Arten von Energiespeicher-Wechselrichtern Technologieweg für Energiespeicher-Wechselrichter: Es gibt zwei Hauptwege: DC-Kopplung und AC-Kopplung PV-Speichersystem, einschließlich Solarmodulen, Reglern, Wechselrichtern, Lithium-Heimbatterien, Lasten und anderen Geräten. DerzeitEnergiespeicher-WechselrichterEs gibt hauptsächlich zwei technische Wege: Gleichstrom- und Wechselstromkopplung. Die Wechselstrom- bzw. Gleichstromkopplung bezeichnet die Art und Weise, wie Solarmodule mit dem Speicher- oder Batteriesystem gekoppelt bzw. verbunden werden. Die Verbindung zwischen Solarmodulen und Batterien kann entweder Wechselstrom oder Gleichstrom sein. Die meisten elektronischen Schaltungen verwenden Gleichstrom, wobei das Solarmodul Gleichstrom erzeugt und die Batterie Gleichstrom speichert. Die meisten Geräte werden jedoch mit Wechselstrom betrieben. 
Hybrid-Solarsystem + Energiespeichersystem Hybrid-Solarwechselrichter + Energiespeichersysteme, bei denen der Gleichstrom aus den PV-Modulen über einen Controller in einemLithium-HeimbatteriebankDas Netz kann die Batterie über einen bidirektionalen DC/AC-Wandler laden. Der Energiebündelungspunkt liegt auf der DC-Batterieseite. Tagsüber wird zunächst der Verbraucher mit PV-Strom versorgt, anschließend wird die Lithium-Hausbatterie über den MPPT-Regler geladen und das Energiespeichersystem an das Netz angeschlossen, um überschüssigen Strom ins Netz einzuspeisen. Nachts wird die Batterie an den Verbraucher entladen und der fehlende Strom über das Netz aufgefüllt. Bei Netzausfall werden PV-Strom und Lithium-Hausbatterie nur an den netzunabhängigen Verbraucher geliefert, der Verbraucher am Netzende kann nicht genutzt werden. Ist die Verbraucherleistung größer als die PV-Leistung, können Netz und PV gleichzeitig den Verbraucher mit Strom versorgen. Da weder PV- noch Verbraucherleistung stabil sind, wird die Lithium-Hausbatterie zum Energieausgleich des Systems benötigt. Das System unterstützt den Nutzer außerdem dabei, die Lade- und Entladezeiten an seinen Strombedarf anzupassen. Funktionsprinzip des DC-Kopplungssystems 
Der Hybridwechselrichter verfügt über eine integrierte Off-Grid-Funktion für verbesserte Ladeeffizienz. Netzgekoppelte Wechselrichter schalten die Stromversorgung der Solaranlage bei einem Stromausfall aus Sicherheitsgründen automatisch ab. Hybridwechselrichter hingegen ermöglichen sowohl den Off-Grid- als auch den Netzgekoppelbetrieb, sodass auch bei Stromausfällen Strom verfügbar ist. Hybridwechselrichter vereinfachen die Energieüberwachung und ermöglichen die Überprüfung wichtiger Daten wie Leistung und Energieproduktion über das Wechselrichterpanel oder angeschlossene Smart-Geräte. Verfügt das System über zwei Wechselrichter, müssen diese separat überwacht werden. Die Gleichstromkopplung reduziert Verluste bei der AC-DC-Umwandlung. Der Wirkungsgrad beim Batterieladen liegt bei etwa 95–99 %, der bei der AC-Kopplung bei 90 %. Hybridwechselrichter sind wirtschaftlich, kompakt und einfach zu installieren. Die Installation eines neuen Hybridwechselrichters mit DC-gekoppelten Batterien kann günstiger sein als die Nachrüstung eines bestehenden Systems mit AC-gekoppelten Batterien, da der Regler etwas günstiger ist als ein netzgekoppelter Wechselrichter, der Schaltschalter etwas günstiger als ein Verteilerschrank und die DC-gekoppelte Lösung zu einem All-in-One-Wechselrichter mit Steuerung werden kann, was sowohl Geräte- als auch Installationskosten spart. Insbesondere für netzunabhängige Systeme kleiner und mittlerer Leistung sind DC-gekoppelte Systeme äußerst kostengünstig. Der Hybridwechselrichter ist hochmodular und lässt sich leicht um neue Komponenten und Regler erweitern. Zusätzliche Komponenten lassen sich mithilfe relativ kostengünstiger DC-Solarregler problemlos ergänzen. Die Hybridwechselrichter sind so konzipiert, dass Speicher jederzeit integriert werden können, was das Hinzufügen von Batteriebänken erleichtert. Das Hybridwechselrichtersystem ist kompakter und verwendet Hochspannungszellen mit kleineren Kabelquerschnitten und geringeren Verlusten. 
