Нэг дотор нэгтгэсэн инвертер ба батерейн систем нь цахилгаан эрчим хүчийг үйлдвэрлэх, хадгалах, түгээх ажлыг нэг нэгдсэн платформ дээр хийдэг. Эдгээр систем нь тоног төхөөрөмжүүдийн хоорондын нийцэлгүй байдалыг арилгаж, оюун ухаантой удирдлагын алгоритмуудыг ашиглан эрчим хүчний урсгалыг оновчтой болгодог.
Нэгдсэн систем нь нэг хайрцагт гурван үндсэн хэсгийг нэгтгэнэ: гибрид инвертерийг тогтмол гүйдлийг хувиргадаг цахилгаан болгон, цахилгааныг хадгалахад литийн баттерей, бүх зүйл сайн ажиллаж байхын тулд баттерейн удирдлагын систем (BMS). Өнөөгийн гэрийн цахилгааны шийдлийн хяналтын төв гэж энэ тохируулгыг бодож болно. Энэ нь нарны самбарнаас цахилгааныг цуглуулж, шаардлагатай үед ашиглалтын шугамтай харилцах, гудамжны цахилгааныг зогсоосон үед нөөцийн цахилгааныг эхлүүлнэ. Зах зээлийн олон топ брендүүд эдгээр бүх хэсгүүдийг Underwriters Laboratories-аас баталгаажуулсан аюулгүй баталгаатай болгож багтаан Wi-Fi-ийг оруулсан байдаг тул гэрт оршин суугчид системийн байдалд хаанаас ч хяналт тавих боломжтой. Цаашид зарим компаниуд ухаалаг утасныхандаа дэлгэрэнгүй үзүүлэлтүүдийг харуулдаг мобайл аппликейшнууд ч олгодог.
Хэрэв нарны хавтанг эрчим хүчний хадгалах системтэй хослуулан ашиглавал өдрийн 12 цагт үүсэх цахилгааны илүүдлийг оройн цагаар ашиглахаар хадгалах боломжтой болно. Энэ нь таны гэрт шаардлагатай цахилгааныг сүлжээнээс авах хэмжээг багасгадаг. Энд мөн хоёр чиглэлд ажилладаг инвертерүүд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд нарнаас ирэх гүйдлийн илүүдлийг авч өрөө бүрийн цахилгаан хэрэгслийг ажиллуулах боломжтой болгодог. Мөн инвертерүүд аккумуляторыг цэнэглэж байна. Зарим чанартай системүүд энэ бүх хувиргах үйл явцыг 92% үр дүнтэй хийж чаддаг. 2023 онд Үндэсний сэргээгдэх эрчим хүчний лабораториор хийсэн судалгаагаар нарны хавтанг хадгалалттай хослуулсан гэр бүлийн өөрсдийн үүсгэсэн цахилгааныг 15-30%-иар илүү ашигладаг байна.
Гибрид инвертер нь энерги хангамжийн үндэслэлийн тулд шаардлагатай дөрвөн ажиллагааны горимыг хангана:
Одоогийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь гадны торны дэмжлэггүйгээр хүчдэл, давтамжийг тогтвортой байлгах тор бүрдүүлэх чадвартай бөгөөд энэ нь урт хугацааны цахилгаан тасалдал үед маш чухал юм. Инфляцийг бууруулах тухай хуулийн 30%-ийн татварын хөнгөлөлт шиг хөшүүргүүд нь гибрид инвертер суурилуулалтыг нэмэгдүүлж байгаа бөгөөд Америкийн Эрчим хүчний яамны 2023 оны мэдээгээр жилээс жилд 47%-иар өссөн.
