Estado de aplicación y perspectivas de desarrollo de la fotovoltaica distribuida en China
Bajo el doble efecto de la rápida reducción de costes y las políticas de subvenciones, pv distribuida Las centrales eléctricas de construcción descentralizada a pequeña escala en el lado del consumo de energía se han desarrollado rápidamente.
Tendencia de desarrollo de la fotovoltaica distribuida en China
Desde 2021, la nueva capacidad fotovoltaica distribuida instalada en China ha superado por primera vez a la fotovoltaica centralizada, mientras que la capacidad fotovoltaica doméstica instalada ha experimentado un crecimiento explosivo, con una capacidad instalada adicional de 21,5 GW, lo que representa casi tres cuartas partes de la nueva capacidad fotovoltaica distribuida instalada.
Es previsible que la capacidad instalada fotovoltaica distribuida de China siga manteniendo un rápido ritmo de crecimiento, y la fotovoltaica distribuida también se integrará profundamente en el nuevo sistema eléctrico con la ayuda de la innovación tecnológica.
Principales escenarios de aplicación de la fotovoltaica distribuida
El sistema de generación de energía fotovoltaica distribuida tiene una capacidad instalada pequeña y formas flexibles. En las vastas zonas urbanas y rurales, es fácil combinarlo con centros de carga y espacios ociosos.
En la actualidad, los ámbitos de la construcción, el transporte, la agricultura de instalaciones y las comunicaciones se han convertido en los principales escenarios de aplicación de la fotovoltaica distribuida, y la integración funcional de los sistemas de generación de energía fotovoltaica con los emplazamientos e instalaciones se realiza en forma de "fotovoltaica +".
Fotovoltaica + Arquitectura
Existen dos tipos de sistemas fotovoltaicos distribuidos en edificios: las centrales fotovoltaicas instaladas (BAPV) y las centrales fotovoltaicas integradas en edificios (BIPV).
La central fotovoltaica sobre cubierta más utilizada pertenece al sistema BAPV; el sistema BIPV se refiere al uso de módulos fotovoltaicos como materiales de construcción para formar parte del propio edificio, como muros cortina fotovoltaicos, parasoles fotovoltaicos, cubiertas fotovoltaicas que sustituyen directamente a las cubiertas de tejas de acero de colores, etc.
La instalación de centrales fotovoltaicas en tejados y BIPV puede proteger el edificio de la exposición directa al viento y la lluvia. La superficie lisa de los módulos fotovoltaicos puede reflejar parte de los rayos solares y absorber 80% de la luz y el calor al mismo tiempo.
Este calor se acumula en los paneles fotovoltaicos, se transfiere en parte a las tejas de abajo por conducción térmica y en parte se disipa en el aire, con lo que la conducción de calor al tejado es más limitada.
Fotovoltaica + Transporte
Con la popularidad de los vehículos eléctricos, la cochera integrada de almacenamiento y carga de luz se ha convertido en una popular forma de aplicación de la fotovoltaica distribuida. El sistema fotovoltaico carga los vehículos eléctricos in situ y la energía sobrante se conecta a Internet.
El sistema de almacenamiento de energía distribuida también puede utilizarse para desplazar la energía en el tiempo, a fin de suavizar las fluctuaciones de la generación de energía fotovoltaica y la carga. En la red viaria pública, las farolas fotovoltaicas son la forma de energía fotovoltaica distribuida más antigua y utilizada.
En los últimos años, también han surgido en gran número paradas de autobús fotovoltaicas, gasolineras fotovoltaicas y centrales fotovoltaicas de protección de taludes de carreteras, y también han aparecido aplicaciones exploratorias como baldosas fotovoltaicas y carreteras fotovoltaicas.
Fotovoltaica + Comunicación
Con la ampliación de la cobertura de los servicios de comunicación de China y la modernización de las tecnologías de comunicación, se han hecho cada vez más patentes los inconvenientes del suministro eléctrico de las estaciones base de comunicación en zonas remotas y el fuerte aumento del consumo eléctrico de los equipos de las estaciones base.
Por lo tanto, el apoyo a las centrales de energía fotovoltaica distribuida para las estaciones base de comunicaciones y el suministro de energía a nivel local puede reducir eficazmente los costes de suministro de energía y mejorar las capacidades de garantía de suministro de energía.
Fotovoltaica + Agricultura de instalaciones
Instalar sistemas distribuidos de generación de energía fotovoltaica en instalaciones de plantación como invernaderos solares, invernaderos de cristal e instalaciones de cría como establos y gallineros, que pueden suministrar energía para calefacción, suministro de líquidos e iluminación de equipos de luz suplementarios in situ.
