Видове инвертори за съхранение на енергия Технологичен път на инверторите за съхранение на енергия: има два основни пътя на DC свързване и AC свързване Система за съхранение на фотоволтаични панели, включително слънчеви модули, контролери, инвертори, литиеви батерии за дома, товари и друго оборудване. В момента,инвертори за съхранение на енергияИма основно два технически пътя: DC свързване и AC свързване. AC или DC свързването се отнася до начина, по който слънчевите панели са свързани към системата за съхранение или батериите. Видът връзка между слънчевите модули и батериите може да бъде AC или DC. Повечето електронни схеми използват DC захранване, като слънчевият модул генерира DC захранване, а батерията съхранява DC захранване, но повечето уреди работят на AC захранване. 
Хибридна слънчева система + система за съхранение на енергия Хибридни соларни инверторни системи + системи за съхранение на енергия, при които постоянният ток от фотоволтаичните модули се съхранява чрез контролер влитиева батерия за дома, а мрежата може също да зарежда батерията чрез двупосочен DC-AC конвертор. Точката на конвергенция на енергията е от страната на DC батерията. През деня фотоволтаичната енергия първо се подава към товара, след което литиево-йонната батерия се зарежда от MPPT контролера и системата за съхранение на енергия се свързва към мрежата, така че излишната енергия може да бъде свързана към мрежата; през нощта батерията се разрежда към товара, а недостигът се попълва от мрежата; когато мрежата е изключена, фотоволтаичната енергия и литиево-йонната батерия се подават само към товара извън мрежата и товарът в края на мрежата не може да се използва. Когато мощността на товара е по-голяма от мощността на фотоволтаичните системи, мрежата и фотоволтаичните системи могат да захранват товара едновременно. Тъй като нито мощността на фотоволтаичните системи, нито мощността на товара са стабилни, системата разчита на литиево-йонната батерия, за да балансира енергията на системата. Освен това, системата помага на потребителя да зададе времето за зареждане и разреждане, за да отговори на нуждите на потребителя от електроенергия. Принцип на работа на системата за DC свързване 
Хибридният инвертор има интегрирана функция за автономно зареждане (off-grid) за подобрена ефективност на зареждане. Свързаните към мрежата инвертори автоматично изключват захранването на соларната система по време на прекъсване на захранването от съображения за безопасност. Хибридните инвертори, от друга страна, позволяват на потребителите да имат както автономна, така и свързана към мрежата функционалност, така че захранването е налично дори по време на прекъсвания на захранването. Хибридните инвертори опростяват мониторинга на енергията, позволявайки важни данни като производителност и производство на енергия да се проверяват чрез панела на инвертора или свързани смарт устройства. Ако системата има два инвертора, те трябва да се наблюдават отделно. DC свързването намалява загубите при AC-DC преобразуване. Ефективността на зареждане на батерията е около 95-99%, докато AC свързването е 90%. Хибридните инвертори са икономични, компактни и лесни за инсталиране. Инсталирането на нов хибриден инвертор с DC-свързани батерии може да бъде по-евтино от модернизирането на AC-свързани батерии към съществуваща система, тъй като контролерът е малко по-евтин от мрежово свързан инвертор, превключвателят е малко по-евтин от разпределителен шкаф, а DC-свързаното решение може да се превърне в инвертор „всичко в едно“, спестявайки както разходи за оборудване, така и разходи за монтаж. Особено за малки и средни енергийни автономни системи, DC-свързаните системи са изключително рентабилни. Хибридният инвертор е силно модулен и е лесно да се добавят нови компоненти и контролери, а допълнителни компоненти могат лесно да се добавят с помощта на относително евтини DC соларни контролери. Хибридните инвертори са проектирани да интегрират съхранение по всяко време, което улеснява добавянето на батерии. Хибридната инверторна система е по-компактна и използва високоволтови клетки, с по-малки размери на кабелите и по-ниски загуби. 
Състав на системата за DC свързване 
Състав на системата за свързване на променлив ток Хибридните слънчеви инвертори обаче са неподходящи за надграждане на съществуващи слънчеви системи и са по-скъпи за инсталиране при системи с по-висока мощност. Ако клиентът иска да надгради съществуваща слънчева система, за да включи литиева домашна батерия, изборът на хибриден слънчев инвертор може да усложни ситуацията. За разлика от това, инверторът с батерии може да бъде по-рентабилен, тъй като изборът за инсталиране на хибриден слънчев инвертор би изисквал цялостно и скъпо преработване на цялата система от слънчеви панели. Системите с по-висока мощност са по-сложни за инсталиране и могат да бъдат по-скъпи поради необходимостта от повече контролери за високо напрежение. Ако през деня се използва повече енергия, има леко намаляване на ефективността поради преобразуването на постоянен ток (PV) към постоянен ток (batt) към променлив ток. 