Энерги хадгалах системүүд нь хуучин төрлийн харимт баттерейнээс Ли-ион технологийн шинэ системүүд рүү шилжин ажиллаж байна. Жишээлбэл: LiFePO4. Эдгээр шинэ баттерейнүүд нь дунджаар 6,000 удаа цэнэглэх циклтэй бөгөөд цэнэглэх болон цэнэгээ гаргах үедээ ойролцоогоор 95 хувийн үр ашигтай ажилладаг. Тэдгээрийн температурыг удирдах боломжтой бөгөөд модуль хэлбэртэй байгаа нь хэрэглэгчдэд хадгалалтын багтаамжийг шаардлагатай бүр уламжлалт байдлаар нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Ли-ион технологийн шилжилт нь уг системүүдийн жинг өмнөхөөс нь ойролцоогоор 60 хувиар багасгадог бөгөөд энэ нь нарны хавтанг тавих боломжит хязгаарлагдмал цаатан эсвэл жижиг гаражтай гэрийн нөхцөлд маш их ач холбогдолтой байдаг. Бага хэмжээтэй боловч илүү их энергийн нягтжилт нь орон сууцны хэрэглээнд маш том өөрчлөлт оруулж байна.
Гибрид инвертер нь нарны цахилгааны системийн удирдлагын төв мэт ажилладаг бөгөөд нарны MPPT хяналт, торны ажиллагаа, аккумуляторыг цэнэглэх гэх мэт үйл ажиллагааг нэг хайрцагт нэгтгэдэг. Орчин үеийн олон загвар нь тогтмол гүйдлийг хувиргахдаа 95-98% ашигтай байдаг тул энэ процесст алдагдах энергийн хэмжээ бага байдаг. Эдгээр нэгжийг үнэхээр онцлог болгож буй зүйл бол торонд холбогдсон байдал ба автоном ажиллагааны хооронд гладкийн шилжих чадвар юм. Энэ онцлог нь цахилгаан гаралтыг тогтвортой байлгахад тусалдаг бөгөөд апартын цахилгааны хэрэглээ өөрчлөгдөх үед ч тогтвортой байх чадвартай.
Батерейн менежментийн систем нь нийт тогтоогчийн тархи шиг ажилладаг бөгөөд эсүүдийн температурыг, эсүүдийн хоорондын хүчдлийн зөрүүг, мөн тус бүрт ямар хэмжээний цэнэг үлдснийг хянах үүрэгтэй. Эдгээр системүүд нь батерейнууд цэнэглэгдэх болон цэнэгээ алдах хугацааг удирдахын тулд оюун ухаантай программ хангамжийг ашигладаг бөгөөд энэ нь ашиглалтын хугацааг дунджаар 30% уртасгаж чаддаг. Зарим загварууд нь өдөр тутмын ихэвчлэн хэрэглэдэг энергийн хэрэгцээнд тохирох чадварыг сайжруулах суралцах чадвартай байдаг. Орчин үеийн ихэнх системүүд одоо Wi-Fi болон Bluetooth холболтуудыг багтаасан байдаг тул гэрийн эзэгт хэрэгтэй үедээ утсаар тухайн тохиргоог хийх боломжтой болгодог. Энэ нь зүгээр л хүчдэг цахилгааныг хадгалдаг байсныг идэвхтэйгээр гэрийн цахилгааны ашиглалтыг илүү үр ашигтай удирдах зүйл болгож өөрчилдөг.
Орчин үеийн энерги хадгалах системүүд нь гэр хорооны эзэдд нарны энерги их болж буй үед түүнийг хадгалах, шөнө эсвэл өндөр тарифтай үед ашиглах боломжийг олгодог. Фотоэлектрик самбар болон лити-ион батерейг хослуулах замаар гэр хороонууд нарны энергийг өөрсдийн хэрэгцээндээ ашиглах хувийг 70%-иар нэмэгдүүлж (NREL 2023), энерги хаягдалгүй болгох, сэргээгдэх эх үүсвэрийн ашиглалтыг үр ашигтай болгоно.
