2014年将会是全球储能
光伏系统进一步加温甚至大热的一年,主要原因是由于其广泛的适用性和兼容性。由于光伏发电自身的不稳定性和发电时间段的局限性,商业用的系统依然是传统的光伏系统的最优选:峰值日照时段通常是商业楼用电高峰期,可以实现有效的自发自用并且最大化的消化太阳能发的电。然而屋顶住户的分布式系统近几年也发展十分迅速,在部分地区的渗透率甚至远高于商用系统。此时就出现了两个不可避免的问题,其一,在正午时分系统满功率发电时,由于屋内没有运行足够消化电量的负载,这些电将会直接注入当地电网。如果一个街道接连数家住户都安装了太阳能系统,该街道的电网的相电压在正午时分非常容易超出标准范围。此时,有些逆变器就无法启动,甚至用户部分的用电器出于自身保护也将会断开电网,造成意外停机。其二,现在全球大环境是在不断地削减上网电价的。澳大利亚的部分州政府甚至让当地电网公司自己定价,这就导致所谓的余电上网变得更不经济,尤其是这种“屋中无人”的大批量电能“流失”的情况。储能系统的概念作为一种解决方案在业内被提出,并且由于其可以令人满意的兼容在独立系统,微网系统以及并网系统中而逐渐被重视并流行起来。
图一:光伏储能系统 (图片来源:Selectronic Austrlia) 储能光伏系统指的是光伏阵列匹配蓄电池来改变传统的光伏系统对于负载的输电量和放电时间。由于储能系统的引入,峰值区间内负载不能消化的电量可以被蓄电池库储存起来,当无光伏发电或光伏供电量不够时进行发电补偿。储能系统可以有效的改善系统供电时间段以及供电的合理性,常见系统结构的可以分为三类:
1.独立储能系统
2.并网储能系统
3.储能配备发电机系统
相比于前两种系统,配发电机的系统因为需要燃料,较大噪音以及低效率等原因处在逐渐被淘汰的趋势,除了特殊的地区和特定的条件,目前鲜有储能系统选择匹配发电机。该系统也将不在本文讨论范围之内。而对于独立和并网的储能系统,目前比较主流的是“DC Coupling”和“AC Coupling”两种拓扑结构,本文也将分析和比较两种拓扑结构的优缺点以及在实际情况下的适用性。