光伏储能系统的四种类型
光伏储能系统基本原理及应用
光伏储能系统基本原理及应用摘要：储能有多种方式；1-机械类储能，2-电化学储能，3-电气类储能等。
本文指的光伏储能指太阳能板发电通过储能系统将电能储存在电池内，属于电化学储能，本身不算是新兴的技术，但光伏储能产业目前正处在快速发展阶段，而且光伏的未来持续发展离不开储能。
光伏发电储电功能主要包括适用于光伏分布式微网和工商业用户侧的光伏电网储能输配、辅助供电服务，应用主要服务于电网调峰输电、缓解电力传递阻塞压力、延长电网电路升级及使用寿命等；光伏逆变器可以追踪以及调整光伏板的功率输出、利用蓄电池或其它储能设备吸收过剩光伏能量以便于减少能量浪费，以达到对光伏发电能量进行充分有效利用。
在分布式和光伏微网系统方面，光伏储能管理系统可根据用户需求定义储能系统电力输出分配，也可以充当其他备用电源增强其电力调度和使用的灵活性。
在工商业用户侧，光伏储能发电主要适合于对工商业电网的“削峰填谷”和根据用户需求进行快速电力响应。
1.国内储能发展扶持政策针对储能产业政策每年都有新规，其目标主要针对可再生能源并网和电网侧，政策利好不断涌现。
从《十三五规划纲要》到现在已密集发布很多针对光伏产业发展的指导意见，随着我国各级地方政府机构也针对光伏储能产业所制定的相关利好政策，光伏储能产业正在密集性政策推动下迅速发展。
针对光伏储能产业的优惠政策主要是集中于解决可再生能源并网过程中出现的技术性问题以及电网侧的调峰和调频，光伏储能产业作为一种快速增长的储能方案，必然会获得较大的优惠政策助力，以此更好的促进光伏储能产业的持续健康发展。
2021年“3060”也给光伏行业指明方向，以化石能源为主向以清洁能源为主转变，积极服务实现“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标。
表1：储能利好新规政策摘要数据来源：发改委，能源局1.户用光伏储能的工作模式光伏电池板是一种利用光生伏特效应把太阳光能直接转换成电能。
通过储能逆变器（MPPT功能）追踪光伏板的最大功率点，储能逆变器尽可能的将光伏板发出的电有效利用，一般储能逆变器的MPPT追踪效率都能达到99%以上。
光伏——储能系统方案 电易电网
平
尖
峰
谷
0.6100 8小时
1.0251 2小时
0.9065 6小时
0.3135 8小时
以 1kW储能单元，充电 8小时为例，即储能单元容量为 8kWh：尖和峰时刻放电， 平和谷时段充电，每天
1kW充电 8小时，电费 0.3135*8=2.508 1kW放电 8小时，假设转换效率为 65%电费为 0.65*1*8=5.2 即节省电费 2.692元
（二）、系统结构图
江西电易科技有限公司技术中心
主控模块通过继电器来控制充电，保证电池不会过充。放电通过CAN总线来控制， 当电池过放时， CAN总线来切断放电回路。同时，主控模块接上位机软件，将所有信息 都显示出来，并提示报警信息。
（三）、经济效益分析
1）年创造效益 湖北武汉参考电价计费方式如下表所示：
并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。 �蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。 �控制部分：由充放电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成。完成系统各部分
的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。 �逆变器：经过逆变器逆变后，转化为 380V交流输出电源，并实现并网、跟踪的功能。
系统整体结构图
光伏板 钒电池
放电
逆变
电 网
计费电表
交流负载
充电
整流
计费电表
（一）、储能系统介绍
储能系统采用了集散式系统结构，由 1个控制单元和 n个电池管理单元组成。 电池管理单元：采集本箱体内电芯的电压、箱体温度以及均衡功能。
控制单元：收集电池管理单元的数据，并对电池数据进行集中分析和处理，判 断当前电池的故障，进行能量系统的预警和报警。完成电池组工作电流的测量、充放电
光伏发电中的4种储能技术
光伏发电中的4种储能技术随着经济的快速发展，能源短缺现象越来越严重。
