La tecnologia di accumulo energetico aiuta i progetti fotovoltaici (FV) a ridurre le interruzioni di corrente e garantisce l'integrazione su larga scala dei sistemi FV nella rete elettrica. Tra le tecnologie di accumulo energetico attualmente mature e commercializzate, l'accumulo elettrochimico è particolarmente adatto all'integrazione con i progetti FV grazie ai suoi vantaggi, quali l'insensibilità alle condizioni ambientali, la rapidità di risposta e la lunga durata del ciclo di vita.
I. Sistema fotovoltaico
La generazione di energia fotovoltaica, nota anche come produzione di energia solare fotovoltaica, è una tecnologia che converte l'energia luminosa in energia elettrica sfruttando l'effetto fotoelettrico all'interfaccia del semiconduttore. Si compone principalmente di tre parti: pannelli solari (moduli fotovoltaici), regolatori e inverter.
Le centrali fotovoltaiche possono essere suddivise approssimativamente in due categorie in base alla disposizione dei componenti: centrali fotovoltaiche centralizzate e centrali fotovoltaiche distribuite.
Centrali fotovoltaiche: si tratta di centrali fotovoltaiche su larga scala costruite in vaste aree come i deserti, con l'elettricità prodotta integrata direttamente nella rete pubblica e collegata al sistema di trasmissione ad alta tensione per alimentare utenze distanti. Sono comunemente presenti in regioni come Qinghai, Ningxia, Gansu e Xinjiang.
Centrali fotovoltaiche distribuite: queste centrali vengono costruite e gestite all'interno o in prossimità delle proprietà dell'utente, principalmente per l'autoconsumo, con l'eventuale surplus di energia elettrica immesso nella rete. In genere utilizzano tetti, tettoie per auto e altre aree disperse per la costruzione di centrali fotovoltaiche e sono comuni nella Cina meridionale e settentrionale. Lo sviluppo del fotovoltaico distribuito ha incontrato in passato delle difficoltà a causa della necessità di rispettare le normative di gestione delle economie di scala. Tuttavia, è diventato un argomento di grande attualità nel settore grazie alla politica del "progetto pilota di distribuzione a livello di contea".
II. Metodi di integrazione dei sistemi di accumulo di energia
Gli impianti fotovoltaici possono adottare due approcci tecnici: l'integrazione centralizzata sul lato CA e l'integrazione distribuita sul lato CC.
Integrazione centralizzata lato AC:
In questo approccio, il pacco batterie per l'accumulo di energia è posizionato centralmente presso la sottostazione di trasformazione/commutazione della centrale elettrica. La corrente continua viene invertita e amplificata prima di essere collegata al bus CA della sottostazione, con gli scambi di energia tra il sistema di accumulo e la rete elettrica controllati dal sistema di dispacciamento. Questo metodo richiede la configurazione di più sistemi di conversione di potenza (PCS) per il funzionamento in parallelo e l'aggiunta di trasformatori di trasformazione e dispositivi di distribuzione.
Integrazione distribuita lato DC:
Questo metodo distribuisce le unità di accumulo di energia su vari sotto-array fotovoltaici, ciascuno dotato di un proprio dispositivo di accumulo, costituito principalmente da un inverter fotovoltaico, un trasformatore di potenza, un modulo CC/CC e una batteria di accumulo. In questo schema di accumulo distribuito, la comunicazione tra il modulo CC/CC e l'inverter fotovoltaico può stabilizzare la potenza in uscita, ma non può immagazzinare l'energia in eccesso sul lato CA. Per ottenere un flusso di potenza bidirezionale, l'inverter fotovoltaico unidirezionale deve essere sostituito con un sistema di conversione di potenza bidirezionale (PCS).
Per le centrali fotovoltaiche esistenti, il metodo di integrazione distribuita sul lato CC presenta delle limitazioni dovute allo spazio limitato per l'installazione delle apparecchiature e alle significative modifiche al cablaggio elettrico, che richiedono lunghe interruzioni di corrente per gli interventi di ammodernamento, con conseguenti costi più elevati.
L'applicazione di sistemi di accumulo elettrochimico di energia ai progetti fotovoltaici garantisce la qualità e la compatibilità con la rete dell'energia pulita, soddisfacendo i requisiti obbligatori di accumulo energetico imposti dalle società di gestione della rete. Risolve inoltre il problema delle interruzioni di corrente e riduce lo spreco di risorse.