Esto no sólo puede reducir el coste del consumo de electricidad, sino también aportar beneficios de generación de energía a las zonas rurales mediante el uso del excedente de electricidad para conectarse a la red, y al mismo tiempo ayudar a reducir las emisiones de carbono en el proceso de producción agrícola.
Otros escenarios de aplicación de la fotovoltaica distribuida
En los últimos años, diversos fabricantes han desarrollado una gran variedad de productos de aplicación fotovoltaica, como lámparas de pie fotovoltaicas, papeleras inteligentes fotovoltaicas, tiendas de campaña fotovoltaicas, mochilas fotovoltaicas, etc., principalmente para uso diario, exposición, emergencia y otros fines.
Muchas bicicletas compartidas también tienen instalados módulos fotovoltaicos para alimentar las cerraduras inteligentes de los coches. La aplicación cotidiana de la tecnología fotovoltaica es bastante madura y popular, y en el futuro se explorarán y ampliarán más escenarios de aplicación.
Dirección de la innovación tecnológica clave de la fotovoltaica distribuida
Dirección de la innovación en equipos de sistemas fotovoltaicos distribuidos
Los sistemas fotovoltaicos distribuidos suelen instalarse en edificios o combinarse con diversos equipos e instalaciones, mientras que los batería solar de iones de litio se utiliza a menudo en combinación. Las características de sus escenarios de aplicación plantean los siguientes requisitos para las características del sistema:
● Como proyecto de ingeniería a pequeña escala, a gran escala y muy disperso, el diseño y la construcción de centrales fotovoltaicas distribuidas deben ser lo más estandarizados posible;
● Las centrales fotovoltaicas distribuidas cercanas a las instalaciones de producción y vivienda deben garantizar la seguridad;
● Los módulos fotovoltaicos de las centrales eléctricas distribuidas suelen quedar bloqueados por los edificios e instalaciones circundantes. Las sombras pueden provocar fácilmente puntos calientes o incluso dañar los módulos, lo que también causará grandes diferencias en la corriente de trabajo de cada módulo de la cadena, reduciendo significativamente la generación de energía. Por lo tanto, es necesario considerar plenamente la influencia de la oclusión por sombras desde ambos extremos del diseño y los equipos para maximizar la generación de energía.
Para mejorar la normalización del diseño y la construcción de centrales fotovoltaicas distribuidas, especialmente las pequeñas centrales fotovoltaicas domésticas, el sistema plug-and-play es una solución eficaz.
Los módulos fotovoltaicos, los inversores, los pequeños dispositivos de almacenamiento de energía y los accesorios, como cables y accesorios, están muy integrados, y el método de conexión eléctrica se ha mejorado para simplificar la operación de instalación a enchufe directo o engarce, lo que no sólo puede mejorar en gran medida la eficiencia de la construcción, sino también la seguridad.
La viabilidad de popularización de la solución de sistema plug-and-play determina en gran medida la aplicabilidad del sistema integrado a casas rurales y edificios pequeños.
- Como sistema eléctrico, el sistema fotovoltaico distribuido corre el riesgo de sufrir fugas, incendios y otros accidentes. Por lo tanto, es necesario promover la aplicación del dispositivo de desconexión a nivel de cadena e incluso a nivel de componente. En la actualidad, el coste del disyuntor es relativamente alto, y la escala de aplicación en China es pequeña; unificar la norma y reducir el coste debería ser la dirección clave de la investigación.En comparación con la central eléctrica convencional sobre tejado, el sistema BIPV está más cerca de las personas y las propiedades del edificio, y la seguridad es muy importante; además de la seguridad eléctrica, la seguridad estructural y la protección medioambiental de los materiales también deberían ser el foco central de la I+D y la normalización futuras.
Debido a la ligera diferencia en los parámetros eléctricos nominales de cada módulo de la cadena, las sombras y la contaminación también son diferentes, lo que hace que la corriente de salida no coincida, con la consiguiente pérdida de potencia. Los microinversores y los optimizadores a nivel de componente permiten que cada componente funcione a su punto de máxima potencia, minimizando las pérdidas.
En el caso de los microinversores y los optimizadores de componentes, la investigación y el desarrollo se centran actualmente en la optimización del algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia, la mejora de la fiabilidad del dispositivo, la reducción de su propia pérdida de potencia y la reducción de costes. Además, al igual que los inversores convencionales, los microinversores y los optimizadores de componentes también deben ser más inteligentes.
Dirección innovadora de la tecnología de explotación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos distribuidos
Las centrales fotovoltaicas distribuidas están geográficamente dispersas y sus propietarios no suelen tener experiencia en fotovoltaica.
El trabajo de operación y mantenimiento necesita urgentemente mejorar el nivel de automatización, inteligencia e intensificación para reducir los costes de operación y mantenimiento y mejorar la eficiencia del trabajo.