Zusammensetzung des DC-Kopplungssystems 
Zusammensetzung des AC-Kopplungssystems Hybrid-Solarwechselrichter eignen sich jedoch nicht zur Nachrüstung bestehender Solaranlagen und sind bei Anlagen mit höherer Leistung teurer in der Installation. Möchte ein Kunde seine bestehende Solaranlage um eine Lithium-Batterie aufrüsten, kann die Wahl eines Hybrid-Solarwechselrichters die Situation erschweren. Ein Batteriewechselrichter kann hingegen kostengünstiger sein, da die Installation eines Hybrid-Solarwechselrichters eine komplette und teure Umrüstung der gesamten Solaranlage erfordern würde. Anlagen mit höherer Leistung sind aufgrund des Bedarfs an zusätzlichen Hochspannungsreglern komplexer zu installieren und können teurer sein. Bei erhöhtem Stromverbrauch tagsüber sinkt der Wirkungsgrad aufgrund der Umstellung von Gleichstrom (PV) auf Gleichstrom (Batterie) auf Wechselstrom leicht. 
Gekoppeltes Solarsystem + Energiespeichersystem Gekoppelte PV-Speichersysteme, auch als AC-Nachrüst-PV-Speichersysteme bekannt, ermöglichen die Umwandlung des von PV-Modulen abgegebenen Gleichstroms in Wechselstrom durch einen netzgekoppelten Wechselrichter. Der überschüssige Strom wird anschließend in Gleichstrom umgewandelt und durch einen AC-gekoppelten Speicherwechselrichter in der Batterie gespeichert. Der Energiekonvergenzpunkt liegt am AC-Ende. Das System umfasst ein Photovoltaik-Stromversorgungssystem und ein Lithium-Heimbatterie-Stromversorgungssystem. Das Photovoltaiksystem besteht aus einer Photovoltaikanlage und einem netzgekoppelten Wechselrichter, während das Lithium-Heimbatteriesystem aus einem Batteriespeicher und einem bidirektionalen Wechselrichter besteht. Diese beiden Systeme können entweder unabhängig voneinander betrieben werden, ohne sich gegenseitig zu stören, oder vom Netz getrennt ein Mikronetz bilden. Funktionsprinzip des AC-Kopplungssystems 
AC-gekoppelte Systeme sind vollständig netzkompatibel, einfach zu installieren und leicht erweiterbar. Standardkomponenten für die Hausinstallation sind verfügbar, und selbst relativ große Systeme (2 kW bis MW-Klasse) lassen sich problemlos für den Einsatz mit netzgekoppelten und unabhängigen Generatoren (Dieselaggregate, Windkraftanlagen usw.) erweitern. Die meisten String-Solarwechselrichter über 3 kW verfügen über zwei MPPT-Eingänge, sodass lange String-Module in unterschiedlichen Ausrichtungen und Neigungswinkeln montiert werden können. Bei höheren Gleichspannungen ist die AC-Kopplung einfacher und weniger komplex bei der Installation großer Systeme als bei DC-gekoppelten Systemen, die mehrere MPPT-Laderegler benötigen, und daher kostengünstiger. AC-Kopplung eignet sich für die Nachrüstung von Systemen und ist tagsüber bei Wechselstromlasten effizienter. Bestehende netzgekoppelte PV-Systeme können mit geringen Inputkosten in Energiespeichersysteme umgewandelt werden. Sie können Verbraucher bei Stromausfall sicher mit Strom versorgen. Kompatibel mit netzgekoppelten PV-Systemen verschiedener Hersteller. Moderne AC-gekoppelte Systeme werden typischerweise für größere netzunabhängige Systeme verwendet und nutzen String-Solarwechselrichter in Kombination mit modernen Multimode-Wechselrichtern oder Wechselrichter/Ladegeräten zur Verwaltung der Batterien