面对能源需要和环境保护的双重压力，世界各国采取了提高能源利用率、改善能源结构，发展可再生能源等策略。
太阳能光伏发电作为新能源发电的代表，已经正式应用于生产实际中。
光伏电源不同于传统电源，它的输出功率随着光照强度、温度等环境因素的改变而剧烈变化，而且具有不可控性，因此，光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电，它对电网产生的冲击影响是不可忽视的。
并且，随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效治理以保证供电的安全可靠。
储能系统在光伏发电系统中的应用可以解决光伏发电系统中的供电不平衡问题，以满足符合正常工作的需求。
储能系统对于光伏电站的稳定运行至关重要。
储能系统不仅保证系统的稳定可靠，还是解决电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效途径。
光伏发电系统中的储能技术蓄电池储能蓄电池储能是各类储能技术中最有前途的储能方式之一，具有可靠性高、模块化程度高等特点，常被用于对供电质量要求较高的负荷区域的配电网络中。
电池储能主要是利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电。
蓄电池储能可以解决系统高峰负荷时的电能需求，也可用蓄电池储能来协助无功补偿装置，有利于抑制电压波动和闪变。
目前常见的蓄电池有铅酸蓄电池、锂离子电池、钠硫和液流电池等。
文献[9]分析了光伏发电系统中蓄电池的作用：储能，对太阳能电池工作电压钳位，提供较大的瞬间电流。
文献[10]重点关注目前常见的几种化学储能技术，选择关键技术指标，收集截至2011年最新的化学储能技术应用数据，结合数据包络(DEA)分析方法，探究各种化学储能技术的优势及应用效果，为化学储能技术未来的研究方向提供建议和参考。
超级电容器储能超级电容器是由特殊材料制作的多孔介质，与普通电容器相比，它具有更高的介电常数，更大的耐压能力和更大的存储容量，又保持了传统电容器释放能量快的特点，逐渐在储能领域中被接受。
四大储能方式
四大储能方式
今天我们聊一下储能方面的内容，目前大概有四种储能方式：电池、氢能、抽水储能、飞轮储能：
1.电池：当前的锂电池、钠电池使用场景并不是储能的，因为他们的能量密度太小，锂电池能量密度大约在120-180WH/KG，钠电池比这个还小。
我国年耗电量大概7万亿千瓦时，而且锂电池、钠电池的年产量大概0.3亿千瓦时，连0.001%都不到，靠电池来储能一来不靠谱，二来达到效果要搞非常非常大的电池，对应的环境污染又是个问题。
2.氢能：氢能是很好的储能方式，氢气的质量能量密度约33600WH/KG。
用光伏造氢听上去是个不错的选择，但氢气太轻了，需要加压、降温到零度附近形成液氢才能使用，按照现在的技术水平，这个成本太高了。
而且还有一个问题就是日本在此方向研究很多，有很多专利壁垒，直道超车是很难的，我国的氢能发展没有锂电池那么快，也有这方面的原因。
3.抽水储能：是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库时将电能转化成重力势能储存起来的形式，综合效率在70%到85%之间，应用在电力系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用。
根据能量守恒定律来说，从电能转换成重力势能再转换为电能，里面的消耗还是蛮大的，不过对比其他的储能方式，这种方式目前来看是最靠谱的。
4.飞轮储能：是指利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。
但你想，在真空中将电能转换为动能存储，那么使用的时候再将动能转换为电能，时间上持久性不够，以当前的技术水平30分钟不间断发电已经很优秀了。
因此常用于不间断电源，而作为削峰填谷的储能方式，目前来看还不可行。
每一种储能方式都有一定的局限性，因此混合发展才是王道。
光伏系统 分类
光伏系统分类光伏系统是指利用光能转化为电能的一种能源系统。
光伏系统的主要组成部分包括光伏电池、逆变器、支架系统、电池储能系统等，通过光伏电池将太阳辐射能转化为直流电，再经过逆变器转化为交流电，供给家庭或工业用电。
