Dizajn a obchodný model fotovoltaických skladovacích a nabíjacích systémov

I. Definícia scenára
Vďaka rýchlej popularite elektrických vozidiel rastie dopyt po nabíjacích zariadeniach. Rôzne scenáre nabíjania však majú rôzne potreby nabíjacích zariadení. Preto pri plánovaní nabíjacích zariadení musíme zvážiť rôzne scenáre a potreby.

Najprv musíme určiť scenáre nabíjania. Rôzne scenáre, ako sú mesto, diaľnica a park, majú rôzne potreby. V scenári mesta sú dominantné súkromné autá, takže pomalé nabíjačky plug-and-play môžu uspokojiť dopyt a chrániť batériu. Vo vysokorýchlostných scenároch prevládajú vozidlá na veľké vzdialenosti a na splnenie časovo kritických požiadaviek je potrebných veľké množstvo rýchlo nabíjacích hromád. Podľa Whitepaper sa viac ako 70 percent používateľov domnieva, že nabíjanie frontov v oblastiach vysokorýchlostných služieb sú príliš dlhé a takmer 50 percent zákazníkov sa domnieva, že energia je príliš nízka a potrebná rýchlejšia hromada.

Scenáre však nie sú príliš jasne vymedzené a niekedy je potrebné zvážiť prekrytie dopytu vo viacerých scenároch, takže musíme vziať do úvahy skutočnú situáciu zaťaženia za kapacitu a pridelenie energie.

2. Úvod systému
Bežný optický ukladací a nabíjací systém vo všeobecnosti obsahuje štyri hlavné časti, ktoré sú platformovým systémom, systém nabíjania, distribučný systém energie a bezpečnostný systém. Medzi nimi je systém služieb platformy jadrom celého systému vrátane monitorovania systému, získavania údajov, diaľkového ovládania a ďalších funkcií. Prostredníctvom systému služieb platformy je možné realizovať monitorovanie a správu optického ukladacieho a nabíjacieho systému v reálnom čase, aby sa zabezpečila normálna prevádzka systému a zvýšila efektívnosť služieb nabíjania.

Nabíjací systém je hlavným zariadením optického ukladacieho a nabíjacieho systému vrátane meniča, PV modulu, batérie, hromady nabíjania atď. PV panely sú základnou súčasťou optického ukladacieho a nabíjacieho systému. Systém distribúcie energie zahŕňa hlavne transformátory, rozvádzače, káble a iné vybavenie. Prostredníctvom systému distribúcie energie môže dosiahnuť primeranú distribúciu a reguláciu energie generovanej optickým ukladaním a nabíjacím systémom. Bezpečnostný systém zahŕňa hlavne monitorovanie videa, alarmový systém atď. Prostredníctvom bezpečnostného systému je možné vykonať monitorovanie a správu nabíjacích zariadení v reálnom čase a v čase je možné nájsť a vyriešiť možné bezpečnostné riziká.
 

3.1 Spontánny režim sebaužívania
Hlavným cieľom tohto modelu je využiť čo najviac energie z generovania PV a uprednostňovať nabíjanie EV. Ako príklad, na parkovisku nákupného centra sa večer prihlási veľké množstvo EV, keď je generácia PV už slabá. Preto je potrebné uchovávať určité množstvo energie počas generovania vrcholov PV a používa sa počas večerného vrcholu. Okrem toho prístup veľkého počtu EV môže viesť k nárazom načítania, ktoré je potrebné vyrovnávať a regulovať pomocou zariadení na ukladanie energie. Batérie je možné uprednostňovať nabíjanie EV, keď je PV bohatá, a prebytočný výkon sa môže skladovať v batériách, aby sa splnili skoré ranné alebo nočné požiadavky na energiu. Súčasne musí systém fotovoltaického skladovania a nabíjania zvážiť aj prístupovú kapacitu PV, nabíjanie a vypúšťanie batérie a vzťah medzi tvorbou PV a spotrebou energie EV, aby sa vytvorilo najoptimálnejšie strategické plánovanie.

3.2 Reakcia na tarifný model zdieľania času
Rôzne regióny prijímajú rôzne ceny nabíjania elektrickej energie v rôznych časových obdobiach, aby povzbudili stranu spotreby energie, aby sa pokúsila zachovať rovnováhu spotreby energie. Pri hromadách nabíjania elektrických vozidiel sa cena nabíjania zvýši počas špičkových hodín, keď systém optického skladovania a nabíjania môže uložiť energiu, keď FV energia preteká a využíva ju počas špičkových hodín nabíjania. Konštrukcia tohto systému nabíjania fotovoltaického úložného priestoru musí zvážiť rozdiel v cene vrcholu a spotreba elektrickej energie s špičkou, napríklad maximálna cena 1,14, cena údolia 0,31, cenové rozdiely s najvyššou cenou, a zároveň je táto maximálna cena za špičkovú cenu EV, takže môže byť väčší návrat. Na rozdiel od sebestačnosti a samostatnej spotreby, tarify zdieľajúce časy reagujú na cenu.
 

