A tecnologia de armazenamento de energia ajuda os projetos fotovoltaicos (FV) a reduzir o desperdício de eletricidade e garante a integração em larga escala dos sistemas FV à rede elétrica. Dentre as tecnologias de armazenamento de energia atualmente consolidadas e comercializadas, o armazenamento eletroquímico de energia é adequado para integração com projetos FV devido às suas vantagens de não ser afetado por condições naturais, apresentar resposta rápida e longa vida útil.
I. Sistema Fotovoltaico
A geração de energia fotovoltaica, também conhecida como geração de energia solar fotovoltaica, é uma tecnologia que converte energia luminosa em energia elétrica utilizando o efeito fotoelétrico na interface de semicondutores. Ela consiste principalmente em três partes: painéis solares (módulos fotovoltaicos), controladores e inversores.
As centrais fotovoltaicas podem ser divididas, de forma geral, em duas categorias com base na disposição dos componentes: centrais fotovoltaicas centralizadas e centrais fotovoltaicas distribuídas.
Usinas fotovoltaicas centralizadas: São usinas fotovoltaicas de grande escala construídas em vastas áreas, como desertos, com a eletricidade gerada integrada diretamente à rede pública e conectada ao sistema de transmissão de alta tensão para abastecer cargas distantes. São comuns em regiões como Qinghai, Ningxia, Gansu e Xinjiang.
Usinas fotovoltaicas distribuídas: Essas usinas são construídas e operadas nas instalações do usuário ou em suas proximidades, principalmente para autoconsumo, com o excedente de energia sendo injetado na rede. Elas geralmente utilizam telhados, garagens e outras áreas dispersas para a construção das usinas fotovoltaicas e são comuns no sul e norte da China. O desenvolvimento da energia fotovoltaica distribuída enfrentou desafios inicialmente devido à necessidade de controle de escala. No entanto, tornou-se um tema de grande interesse no setor devido à política de "projeto piloto de geração distribuída em todo o município".
II. Métodos de integração de sistemas de armazenamento de energia
As centrais fotovoltaicas podem adotar duas abordagens técnicas: integração centralizada no lado CA e integração distribuída no lado CC.
Integração centralizada do lado do ar condicionado:
Nessa abordagem, o conjunto de baterias de armazenamento de energia é posicionado centralmente na estação de elevação/comutação da usina. A energia CC é invertida e amplificada antes de ser conectada ao barramento CA da estação de elevação, com as trocas de energia entre o sistema de armazenamento e o sistema elétrico sendo controladas pelo despacho. Esse método requer a configuração de múltiplos PCS (Sistemas de Conversão de Energia) para operação em paralelo e a adição de transformadores de elevação e dispositivos de distribuição.
Integração distribuída no lado do data center:
Este método distribui unidades de armazenamento de energia em vários subconjuntos fotovoltaicos, com cada subconjunto equipado com seu próprio dispositivo de armazenamento de energia, composto principalmente por um inversor fotovoltaico, um transformador elevador, um módulo CC/CC e uma bateria de armazenamento. Neste esquema de armazenamento de energia distribuído, a comunicação entre o módulo CC/CC e o inversor fotovoltaico pode suavizar a saída de energia, mas não permite o armazenamento do excesso de energia no lado CA. Para obter fluxo de energia bidirecional, o inversor fotovoltaico unidirecional precisa ser substituído por um sistema de controle de potência bidirecional.
Para usinas fotovoltaicas existentes, o método de integração distribuída pelo lado CC enfrenta limitações devido ao espaço restrito para a instalação de equipamentos e às significativas modificações na fiação elétrica, exigindo longos períodos de interrupção de energia para a modernização, o que acarreta custos mais elevados.
A aplicação de sistemas de armazenamento eletroquímico de energia em projetos fotovoltaicos garante a qualidade e a compatibilidade com a rede da energia limpa fornecida, atendendo aos requisitos obrigatórios de armazenamento de energia das concessionárias. Também resolve o problema da redução da geração de luz e diminui o desperdício de recursos.
