie peut jouer un rôle de secours et de transition lorsque la production d'énergie photovoltaïque ne fonctionne pas normalement, par exemple la nuit ou par temps pluvieux, lorsque le parc de batteries ne peut pas produire d'électricité. Le système de stockage d'énergie joue alors ce rôle, et sa capacité de stockage dépend de la demande de la charge.
(3) Améliorer la qualité et la fiabilité de l'énergie. Le système de stockage d'énergie peut également prévenir les pics de tension, les chutes de tension et autres perturbations externes causées par les fluctuations du réseau électrique. L'utilisation d'un système de stockage d'énergie suffisant peut garantir la qualité et la fiabilité de la production d'énergie.
Le développement de nouveaux systèmes de stockage d'énergie côté énergie ne vise pas seulement à répondre à de nouveaux besoins énergétiques et à une consommation efficace, mais également à garantir le fonctionnement sûr et stable des futurs besoins du réseau, avec inévitabilité et faisabilité.
Au niveau du système, les grandes centrales de stockage d'énergie indépendantes permettent d'atteindre plus efficacement les objectifs susmentionnés. Des normes de construction normalisées améliorent la fiabilité du système. La gestion unifiée de la programmation du réseau favorise une nouvelle consommation d'énergie et favorise l'ouverture rapide de nouveaux modèles économiques de stockage d'énergie. Le modèle économique de « stockage d'énergie partagé » peut favoriser l'optimisation des avantages économiques et sociaux des projets d'éclairage et de stockage.
Boland Renewable Energy Co., LTD., entreprise intégrée de production d'énergie nouvelle, vous propose des solutions intégrées de haute qualité pour l'énergie éolienne, l'énergie solaire et le stockage d'énergie. Boland est désormais une filiale de CRRC et est responsable du développement international des activités éoliennes et solaires de CRRC. Nous disposons d'une chaîne d'approvisionnement interne et d'un réseau de services relativement complets, ainsi que d'une excellente qualité de produits et de technologies.
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