3.3 pohotovostný režim
Dopyt po zálohovaní energie pozostáva z troch hlavných kategórií. Prvým je tuhý dopyt, ktorý si vyžaduje využitie skladovania energie na rozšírenie kapacity na zníženie tlaku transformátorov v dôsledku obmedzenej kapacity transformátora a vysokých nákladov na dodávku energie. Druhým je núdzový dopyt, napríklad keď je energia v lete obmedzená, zálohovanie energie môže podporovať dopyt po nabíjaní elektrických vozidiel, zatiaľ čo systém optického skladovania a nabíjania je tiež mikrogrid, ktorý môže tiež podporovať dôležité vybavenie v režime mimo mriežky. Treťou kategóriou sú výlučne scenáre mimo siete, kde je potrebné nakonfigurovať väčšiu kapacitu batérie, aby sa zabezpečilo, že dopyt po energii je splnený v rôznych časoch.

3.4 Manažment dopytu a rozširovanie dynamickej kapacity
Dopyt sa vzťahuje na skutočnosť, že spoločnosť siete v pravidelných intervaloch zistí, či energia zakúpená závodom prekračuje vykázanú hodnotu dopytu, a ak ju prekročí, účtuje ďalší poplatok. V súčasnosti môže systém skladovania energie zistiť silu bodu mriežky, akonáhle veľké množstvo prístupu na nabíjanie, nákup energie rýchlo presahuje dopyt, ukladanie energie sa vypustí, aby sa predišlo ďalšiemu náboju. Zvýšenie dynamickej kapacity na druhej strane znamená, že keď nákupná sila závodu prekročí kapacitu transformátora, batéria vypúšťa uloženú rezervnú energiu na zníženie špičkového výkonu, čím sa zníži náklady na zvýšenie kapacity transformátora. Tento scenár je častejší, keď sú hromady nabíjania EV spojené vo veľkom počte. Konštrukcia tohto typu elektrárne musí zvážiť systémovú silu, aby splnila používanie hromady nabíjania. Je tiež potrebné nastaviť režim odozvy, ktorý dokáže automaticky vypustiť batériu, keď zakúpený napájok presiahne nastavenú hodnotu. Okrem toho návrh softvéru EMS, ako napríklad nastavenie rotujúceho nabíjania nabíjania a zníženie nabíjacej energie, môže tiež znížiť množstvo okamžitého výkonu zakúpeného z mriežky.

4.1 Zapnutie a vypnutie mriežky
Za normálnych okolností bude záťaž čerpať napájanie z mriežky, ale keď je mriežka náhle odpojená, systém automaticky prepne na energiu batérie a rýchlo sa odpojí od distribučnej mriežky, čím sa zabezpečí, že sa nevytvoria žiadne ostrovy a nebude spôsobené žiadne riziká personálu údržby mriežky.

4.2 rezervácia batérie
Nastavením DOD batérie, tj hĺbka vybíjania batérie, keď je napájanie batérie nižší ako tento DOD, môže sa nabíjať iba a nedá sa vypustiť, čím si uvedomí rezerváciu energie. Týmto spôsobom je systém na uchovávanie energie schopný reagovať na spotrebu špičkovej energie hromady nabíjania včas a zároveň vyhovovať potrebám taríf zdieľania času, riadenia dopytu, rozširovania dynamickej kapacity a ďalších scenárov.

4.3 Trojfázový nevyvážený výstup
Pretože niektoré hromady nabíjania s vysokým výkonom sú jednofázové a výkonová mriežka je trojfázová, jedna z fáz môže mať vyššiu relatívnu nabíjačku a niektoré miestne energetické mriežky si vyžadujú trojfázové vyváženie. Preto musí mať systém ukladania energie funkciu trojfázového nevyváženého výstupu alebo nevyváženého nabíjania, aby vyhovoval potrebám rôznych zaťažení.

4.4 Monitorovanie záťaže
Systém na uchovávanie energie musí mať tiež funkcie, ako je monitorovanie záťaže, aby sa vykonával monitorovanie v reálnom čase a analýza údajov o spotrebe energie a príjmoch, a existuje veľa funkcií, ktoré sa môžu v tejto časti vyvíjať, napríklad príjmy z spotreby energie, príjmy z uhlíka atď. Okrem toho sú nasledujúce funkcie bežné aj v špeciálnych scenároch, niektoré z optickej úložnej nabíjacej stanice požadované funkcie.
 

Viaceré aplikačné scenáre znamenajú viac obchodných modelov. Keď sa budúcnosť nabíjania optického ukladania stane nabíjaním a vypúšťaním optického ukladania, bude schopná vstúpiť na trh s energiou, realizovať pomocné služby a dokonca získať obchodovanie s uhlíkom. Okrem toho sa nabíjanie optického ukladania môže kombinovať aj s vznikajúcimi technológiami. Napríklad použitie technológie AI na analýzu údajov, na dosiahnutie inteligentnej predikcie generovania fotovoltaickej energie, podnikového zaťaženia, ceny elektrickej energie a ďalších faktorov a optimalizáciu energie plánovania systému. To je, keď sa stratégia neobmedzuje iba na jednoduchú samosprávu alebo tarify na zdieľanie času, ale zložitejší a ekonomickejší spôsob prevádzky. Ďalším príkladom je DC Microgrid, Optical Storage Direct Flexibilný je tiež horúcou témou v tejto fáze, ale v dôsledku relatívneho oneskorenia v štandardoch nie sú zaťaženie DC tiež definované vo veľkom meradle, takže neexistuje široká škála aplikácií, ale v budúcnosti ide o silnú koreláciu s optickým nabíjacím poľom.