Свързана слънчева система + система за съхранение на енергия Свързаната PV+система за съхранение, известна още като AC модернизирана PV+система за съхранение, може да реализира преобразуването на постоянния ток, излъчван от PV модулите, в променлив ток от инвертор, свързан към мрежата, а след това излишната енергия се преобразува в постоянен ток и се съхранява в батерията от AC свързан инвертор за съхранение. Точката на конвергенция на енергията е в края на променливия ток. Тя включва фотоволтаична система за захранване и система за захранване с литиеви батерии за дома. Фотоволтаичната система се състои от фотоволтаичен масив и мрежово свързан инвертор, докато системата с литиеви батерии за дома се състои от батерия и двупосочен инвертор. Тези две системи могат да работят независимо, без да се намесват взаимно, или могат да бъдат отделени от мрежата, за да образуват микромрежова система. Принцип на работа на системата за свързване на променлив ток 
Системите, свързани с променливотоково захранване, са 100% съвместими с мрежата, лесни за инсталиране и лесно разширяеми. Предлагат се стандартни компоненти за домашен монтаж и дори относително големи системи (от 2 kW до MW клас) са лесно разширяеми за използване в комбинация с мрежово свързани и самостоятелни генераторни агрегати (дизелови агрегати, вятърни турбини и др.). Повечето стрингови соларни инвертори над 3 kW имат двойни MPPT входове, така че дългите стрингови панели могат да се монтират в различни ориентации и ъгли на наклон. При по-високи DC напрежения, AC свързването е по-лесно и по-малко сложно за инсталиране на големи системи, отколкото DC свързаните системи, които изискват множество MPPT контролери за зареждане, и следователно е по-евтино. AC свързването е подходящо за преоборудване на системи и е по-ефективно през деня с променливотокови товари. Съществуващите мрежово свързани фотоволтаични системи могат да бъдат трансформирани в системи за съхранение на енергия с ниски входни разходи. Те могат да осигурят безопасно захранване на потребителите, когато електрическата мрежа е извън мрежата. Съвместими са с мрежово свързани фотоволтаични системи на различни производители. Усъвършенстваните AC свързани системи обикновено се използват за по-мащабни автономни системи и използват стрингови слънчеви инвертори в комбинация с усъвършенствани многомодови инвертори или инвертори/зарядни устройства за управление на батериите и мрежата/генераторите. Въпреки че са сравнително прости и мощни за настройка, те са малко по-малко ефективни (90-94%) при зареждане на батерии в сравнение с DC свързаните системи (98%). Тези системи обаче са по-ефективни при захранване на високи променливотокови товари през деня, достигайки 97% или повече, а някои могат да бъдат разширени с множество слънчеви инвертори, за да образуват микромрежи. Зареждането, свързано с променлив ток, е много по-неефективно и по-скъпо за по-малки системи. Енергията, постъпваща в батерията при свързване с променлив ток, трябва да се преобразува два пъти и когато потребителят започне да използва енергията, тя трябва да се преобразува отново, което добавя още загуби към системата. В резултат на това ефективността на свързването с променлив ток пада до 85-90% при използване на батерийна система. Инверторите, свързани с променлив ток, са по-скъпи за по-малки системи. 