und des Netzes/der Generatoren. Obwohl sie relativ einfach und leistungsstark einzurichten sind, sind sie beim Laden von Batterien etwas weniger effizient (90–94 %) als DC-gekoppelte Systeme (98 %). Diese Systeme sind jedoch bei der Versorgung hoher Wechselstromlasten am Tag effizienter und erreichen 97 % oder mehr. Einige können mit mehreren Solarwechselrichtern zu Mikronetzen erweitert werden. AC-gekoppeltes Laden ist bei kleineren Systemen deutlich weniger effizient und teurer. Die bei AC-Kopplung in die Batterie eingespeiste Energie muss zweimal umgewandelt werden. Sobald der Nutzer die Energie verbraucht, muss sie erneut umgewandelt werden, was zu weiteren Verlusten im System führt. Dadurch sinkt der Wirkungsgrad der AC-Kopplung bei Verwendung eines Batteriesystems auf 85–90 %. AC-gekoppelte Wechselrichter sind für kleinere Systeme teurer. 
Off-Grid-Solarsystem + Energiespeichersystem Netzunabhängiges Solarsystem+ Speichersysteme bestehen typischerweise aus PV-Modulen, Lithium-Heimbatterie, netzunabhängigem Speicherwechselrichter, Last und Dieselgenerator. Das System ermöglicht das direkte Laden der Batterie durch die PV über DC-DC-Wandlung oder die bidirektionale DC-AC-Wandlung zum Laden und Entladen der Batterie. Tagsüber wird der PV-Strom zunächst der Last zugeführt, anschließend wird die Batterie geladen; nachts wird die Batterie an die Last entladen, und wenn die Batterieleistung nicht ausreicht, wird die Last vom Dieselgenerator versorgt. Das System kann den täglichen Strombedarf in Gebieten ohne Netzanschluss decken. Es kann mit Dieselgeneratoren kombiniert werden, um Lasten zu versorgen oder Batterien zu laden. Die meisten netzunabhängigen Energiespeicherwechselrichter sind nicht für den Netzanschluss zertifiziert. Selbst wenn das System an ein Netz angeschlossen ist, kann es nicht an das Netz angeschlossen werden. Anwendbare Szenarien für Energiespeicher-Wechselrichter Wechselrichter für Energiespeicher erfüllen drei Hauptfunktionen: Spitzenlastregelung, Standby-Stromversorgung und unabhängige Stromversorgung. Regional betrachtet ist die Nachfrage in Europa am höchsten. Deutschland beispielsweise erreichte im Jahr 2023 einen Strompreis von 0,46 US-Dollar pro Kilowattstunde und lag damit weltweit an erster Stelle. In den letzten Jahren stiegen die deutschen Strompreise kontinuierlich an, und die Stromgestehungskosten (LCOE) für Photovoltaik/PV-Speicher betrugen lediglich 10,2 bzw. 15,5 Cent pro Kilowattstunde und lagen damit 78 bzw. 66 Prozent unter den Strompreisen für Privathaushalte. Die Differenz zwischen den Strompreisen für Privathaushalte und den Stromkosten für PV-Speicher wird sich weiter vergrößern. PV-Verteilungs- und Speichersysteme für Privathaushalte können die Stromkosten senken, sodass in Hochpreisregionen ein starker Anreiz für die Installation von Speichersystemen besteht. Im Spitzenlastmarkt entscheiden sich Anwender tendenziell für Hybridwechselrichter und AC-gekoppelte Batteriesysteme, die kostengünstiger und einfacher herzustellen sind. Off-Grid-Batteriewechselrichter-Ladegeräte mit Hochleistungstransformatoren sind teurer, während Hybridwechselrichter und AC-gekoppelte Batteriesysteme transformatorlose Wechselrichter mit Schalttransistoren verwenden. Diese