根据光伏系统的用途和规模，可以将其分为几种不同的分类，下面将详细介绍不同类型的光伏系统。
1.单体光伏系统（Stand-alone Photovoltaic System）单体光伏系统也被称为独立光伏系统，主要用于偏远地区或者无法接入电网的地方。
这种系统通常包括光伏电池板、电池组、逆变器以及相关的充电控制器和电池管理系统，它能够将光能直接转化为直流电并存储在电池中，供给夜间使用。
2.多晶光伏系统（Polycrystalline Photovoltaic System）多晶光伏系统是一种常见的光伏系统类型，它使用多晶硅材料制造的光伏电池板。
多晶硅光伏电池板的造价相对较低，但效率较单晶硅光伏电池板稍低。
多晶光伏系统适用于家庭和工业用途，能够通过变流器将直流电转换为交流电供给用电设备。
3.单晶光伏系统（Monocrystalline Photovoltaic System）单晶光伏系统使用单晶硅材料制造的光伏电池板，这种类型的光伏电池板效率较高。
由于单晶硅光伏电池板的制造过程复杂，造价也较高，所以这种系统主要用于高端市场需求，如高级住宅、商业建筑和大型太阳能发电站。
4.大型光伏电站系统（Utility-scale Photovoltaic System）大型光伏电站系统是一种以太阳能发电为主要目的的光伏系统，通常规模较大，能够为电网供电。
这种系统通常由大量的光伏电池板组成，利用太阳能转化为电能，并通过变流器将直流电转换为交流电，供电输送到电网中。
5.屋顶光伏系统（Roof-mounted Photovoltaic System）屋顶光伏系统是一种在住宅、商业楼宇或工业厂房等建筑物的屋顶上安装光伏电池板的系统。
关于光伏储能系统的四种类型
关于光伏储能系统的四种类型
一、光伏蓄电池系统
光伏蓄电池系统是将太阳能光伏电池组件通过逆变器转换为交流电源，通过储能蓄电池组储存电能，作为家用或商用负载的电源使用。
它可以有
效储存太阳能，并在昼夜交替时提供可靠的电能，使得太阳能可以在没有
太阳的时候提供有效的电力能源。
它将原来的“太阳能直接利用”，转化为“太阳能间接利用”，是一
种现代化的运用太阳能的重要技术方案。
它可以在太阳光不足的时候，把
太阳能接收到的光能藏匿在电池中，为系统在24小时不间断的提供能源。
其优点包括：生态安全性高；低噪音，低成本；模块性，占地面积小，可以贴在建筑物表面；灵活的电量可控；对电网结构无影响；低维护成本；节省成本，改善能源利用率。
二、光伏发电系统
光伏发电系统是由光伏电池组件、逆变器、储能组、内部负载等构成
的新能源系统，主要由光伏电池组件来吸收太阳能，转换成直流电，然后
由逆变器转换成交流电，充电储能组，储能组将充电电量保存起来，同时
为内部负载提供交流电源，有效利用储能组和电网来提高系统的可再生能
源利用效率。
它具有操作简单。
光伏储能系统的四种类型
光伏储能系统的四种类型1.独立光伏储能系统独立光伏储能系统是独立运行的系统，不与电网相连。
它通常由光伏组件、储能设备（如电池组）和控制器组成。
光伏组件将太阳能转化为电能，储存在电池组中，并通过控制器对光伏组件和电池组进行管理和控制。
该系统适用于无电网供电或供电不稳定的地区，如农村地区或需要临时供电的场合。
2.独立光伏储能系统与电网互补型独立光伏储能系统与电网互补型系统是光伏系统和电网的结合，能够实现自给自足的供电。
这种系统一般配置有光伏组件、储能设备、逆变器和电网电源。
光伏组件将太阳能转化为电能，一部分直接供电，一部分存储在储能设备中，供电不足时可由电网补充。
这种系统适用于需要稳定供电且对电网依赖度不高的场合，如其中一地区的小型工厂或住宅小区。
3.独立光伏储能系统与电网互联型独立光伏储能系统与电网互联型系统是将光伏组件与电网相连接，实现对电网的双向输电。
这种系统一般由光伏组件、储能设备、逆变器和电网电源组成。
光伏组件将太阳能转化为电能，一部分供电，一部分存储在储能设备中，供电不足时由电网补充；同时，多余的电能也可以反向输送回电网。
这种系统适用于需要充分利用太阳能并与电网互动的场合，如城市大型工厂或商业中心。
4.公共光伏储能系统公共光伏储能系统是在公共场所建立的供电系统，旨在满足人们在公共场所的电力需求。
这种系统一般由光伏组件、储能设备和供电设备（如充电桩）组成。
光伏组件将太阳能转化为电能，一部分供电，一部分存储在储能设备中，用于后续供电或充电桩充电。
