Trang chủ Doanh nghiệp & sản phẩm Doanh nghiệp & sản phẩm Giải pháp nguồn cho hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hộ gia đình

Giải pháp nguồn cho hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời hộ gia đình

Tóm tắt: Kỷ nguyên thông tin thông minh đang làm tăng đột biến nhu cầu sử dụng điện năng, khiến chúng ta phải đi tìm cách tạo năng lượng xanh do sức ép của ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và tiêu thụ năng lượng. Việc phát điện năng bằng năng lượng mặt trời (Solar PV Power) được kỳ vọng sẽ giảm bớt sức ép này. Với sự hỗ trợ của chính phủ và chi phí tạo ra điện năng thấp hơn, các hệ thông lưu trữ năng lượng đã được mang tới hàng chục ngàn hộ gia đình. MORNSUN cung cấp giải pháp nguồn tổng thể cho toàn bộ hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình, giúp đơn giản hóa thiết kế của khách hàng và tăng độ tin cậy của hệ thống.

Từ khóa: Hệ thống phát điện mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng, giải pháp nguồn, MORNSUN

Giới thiệu hệ thống lưu trữ năng lượng cho hộ gia đình

Với việc đang tiếp tục xây dựng Dự luật The Million Solar Roofs (Hoa Kỳ) và Energiewende (được coi là chuyển đổi năng lượng”, tại Đức), hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình được giới thiệu rộng rãi ở hơn 50 quốc gia trên thế giới, đặc biệt là khi chính phủ các nước đưa ra mức trợ cấp cao cho các hộ gia đình để ứng dụng phát điện năng lượng măt trời. Kết quả là, hầu hết các gia đình không chỉ đạt được đủ điện năng cho gia đình mà còn lưu trữ điện thừa. Nhu cầu thị trường đối với hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình đang tăng lên.

Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình tương tự như trạm thu năng lượng cỡ nhỏ, trong khi hoạt động của nó không chịu sức ép của bản thân hệ thống phát điện này. Khối pin trong hệ thống này tự nạp điện trong thời gian sử dụng điện và phát điện giải phóng trong thời gian sử dụng hoặc tắt nguồn điện. Ngoài việc sử dụng như một nguồn điện khẩn cấp, hệ thống có thể cân bằng tải điện, do đó tiết kiệm chi phí điện gia đình.

Nhu cầu thị trường hiện tại đối với hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình dựa nhiều hơn vào nhu cầu cấp điện khẩn cấp. Tuy nhiên, trong mắt của các chuyên gia trong ngành, thị trường hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình là sáng sủa và đầy hứa hẹn. Nó kết hợp hệ thống phát điện năng lượng mới, cụ thể là năng lượng mặt trời, và mặt khác thúc đẩy năng lượng mới này, góp phần xây dựng mạng lưới điện thông minh.

Cấu trúc và các thành phần của hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình

Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình hiện được chia thành hai loại, loại kết nối lưới điện và loại độc lập không kết nối lưới điện.

Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình sử dụng lưới điện được kết hợp với năng lượng mặt trời và hệ thống lưu trữ năng lượng, bao gồm 5 phần: mảng năng lượng mặt trời, bộ biến tần kết nối lưới, hệ thống quản lý BMS, pin và tải AC. Khi lưới điện hoạt động bình thường, hệ thống kết nối lưới điện mặt trời này và lưới điện cùng cấp điện cho tải. Khi điện lưới bị tắt, hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống kết nối lưới điện mặt trời cùng cấp điện cho tải. Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình kết nối lưới được chia thành ba chế độ làm việc. Chế độ I, năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng lưu trữ và cấp điện cho tiện ích. Chế độ II, năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng lưu trữ và cung cấp một phần điện dân cư. Chế độ III, năng lượng mặt trời chỉ cung cấp năng lượng lưu trữ. Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình có lưới nối như thể hiện trong sơ đồ 1:

Không có văn bản thay thế tự động nào.

Sơ đồ 1: Hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới điện (nguồn: www.fortunenergy.com)

Hệ thống lưu trữ năng lượng không nối lưới cho hộ gia đình là một hệ thống độc lập, không có kết nối điện nào với lưới điện. Do đó toàn bộ hệ thống không cần biến tần kết nối lưới điện ngoại trừ biến tần PV. Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình không nối lưới cũng được chia thành ba chế độ làm việc. Mô hình I, năng lượng mặt trời cung cấp năng lượng lưu giữ và cấp điện cho các khu dân cư trong những ngày nắng. Chế độ II, năng lượng mặt trời và năng lượng dự trữ pin điện dân cư trong những ngày nhiều mây. Chế độ III, pin dự trữ năng lượng cấp điện dân cư vào lúc hoàng hôn và vào những ngày mưa. Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình không nối lưới được thể hiện trong sơ đồ 2:

Không có văn bản thay thế tự động nào.