Нарны энерги-батерейн гибрид систем нь цахилгаан хангамжийн байгууллагад итгэлцээгүйгээр ажиллах, шугамын үнийн хэлбэлзэлд тэсвэлтэй байх боломжийг олгоно. Ердийн 10 кВтц-ийн цахилгаан хадгалах систем нь 60–80% нөөцийг өртөг өндөртэй бүс нутгуудад жилд $1,200–$1,800 хэмнэлттэй байдаг Калифорни, Шинэ Английн бүстэй адил.
2024 онд 500 нарны энерги + хадгалалт ашиглагчдын талаарх судалгаа нь:
| Тооноор | Дундаж сайжруулалт |
|---|---|
| Сарын цахилгаан шугамд хамаарал | 62%-иар буурсан |
| Жилийн цахилгааны хэмнэлт | гэр бүл тутамд $2,100 |
| Цахилгаан тасардаггүй байх нь | 94% хамрах хүрээ |
Цахилгаан хэмнэлт ба холбооны татварын хөнгөлөлтийн тусламжтайгаар өрхүүд 6-8 жилийн дотор хөрөнгө оруулалтаа бүрэн нөхөн төлсөн.
Нэг бүртгэлтэй өрхийн жилд дунджаар 7-10 метрик тонн CO₂ ялгаруулалтыг эрчим хүчний хадгалах системийн тусламжтайгаар саатуулдаг. Энэ технологийг нийгэмлэгийн хэмжээнд түгээснээр уур амьсгалын өргөн хүрээний зорилгуудыг дэмжиж, өрхийн эрчим хүчний найдвартай байдлыг хангана.
Орчин үеийн бүгд нэгдмэл эрчим хүчний хадгалах системүүд нь нарны эрчим хүчийг нэгтгэх, баттерейн хадгалалт, оюун ухаантай сүлжээний удирдлагыг хослуулан цахилгаан сүлжээнээс тасарсан үед тасралтгүй цахилгаан эрчим хүчний хангамжийг хангана. Энэ шийдэл нь цахилгаан сүлжээ тасарсны дараа милисекундын дотор баттерей рүү шилжин шаталтгүй ажиллана.
Нэгдсэн системүүд нь цахилгаан дүүргэвчийн менежментийн хувьд дэвшилтэт технологийг ашиглан цахилгаан дуусах үед хөргөгч, эмнэлгийн төхөөрөмж, холбоо барилгын төхөөрөмжид зориулсан ачаалтыг эхэлж хангана. Гараар эрхлэх шаардлагатай уламжлалт генераторуудаас ялгаатай нэгдсэн системүүд нь цахилгааныг 24 цагийн турш тасралтгүй хангах бөгөөд дизель төрлийн системүүдтэй харьцуулахад нүүрс төрөгчийн ялгаралтыг 60-80% бууруулна.
| Онцлог | Илүү Нэгтгэлтэй Систем | Модуль системүүд |
|---|---|---|
| Суурилуулах үйл явц | Гарын тэмдэгтэй тохиргоо | Тусгайлан зохион бүтээсэн цахилгааны ажил |
| Өргөжүүлэх боломж | Тогтмол багтаамжтай | Нэмэлт нэгжүүдээр өргөжүүлэх боломжтой |
| Зоригтой зай | Бага хэмжээтэй загвар (∀ 6 кв. фут) | 50-100% илүү зайг шаарддаг |
Интеграцчилагдсан нэгжүүд нь хялбар ашиглах шаардлагатай хотын орон сууцанд тохиромжтой байдаг бол хувьсах энерги зарцуулалттай хөдөөгийн газруудад модуль хувилбарын системүүд илүү сайн үйлчилдэг.