Слънчева система извън мрежата + система за съхранение на енергия Слънчева система извън мрежата+ Системите за съхранение обикновено се състоят от фотоволтаични модули, литиево-йонна домашна батерия, инвертор за съхранение извън мрежата, товар и дизелов генератор. Системата може да осъществява директно зареждане на батерията от фотоволтаични панели чрез DC-DC преобразуване или двупосочно DC-AC преобразуване за зареждане и разреждане на батерията. През деня фотоволтаичната енергия първо се подава към товара, след което батерията се зарежда; през нощта батерията се разрежда към товара и когато батерията е недостатъчна, дизеловият генератор се захранва към товара. Системата може да задоволи ежедневното търсене на електроенергия в райони без мрежа. Може да се комбинира с дизелови генератори за захранване на товари или зареждане на батерии. Повечето инвертори за съхранение на енергия извън мрежата не са сертифицирани за свързване към мрежата, дори ако системата има мрежа, тя не може да бъде свързана към мрежата. Приложими сценарии за инвертори за съхранение на енергия Инверторите за съхранение на енергия имат три основни роли, включително регулиране на пиковите натоварвания, захранване в режим на готовност и независимо захранване. По региони, пиковото търсене в Европа е най-високото. Вземете за пример Германия, където цената на електроенергията достигна $0,46/kWh през 2023 г., което я нарежда на първо място в света. През последните години цените на електроенергията в Германия продължават да се покачват, а LCOE на фотоволтаичните системи/съхранението на фотоволтаични системи е само 10,2/15,5 цента на градус, което е със 78%/66% по-ниско от цените на електроенергията за жилищни сгради. Разликата между цените на електроенергията за жилищни сгради и цената на фотоволтаичните системи за съхранение на електроенергия ще продължи да се увеличава. Системите за разпределение и съхранение на фотоволтаични системи в домакинствата могат да намалят цената на електроенергията, така че в районите с високи цени потребителите имат силен стимул да инсталират системи за съхранение на електроенергия в домакинствата. На пазара с пикови мощности, потребителите са склонни да избират хибридни инвертори и батерийни системи, свързани с променливотоково захранване, които са по-рентабилни и по-лесни за производство. Автономните инверторни зарядни устройства за батерии с мощни трансформатори са по-скъпи, докато хибридните инвертори и батерийните системи, свързани с променливотоково захранване, използват безтрансформаторни инвертори с превключващи транзистори. Тези компактни, леки инвертори имат по-ниски номинални стойности на пикова и пикова мощност, но са по-рентабилни, по-евтини и по-лесни за производство. Резервно захранване е необходимо в САЩ и Япония, а автономното захранване е точно това, от което пазарът се нуждае, включително в региони като Южна Африка. Според EIA, средното време на прекъсване на електрозахранването в Съединените щати през 2020 г. е повече от 8 часа, главно поради жителите на САЩ, живеещи разпръснато, част от остарялата мрежа и природни бедствия. Прилагането на битови фотоволтаични разпределителни и акумулаторни системи може да намали зависимостта от мрежата и да увеличи надеждността на електрозахранването от страна на клиента. Американските фотоволтаични системи за съхранение са по-големи и оборудвани с повече батерии, поради необходимостта от съхраняване на енергия в отговор на природни бедствия. Независимото захранване е непосредственото пазарно търсене, Южна Африка, Пакистан, Ливан, Филипините, Виетнам и други страни в глобалната верига за доставки са напрегнати, инфраструктурата на страната не е достатъчна, за да поддържа населението с електроенергия, така че потребителите трябва да бъдат оборудвани с битови фотоволтаични системи за съхранение. Хибридните инвертори като резервно захранване имат ограничения. В сравнение със специализираните автономни батерийни инвертори, хибридните инвертори имат някои ограничения, главно ограничен пиков или пренапреженов капацитет в случай на прекъсване на захранването. Освен това, някои хибридни инвертори нямат или имат ограничен капацитет за резервно захранване, така че само малки или основни товари, като осветление и основни електрически вериги, могат да бъдат резервирани по време на прекъсване на захранването, а много системи изпитват 3-5 секунди закъснение по време на прекъсване на захранването. Автономните инвертори, от друга страна, осигуряват много висок пиков и пренапреженов капацитет и могат да се справят с високи индуктивни товари. Ако потребителят планира да захранва устройства с високи пренапрежения, като помпи, компресори, перални машини и електрически инструменти, инверторът трябва да може да се справи с високоиндуктивни пренапрежения. DC-свързани хибридни инвертори В момента индустрията използва все повече фотоволтаични системи за съхранение с DC свързване, за да постигне интегриран дизайн за съхранение на фотоволтаична енергия, особено в нови системи, където хибридните инвертори са лесни и по-евтини за инсталиране. При добавяне на нови системи, използването на хибридни инвертори за съхранение на фотоволтаична енергия може да намали разходите за оборудване и монтаж, тъй като инверторът за съхранение може да постигне интеграция на управлението и инвертора. Контролерът и превключвателят в DC-свързаните системи са по-евтини от свързаните към мрежата инвертори и разпределителните шкафове в AC-свързаните системи, така че DC-свързаните решения са по-евтини от AC-свързаните решения. Контролерът, батерията и инверторът в DC-свързаната система са серийни, свързани по-тясно и по-малко гъвкави. За новоинсталираната система фотоволтаичните системи, батерията и инверторът се проектират според мощността на натоварване и консумацията на енергия на потребителя, така че е по-подходящ DC-свързан хибриден инвертор. 