这种系统适用于公共场所的供电需求，如公园、广场、停车场等。
总体而言，光伏储能系统的四种类型各有适用的场合，能够满足不同领域的供电需求，减少对传统能源的依赖，实现绿色能源的利用和生产。
太阳能光伏系统的电池储能技术
太阳能光伏系统的电池储能技术随着全球环境问题的加剧和能源需求的不断增长，太阳能光伏系统成为了当下备受关注的可再生能源形式。
然而，太阳能的不稳定性和不可控性使得其在电力供应方面存在一定的限制。
为了解决这个问题，电池储能技术被引入到太阳能光伏系统中，为能源存储和管理提供了一种可行解决方案。
一、电池储能技术的基本原理电池储能技术通过将太阳能光伏系统产生的电能储存起来，以便在需要时进行使用。
它包括电池组和储能控制系统两个主要部分。
电池组是由多个电池单元组成的，能够将电能以化学能的形式存储起来，并在需要时释放出来。
储能控制系统则负责监控和控制电池组的充放电过程，以确保电池的正常运行和寿命的延长。
二、常见的电池储能技术类型目前，市场上存在多种不同类型的电池储能技术，每一种都有其独特的特点和适用场景。
下面是几种常见的电池储能技术类型：1. 铅酸电池：这是最常见的一种储能技术，其主要由铅板和硫酸组成。
铅酸电池的成本相对较低，循环寿命较长，适用于一些低成本和中小规模的项目。
2. 锂离子电池：这是目前应用最广泛的一种电池储能技术，具有高能量密度、长寿命、低自放电率和高效率的特点。
它适用于各种规模的太阳能光伏系统，并且可以与其他能源系统进行集成。
3. 钠离子电池：钠离子电池是一种相对较新的电池储能技术，其主要原料为钠盐。
相比于锂离子电池，钠离子电池具有更高的资源丰富性和成本效益，但还需要进一步的研究和开发。
4. 流动电池：与传统的静态电池不同，流动电池是一种将电能转化为化学能来储存的技术。
其主要优势是可以灵活调整储能容量，并且适用于大规模的能量存储。
三、电池储能技术应用场景电池储能技术在太阳能光伏系统中的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：1. 平滑电力输出：太阳能光伏系统受天气和日照变化的影响，其电力输出具有不稳定性。
通过电池储能技术，可以将多余的电能储存起来，在光照不足或无法发电的时候提供稳定的电力输出。
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关于光伏储能系统的四种类型
自从能源局5月31号发布新的政策，分布式光伏只安排10G左右的补贴规模，而在6月1号之前，全国分布式光伏的安装规模已经突破了10GW，因此2018年6月后，分布式光伏可能已没有国家补贴，如果没有补贴，全额上网的项目，自用比例较少的项目，电价较低的地区，收益将大幅下降，没有投资价值。
纯光伏项目投资收益下降，于是人们将目光投向光伏加储能，希望在这个领域有报突破，给公司增加新收益。
光伏储能，和并网发电不一样，要增加蓄电池，以及蓄电池充放电装置，虽然前期成本要增加20-40%，但是应用范围要宽广很多。
根据不同的应用场合，太阳能光伏储能发电系统分为离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统等四种。
一、光伏离网发电系统
光伏离网发电系统，不依赖电网而独立运行，应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。
系统由光伏方阵、太阳能控制器，逆变器、蓄电池组、负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。
图1、离网发电系统示意图
光伏离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的，是刚性需求，离网系统不依赖于电网，靠的是“边储边用”或者“先储后用”的工作模式，干的是“雪中送炭”的事情。
对于无电网地区或经常停电地区家庭来说，离网系统具有很强的实用性，目前光伏离网度电成本约元，相比并网系统要高很多，但相比燃油发电机的度电成本元，还是更经济环保。
二、并离网储能系统
并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多等应用场所。
图2、并离网发电系统示意图