kompakten, leichten Wechselrichter haben geringere Stoß- und Spitzenleistungswerte, sind aber kostengünstiger, günstiger und einfacher herzustellen. Die USA und Japan brauchen Notstrom, und autarke Stromversorgung ist genau das, was der Markt braucht, auch in Regionen wie Südafrika. Laut EIA betrug die durchschnittliche Stromausfalldauer in den USA im Jahr 2020 mehr als acht Stunden. Dies ist hauptsächlich auf die verstreut lebenden US-Bürger, das veraltete Stromnetz und Naturkatastrophen zurückzuführen. Der Einsatz von PV-Verteilungs- und -Speichersystemen für Privathaushalte kann die Abhängigkeit vom Stromnetz verringern und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung auf Kundenseite erhöhen. Die US-PV-Speichersysteme sind größer und mit mehr Batterien ausgestattet, da im Falle von Naturkatastrophen Strom gespeichert werden muss. Unabhängige Stromversorgung ist die unmittelbare Marktnachfrage. Südafrika, Pakistan, Libanon, die Philippinen, Vietnam und andere Länder stehen unter Spannungen in den globalen Lieferketten und ihre Infrastruktur reicht nicht aus, um die Bevölkerung mit Strom zu versorgen. Daher müssen die Verbraucher PV-Speichersysteme für ihre Privathaushalte einbauen. Hybrid-Wechselrichter als Notstromversorgung unterliegen Einschränkungen. Im Vergleich zu dedizierten netzunabhängigen Batteriewechselrichtern weisen Hybrid-Wechselrichter einige Einschränkungen auf, vor allem eine begrenzte Spitzen- oder Stoßleistung bei Stromausfällen. Darüber hinaus verfügen einige Hybrid-Wechselrichter über keine oder nur eine eingeschränkte Notstromversorgung, sodass nur kleine oder wichtige Verbraucher wie Beleuchtung und grundlegende Stromkreise bei einem Stromausfall gesichert werden können. Bei vielen Systemen kommt es während eines Stromausfalls zu einer Verzögerung von 3–5 Sekunden. Netzunabhängige Wechselrichter hingegen bieten eine sehr hohe Spitzen- und Stoßleistung und können mit hochinduktiven Lasten umgehen. Wenn Geräte mit hohen Stoßspannungen wie Pumpen, Kompressoren, Waschmaschinen und Elektrowerkzeugen mit Strom versorgt werden sollen, muss der Wechselrichter hochinduktive Stoßlasten bewältigen können. DC-gekoppelte Hybridwechselrichter Die Branche setzt derzeit mehr PV-Speichersysteme mit DC-Kopplung ein, um ein integriertes PV-Speicherdesign zu erreichen, insbesondere in neuen Systemen, in denen Hybridwechselrichter einfach und kostengünstig zu installieren sind. Beim Hinzufügen neuer Systeme kann der Einsatz von Hybridwechselrichtern zur PV-Energiespeicherung die Geräte- und Installationskosten senken, da ein Speicherwechselrichter eine Steuer-Wechselrichter-Integration ermöglicht. Controller und Schalter in DC-gekoppelten Systemen sind weniger teuer als netzgekoppelte Wechselrichter und Verteilerschränke in AC-gekoppelten Systemen, daher sind DC-gekoppelte Lösungen weniger kostspielig als AC-gekoppelte Lösungen. Controller, Batterie und Wechselrichter in DC-gekoppelten Systemen sind in Reihe geschaltet, enger verbunden und weniger flexibel. Bei dem neu installierten System werden PV, Batterie und Wechselrichter entsprechend der Lastleistung und des Stromverbrauchs des Benutzers ausgelegt, sodass es besser für DC-gekoppelte Hybridwechselrichter geeignet ist. 