Калифорнийн гал түймрийн өртөг болон Атлантын элсэн эрэг дээрх нутаг дэвсгэрт 2022 оноос хойш нөөцийн систем суурилуулахад 210% өсөлт гарсан. Нэгтгэсэн систем нь түлш хадгалах эрсдлийг арилгаж, урт хугацааны аварга аюул үед 8-16 цагийн үр ашигтай цахилгаан эрчим хүчнийг хангаж өгдөг бөгөөд энэ нь аймшигт байдлын бэлтгэлтэй холбоотой FHA-ийн зөвлөмжид тохирох жиштэй юм.
Сүүлийн үеийн гибрид инвертерүүд нь нарын самбарнаас хамгийн их энерги авах боломжийг нэмэгдүүлсэн MPPT алгоритмуудыг агуулдаг. Энэ нь 2020 оны үед байсан хувьд 8-аас 12 хувь хүртэлх дээшлэлт болж чадна. Гэвч хамгийн их түгшүүр нь тэдгээрийн цахилгаан шугам үүсгэх чадвар юм. Цахилгааны гэмтэл үүсэх үед эдгээр төхөөрөмжүүд өөрсдөө ажиллаж чаддаг тул одоо амьтныг цахилгааныг ашиглан өөртөө ханган хүрээлэнгийн амьдралд шилжихэд ч хэрэггүй шуугиантай нөөцийн генераторуудыг ашиглах шаардлагагүй болсон. 2024 онд Вуд Маккензи Поуэр & Ренюэблс компанийн сүүлийн судалгаагаар Америкийн нэгдсэн улс орнуудад өнгөрсөн жил 38 хувийн өсөлт бүртгэгдсэн. Одоо хүмүүс энерги хэрэглээний хэрэгцээндээ илүү их удирдлагыг хүсч байгаа тул өөртөө ханган ажиллах хадгалах шийдлүүд одоо ихээр дэлгэрч байна.
DC-холбогдсон архитектурын нийт ашиглалтын үр ашиг нь одоо 97% хүрч байгаа бөгөөд энэ нь нарны самбар болон баттерей хоорондын AC/DC хувиргах алдагдлыг хамгийн бага байлгаж байгааг илэрхийлнэ. Нэгдсэн BMS платформууд цэнэглэх циклийг цаг агаарын урьдчилсан мэдээ болон ашиглалтын загварын дагуу динамик тохируулж, литийн ионтой баттерейн амьдралыг 20%-иар сунгасан. Эдгээр технологийн хөгжил нь 24 цагаас дээш 10 кВт ачааллыг даах чадамжтай бүх байшинд зориулсан нөөцийн тохиргоог дэмждэг.
Үйлдвэрлэгчид зардал-болон-туршилтын тулгаруулж буй дараах арга замуудыг хэрэглэж байна:
Интеграл системүүдийн үнэ 2022 оноос хойш 22%-иар буурч, нар ихтэй бүс нутагт эргэлтийн хугацаа нь 6-8 жил хүртэл товчордог.
Нэгдсэн системүүд нь DC-с AC рүү хувиргах цахилгааны инвертер, хадгалахуйн литийн баттерей, мөн гладны ажиллагааг хангахын тулд баттерейн удирдлагын системээс (BMS) бүрдэнэ.
Гибрид инвертерүүд дөрвөн ажиллагааны горимыг хангана: торны цахилгаан шахах, түлшгүй баттерейн нөөцлөлт, ашиглалтын цагийн хувьд тохируулга, мөн машинаас гэр рүү цахилгаан дамжуулах боломжийг олгодог.
Энэ нь илүүдэл нарны энергийг ирээдүйд ашиглах боломжийг олгох, системийн үр ашигтай байдлыг сайжруулах, мөн цаг хамгийн өндөр үед торны ашиглалтыг бууруулдаг.
Эдгээр системүүд нь торны цахилгаан тасарсан үед автоматаар баттерейн цахилгаанд шилжин ажиллана, чухал хэрэгслийн ажиллагаа, агааржуулах системийг хангана.
Hot News2025-02-25
2024-11-27
2024-12-17
EN