 

Sơ đồ 2: Hệ thống lưu trữ năng lượng không kết nối lưới điện cho hộ gia đình (nguồn: www.fortunenergy.com)

Tóm lại, nhu cầu thiết bị lưu trữ năng lượng hiện nay chủ yếu là hệ thống quản lý BMS, biến tần kết nối lưới điện PV và bộ lưu trữ năng lượng. Kết hợp các nhu cầu này với yêu cầu cách ly an toàn của các mạch đơn vị của hệ thống PV, MORNSUN đưa ra một giải pháp năng lượng hoàn chỉnh của bộ điều khiển.

Giải pháp nguồn cho hệ thống quản lý BMS

Pin là thiết bị lưu trữ năng lượng cốt lõi của hệ thống và cần phải được theo dõi tình trạng trực tuyến trong thời gian thực, do đó, tầm quan trọng của BMS là hiển nhiên. Trong hệ thống quản lý BMS, BCU giao tiếp thời gian thực của với CAN bus và BMU để có được điện áp monomer, nhiệt độ tủ, điện kháng cách ly và các thiết bị khác, với bộ cảm biến dòng để thu thập thông tin dòng điện nạp và dòng điện xả và tính toán động SOC và với màn hình cảm ứng để hiển thị dữ liệu có liên quan . BCU tính toán và phân tích tất cả các thông tin của pin và sau đó quản lý thông minh hệ thống này, giao tiếp với bus CAN độc lập và đạt được bảo vệ thứ cấp của nạp và xả qua một rơ-le. Điều này đảm bảo sự cô lập hiệu quả khi điện mạnh và điện yếu, đáp ứng nhu cầu của khách hàng về kiểm soát an ninh đa dạng và đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống.

 Không có văn bản thay thế tự động nào.

Sơ đồ 3: Giải pháp nguồn cho hệ thống quản lý BMS

Như thể hiện trong sơ đồ 3, chuyển đổi điện áp cách ly là cốt lõi chính của giải pháp nguồn điện cho hệ thống quản lý BMS trong hệ thống lưu trữ năng lượng. Bộ điều khiển chính chủ yếu dựa trên hệ thống 24VDC, và công suất của toàn bộ bộ điều khiển chính dưới 5W. Do đó, URB2405YMD-10WR3 cung cấp điện áp đầu ra 5VDC được khuyến khích để cấp nguồn cho F0505XT-1WR2 và LDO. LDO chuyển đổi 5VDC thành điện áp đầu ra 3.3V để cấp nguồn cho MCU. Sáu mô đun F0505XT-1WR2 trong hệ thống được sử dụng để cấp nguồn cho bốn mô đun CAN, mạch phát hiện điện áp, mạch phát hiện cách ly và mạch phát hiện dòng điện, đồng thời cách ly mạch điện nguồn, mạch tín hiệu và mô đun truyền thông cùng một lúc để giảm nhiễu và cải thiện tính ổn định và độ tin cậy. Thêm vào đó, bộ cấp nguồn  MORNSUN CF0505XT-1WR2 được sử dụng rộng rãi trong hệ thống BMS ô tô.

Giải pháp nguồn cho khối Giám sát Inverter Solar PV.

Các thành phần PV năng lượng mặt trời hội tụ năng lượng và biến tần chuyển đổi DC thành AC. Quá trình biến tần cần được theo dõi, kiểm soát và truyền đạt để đảm bảo điện áp đáp ứng yêu cầu. Đơn vị giám sát này có thể trực tiếp nhận được điện từ tiện ích.

Như thể hiện trong sơ đồ 4, dòng LH series trực tiếp nhận nguồn điện từ lưới điện và chuyển đổi nó thành điện áp đầu ra 24V, được chuyển thành điện áp ra 5VDC bằng bộ điều chỉnh chuyển mạch không cách ly K7805-500R3. B0503XT-2WR2 cung cấp đầu ra 3.3V để cấp điện cho MCU với chức năng cách ly. TD501D485H tốc độ cao độc lập có thể ngăn cản nhiễu điện từ và tăng khả năng chống lại vòng lặp của mặt đất để bảo vệ mạch hệ thống khỏi mạng bên ngoài. Ngoài ra, MORNSUN phát triển một trình điều khiển cách ly QP12W08S-37 tích hợpmô đun chuyển đổi DC / DC, chuyên dụng cho IGBT toàn cầu, để đơn giản hóa việc thiết kế mạch điều khiển theo hướng của khách hàng và nâng cao độ tin cậy.