系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。
相对于并网发电系统，并离网系统增加了充放电控制器和蓄电池，系统成本增加了30%左右，但是应用范围更宽。
一是可以设定在电价峰值时以额定功率输出，减少电费开支；
二是可以电价谷段充电，峰段放电，利用峰谷差价赚钱；
三是当电网停电时，光伏系统做为备用电源继续工作，逆变器可以切换为离网工作模式，光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。
三、光伏并网储能系统
并网储能光伏发电系统，能够存储能多余的发电量，提高自发自用比例，应用于光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。
系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器、电池组、并网逆变器、电流检测装置、负载等构成。
当太阳能功率小于负载功率时，系统由太阳能和电网一起供电，当太阳能功率大于负载功率时，太阳能一部分给负载供电，一部分通过控制器储存起来。
图3、并网储能系统示意图
在一些国家和地区，以前装了一套光伏系统，后来取消了光伏补贴，就可以安装一套并网储能系统，让光伏发电完全自发自用。
并网储能机可以兼容各个厂家的逆变器，原来的系统可以不做任何改动。
当电流传感器检测到有电流流向电网时，并网储能机开始工作，把多余的电能储存到蓄电池中，如果蓄电池也充满了，还可以打开电热水器。
晚上家庭负载增加时，可以控制蓄电池通过逆变器向负载送电。
四、微网储能系统
微网系统由太阳能电池方阵、并网逆变器、PCS双向变流器，智能切换开关，蓄电池组、发电机，负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过逆变器给负载供电，同时通过PCS双向变流器给蓄电池组充电；在无光照时，由蓄电池通过PCS双向变流器给负载供电。
微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力，减少容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素，确保电网安全运行，是大电网的有益补充。
微电网可以促进传统产业的升级换代，从经济环保的角度可以发挥巨大作用。
专家表示，微电网应用灵活，规模可以从数千瓦直至几十兆瓦，大到厂矿企业、医院学校，小到一座建筑都可以发展微电网。
图4、光伏微网储能系统示意图
微网系统和纯离网系统相比的主要优势
1、应用范围更宽，离网系统只能脱离大电网而使用，而微网系统则包括离网系
统和并网系统所有的应用，有多种工作模式
2、系统配置灵活，并网逆变器可以根据客户的实际情况选择单台或者多台自由组合，可以选择组串式逆变器或者集中式逆变器，甚至可以选择不同厂家的逆变器。
并网逆变器和PCS变流器功率可以相等，也可以不一样。
3、系统效率高，微网系统光伏发电经过并网逆变器，可以就近直接给负荷使用，实际效率高达96%，双向变流器主要起稳压作用。
4、带载能力强，微网系统并网逆变器和双向变流器可以同时给负载供电，当光照条件好时，带载能大可以增加很多。
五、如何选择光储充系统
1、当地没有电网，功率在10kW以下的户用系统，建议选择光伏离网储能系统，设备选择古瑞瓦行SPF系列逆变控制一体机，结构简单方便。
2、当地有电网，光伏系统取消了补贴，只能自发自用，或者用电价格比卖电价格相差很大，建议选择并网储能系统，让光伏发电完全自发自用，设备选择古瑞瓦特SP系列储能控制器。
3、没有电网的偏远山区，海岛等地方，人口较多，功率在20kW以上，150KW以下的系统，建议选择光伏离网储能系统，设备选择古瑞瓦特HPS系列一体机，结构简单方便。
4、在经常停电，或者峰谷价差很大，光伏不能上网的工商业项目，功率在30kW 以上，150KW以下的系统，建议选择光伏并离网储能系统，设备选择古瑞瓦特HPS 系列一体机，结构简单方便。
5、在一些没有电网人口较多的偏远山区，海岛等地方，功率在250kW以上，或者中大型工商业项目，功率在250kW以上，建议选择光伏微网储能系统，设备选择古瑞瓦特并网逆变器和PCS双向变流器，交流配电柜，系统灵活，效率高，方便扩容。