Basándose en equipos de sistema como inversores, utilizando Internet, big data, inteligencia artificial, comunicación 5G y otras tecnologías avanzadas, es la ruta técnica más factible para llevar a cabo la monitorización centralizada y unificada de un gran número de centrales fotovoltaicas distribuidas.
El sistema de monitorización no sólo controla los datos de funcionamiento de cada central en tiempo real, sino que también realiza análisis de datos, contabiliza la generación de energía, calcula los ingresos y predice las tendencias futuras de generación de energía;
Cuando se detecta una situación anómala, se puede localizar el punto de avería y diagnosticar el tipo y el grado de la avería, con el fin de facilitar la toma de decisiones auxiliares para la organización de los trabajos de explotación y mantenimiento, como el envío de personal y las cuestiones de mantenimiento.
Mientras tanto, con el acceso a gran escala y en gran proporción de la energía fotovoltaica distribuida a la red de distribución, para garantizar la calidad de la energía y la seguridad de funcionamiento de la red eléctrica, también se convertirá en una tendencia inevitable participar en la programación inteligente de la red eléctrica a través del sistema de supervisión inteligente.
Además, los terminales móviles de la plataforma de operación y mantenimiento, los robots inteligentes de limpieza, las herramientas automatizadas de inspección y otros equipos de operación y mantenimiento son también importantes avances en la innovación de la tecnología de operación y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos distribuidos.
Acoplamiento de energía fotovoltaica distribuida y fuentes de energía múltiples
En las microrredes de edificios y campus, la energía fotovoltaica distribuida es una de las fuentes de energía más comunes e importantes que, junto con el almacenamiento electroquímico de energía, la calefacción/refrigeración, el almacenamiento/refrigeración de calor y otras cargas, se centralizan mediante sistemas de gestión de la energía.
Como principal fuente de energía eléctrica limpia en la microrred, la fotovoltaica distribuida está controlada por el sistema de gestión de la energía, y su aleatoriedad y volatilidad están controladas por el sistema de almacenamiento de energía.
El desajuste entre la curva de generación de energía y la curva de carga también se alivia con el sistema de almacenamiento de energía. Gracias a este método de acoplamiento multienergético, se puede lograr un uso eficiente de la energía y facilitar la reducción de las emisiones de carbono de edificios y parques.
Para mejorar la adaptación de la fotovoltaica distribuida a otras fuentes de energía y cargas de la microrred, mejorar la calidad y fiabilidad del suministro eléctrico y reducir los costes de la electricidad.
Es necesario desarrollar un sistema de gestión de la energía más inteligente, basado en datos meteorológicos y datos históricos de funcionamiento, como la producción fotovoltaica y la carga, para predecir la generación de energía fotovoltaica y la potencia de carga, y llevar a cabo una gestión de programación de optimización de la correspondencia entre la fuente, la carga y el almacenamiento de energía a escala multitemporal.
Las microrredes de corriente continua o las microrredes híbridas de corriente alterna y corriente continua que incluyen sistemas fotovoltaicos distribuidos son formas típicas de utilización integral de la nueva energía a nivel de edificios y parques.
Para aplicaciones con un gran número de cargas de corriente continua, el uso de un sistema de distribución de corriente continua puede facilitar el acceso a la energía fotovoltaica distribuida y al almacenamiento de energía, simplificar el proceso de conversión y reducir las pérdidas de potencia.
Basándose en la mejora de la tecnología de la electrónica de potencia, la ampliación de la escala de aplicación del almacenamiento de energía y la optimización del sistema de gestión de la energía, este modo de "almacenamiento fotovoltaico directo flexible" promoverá eficazmente la integración profunda de la energía fotovoltaica distribuida y el lado del consumo de energía.
Sugerencias para promover la innovación en tecnología fotovoltaica distribuida
La fotovoltaica distribuida se ha utilizado ampliamente en China, y la escala de aplicación seguirá ampliándose. Con el fin de resolver eficazmente los siguientes problemas en el proceso de consumo, operación y mantenimiento, es necesario promover la innovación tecnológica desde diversos aspectos, mejorar en gran medida el nivel de inteligencia de los sistemas fotovoltaicos distribuidos, y mejorar eficazmente la eficiencia y la seguridad de la generación de energía fotovoltaica distribuida, a fin de garantizar que la fotovoltaica distribuida pueda participar en el equilibrio a gran escala en el nuevo sistema de energía y proporcionar un fuerte apoyo a la parte de consumo de energía.
Como parte importante de la industria fotovoltaica, las baterías solares también están llamando la atención. Si quiere saber más sobre las pilas solares, lea el Los 10 principales fabricantes de baterías solares en nuestra página web. este artículo le ofrecerá una introducción detallada a la disposición relevante de los gigantes de la industria de baterías solares y las últimas tendencias en este campo.