Không có văn bản thay thế tự động nào.

Sơ đồ 4: Giải pháp cho khối giám sát biến tần

Giải pháp nguồn kết nối mạng lưới điện cho khối giám sát biến tần năng lượng mặt trời

Biến tần năng lượng mặt trời PV kết nối lưới điện, còn được gọi là bộ biến tần lưu trữ năng lượng hai chiều, bộ điều khiển và biến tần tích hợp, bao gồm các khối AC-DC, DC-DC, khối điều khiển, khối truyền thông tin và bộ phận chuyển tiếp. Biến tần lưu trữ năng lượng hai chiều được cung cấp từ hai loại thiết bị cấp điện. Một là từ tiện ích, và một là từ các tấm pin mặt trời.

Không có văn bản thay thế tự động nào.

Sơ đồ 5: Giải pháp nguồn cho khối giám sát bộ biến tần kết nối lưới điện trong năng lượng mặt trời.

Như trong Hình 5, việc lựa chọn nguồn AC / DC Converter chủ yếu xem xét cấp nguồn cho board mạch điều khiển chính và quạt. Công suất thiết bị trong hệ thống trên là 15KW. Bộ chuyển đổi AC / DC LH40-10B24 cung cấp điện áp đầu ra 24V được khuyến cáo để cấp nguồn cho quạt và bảng điều khiển chính này. Đối với bảng điều khiển chính, bạn nên sử dụng bộ chuyển đổi R3 DC / DC URB2415YMD-10WR3 để điều khiển trình điều khiển IGBT và URB2405YMD-6WR3 để cấp nguồn cho mô đun MCU và mô đun truyền thông. Dòng sản phẩm URB_YMD-6 / 10WR3 áp dụng quy trình sản xuất tự động hoàn toàn, giảm đáng kể chi phí lao động. Với hiệu năng vượt trội hơn so với các đối thủ và hiệu quả chi phí cao, chúng đáp ứng đầy đủ nhu cầu chi phí tổng thể của ngành công nghiệp năng lượng mặt trời PV.

Các module MORNSUN liên quan đến giải pháp

Wide input voltage isolated DC/DC Converters Features:

Wide input voltage range (4:1)

Operating temperature range: -40℃ to +85℃

Isolation: 1500VDC

Light-load efficiency high up to 78%, ripple & noise as low as 50mV

No-load power consumption as low as 0.12W

Input under-voltage, output short-circuit, over-current and over-voltage protections

Meet CISPR22/EN55022 CLASS A, without external components

UL60950,EN60950 and IEC60950 approval

Fixed input voltage isolated DC/DC Converters

Features: Continuous short-circuit protection

Operating temperature range: -40℃ to +105℃

Isolation: 3000VDC

Ripple & noise as low as 50mV

High efficiency up to 80%

Isolated AC/DC Converters Features:

Universal input voltage range: 85-264VAC/100-370VDC

Regulated output, low ripple & noise

Isolation: 3000VAC

Output short-circuit, over-current and over–voltage protections

IEC60950, UL60950, EN60950 approval

Plastic case, meeting UL94V-0

Dần dần các hệ thống lưu trữ năng lượng ở quy mô phổ biến và quy mô lớn và loại phổ biến cho các hộ gia đình là một xu hướng phát triển hợp lý cho nhu cầu năng lượng của thế giới. Tham gia tích cực vào sự phát triển công nghệ năng lượng xanh và kết hợp nền tảng công nghệ của chúng tôi với khả năng đổi mới độc lập,  MORNSUN cung cấp một giải pháp nguồn đầy đủ cho hệ thống để đơn giản hóa việc thiết kế mạch, giảm chi phí xây dựng và bảo dưỡng hộ gia đình và cải thiện tính ổn định, an ninh và độ tin cậy của hệ thống .

Tham khảo:

1. THE GERMAN ENERGIEWENDE BOOK. Craig Morris, Martin Pehnt. 12/2016.

2. The Energy Storage Market in Germany - Issue 2017/2018. Germany Trade & invest. 2017.

3. THE CALIFORNIA MILLION SOLAR ROOFS INITIATIVE. SCCGOV. 

4. Lithium battery is expected to dominate the household energy storage market. www.kuyibu.com. 2014. 


Newer news items:
Older news items:

 

Mới cập nhật

Tìm kiếm

Quảng cáo&Liên kết