Хибридните инверторни продукти, свързани с постоянен ток, са основната тенденция, BSLBATT също пусна на пазара свой собствен5kw хибриден соларен инверторв края на миналата година и ще пусне последователно хибридни слънчеви инвертори с мощност 6kW и 8kW тази година! Основните продукти на производителите на инвертори за съхранение на енергия са насочени предимно към трите основни пазара в Европа, Съединените щати и Австралия. На европейския пазар, Германия, Австрия, Швейцария, Швеция, Холандия и други традиционни пазари за фотоволтаични системи са предимно трифазни, по-благоприятни за по-големи продукти. Италия, Испания и други южноевропейски страни се нуждаят предимно от еднофазни продукти с ниско напрежение. Чехия, Полша, Румъния, Литва и други източноевропейски страни търсят предимно трифазни продукти, но цената им е по-ниска. Съединените щати имат по-големи системи за съхранение на енергия и предпочитат продукти с по-висока мощност. Сплит инверторите с батерии и акумулатори са по-популярни сред инсталаторите, но батерийните инвертори „всичко в едно“ са бъдещата тенденция в развитието. Хибридните инвертори за съхранение на фотоволтаична енергия се разделят допълнително на хибридни инвертори, продавани отделно, и системи за съхранение на батерии (BESS), които продават инвертора и батерията заедно. В момента, в случай на дилъри, които контролират канала, всеки директен клиент е по-концентриран, продуктите с батерии и инвертори са по-популярни, особено извън Германия, главно поради лесния монтаж и лесното разширение, както и лесното намаляване на разходите за снабдяване. Батерията или инверторът не могат да бъдат доставени от втора доставка, доставката е по-сигурна. Тенденцията в Германия, САЩ и Япония е към „всичко в едно“. „Всичко в едно“ машината може да спести много проблеми след продажбата и има фактори за сертифициране, като например сертифицирането на пожарната система в САЩ трябва да бъде свързано с инвертора. Настоящата технологична тенденция е към „всичко в едно“ машина, но инсталаторите приемат малко повече от продажбите на сплит система на пазара. В DC свързаните системи, системите с високоволтови батерии са по-ефективни, но по-скъпи в случай на недостиг на високоволтови батерии. В сравнение с48V батерийни системиВисоковолтовите батерии работят в диапазона 200-500V DC, имат по-ниски загуби в кабелите и по-висока ефективност, тъй като слънчевите панели обикновено работят на 300-600V, подобно на напрежението на батерията, което позволява използването на високоефективни DC-DC конвертори с много ниски загуби. Системите с високоволтови батерии са по-скъпи от батериите с нисковолтови системи, докато инверторите са по-евтини. В момента има голямо търсене на високоволтови батерии и недостиг на предлагане, така че високоволтовите батерии са трудни за закупуване, а в случай на недостиг на високоволтови батерии е по-евтино да се използва нисковолтова батерийна система. DC свързване между слънчеви панели и инвертори 
Директно DC свързване към съвместим хибриден инвертор 
AC свързани инвертори Системите, свързани с постоянен ток, не са подходящи за преоборудване на съществуващи системи, свързани към мрежата. Методът на свързване с постоянен ток има следните основни проблеми: Първо, системата, използваща свързване с постоянен ток, има проблеми със сложно окабеляване и дизайн на резервирани модули при преоборудване на съществуваща система, свързана към мрежата; второ, забавянето при превключване между свързване към мрежата и автономно захранване е голямо, което влошава потребителското изживяване при захранване с електричество; трето, интелигентната функция за управление не е достатъчно всеобхватна и реакцията на управлението не е достатъчно навременна, което затруднява реализирането на микромрежовото приложение за захранване на цялата къща. Поради това някои компании, като например Rene, са избрали технологията за свързване с променлив ток. Системата за свързване към променливотоково захранване улеснява инсталирането на продукта. ReneSola използва свързването на променливотоковото захранване и фотоволтаичната система, за да постигне двупосочен енергиен поток, елиминирайки необходимостта от достъп до фотоволтаичната DC шина и улеснява инсталирането на продукта; чрез комбинация от софтуерно управление в реално време и подобрения в хардуерния дизайн, за да се постигне превключване към и от мрежата за милисекундни интервали; чрез иновативната комбинация от управление на изхода на инвертор за съхранение на енергия и проектиране на система за захранване и разпределение, за да се постигне захранване на цялата къща под автоматично управление на контролната кутия. Приложението на автоматичното управление на контролната кутия в микромрежа. Максималната ефективност на преобразуване на продуктите, свързани с променлив ток, е малко по-ниска от тази нахибридни инверториМаксималната ефективност на преобразуване на продуктите, свързани с променливотоково захранване, е 94-97%, което е малко по-ниско от това на хибридните инвертори, главно защото модулите трябва да бъдат преобразувани два пъти, преди да могат да се съхраняват в батерията след генериране на енергия, което намалява ефективността на преобразуване.
Време на публикуване: 08 май 2024 г.