DC-gekoppelte Hybrid-Wechselrichterprodukte sind der Mainstream-Trend, BSLBATT hat auch seine eigenen auf den Markt gebracht5 kW Hybrid-SolarwechselrichterEnde letzten Jahres und wird dieses Jahr nacheinander 6-kW- und 8-kW-Hybrid-Solarwechselrichter auf den Markt bringen! Die Hauptprodukte der Hersteller von Wechselrichtern für Energiespeicher sind auf die drei Hauptmärkte Europa, USA und Australien ausgerichtet. Der europäische Markt, insbesondere Deutschland, Österreich, die Schweiz, Schweden, die Niederlande und andere traditionelle PV-Kernmärkte, ist hauptsächlich dreiphasig und bevorzugt daher leistungsstärkere Produkte. Italien, Spanien und andere südeuropäische Länder benötigen hauptsächlich einphasige Niederspannungsprodukte. Auch Tschechien, Polen, Rumänien, Litauen und andere osteuropäische Länder verlangen hauptsächlich dreiphasige Produkte, deren Preisakzeptanz jedoch geringer ist. Die USA verfügen über größere Energiespeichersysteme und bevorzugen Produkte mit höherer Leistung. Split-Wechselrichter mit Batterie und Speicher erfreuen sich bei Installateuren zunehmender Beliebtheit, doch der zukünftige Entwicklungstrend liegt bei Batterie-Wechselrichtern. Hybrid-Wechselrichter mit PV-Speicher werden weiter unterteilt in separat erhältliche Hybrid-Wechselrichter und Batterie-Speichersysteme (BESS), bei denen Speicher-Wechselrichter und Batterie zusammen verkauft werden. Derzeit konzentrieren sich die Händler, die den Vertriebskanal kontrollieren, stärker auf die einzelnen Direktkunden. Split-Wechselrichter mit Batterie und Wechselrichter erfreuen sich insbesondere außerhalb Deutschlands zunehmender Beliebtheit, vor allem aufgrund der einfachen Installation und Erweiterung sowie der geringen Anschaffungskosten. Da Batterie oder Wechselrichter nicht nach einem zweiten Anbieter geliefert werden müssen, ist die Lieferung sicherer. In Deutschland, den USA und Japan geht der Trend zu All-in-One-Geräten. All-in-One-Geräte sparen nach dem Verkauf viel Ärger und sind mit Zertifizierungsfaktoren verbunden, beispielsweise der US-amerikanischen Brandschutzzertifizierung, die mit dem Wechselrichter verknüpft sein muss. Der aktuelle Technologietrend geht in Richtung All-in-One-Geräte, doch Installateure akzeptieren Split-Geräte auf dem Markt immer noch etwas mehr. In DC-gekoppelten Systemen sind Hochspannungsbatteriesysteme effizienter, aber im Falle eines Batteriemangels teurer. Im Vergleich zu48V BatteriesystemeHochvoltbatterien arbeiten im Gleichspannungsbereich von 200–500 V, weisen geringere Kabelverluste und einen höheren Wirkungsgrad auf, da Solarmodule typischerweise mit 300–600 V arbeiten, ähnlich der Batteriespannung. Dies ermöglicht den Einsatz hocheffizienter DC/DC-Wandler mit sehr geringen Verlusten. Hochvoltbatteriesysteme sind teurer als Niedervoltbatterien, Wechselrichter hingegen günstiger. Da derzeit eine hohe Nachfrage nach Hochvoltbatterien und ein knappes Angebot besteht, sind Hochvoltbatterien schwer zu beschaffen. Bei einem Mangel an Hochvoltbatterien ist der Einsatz eines Niedervoltbatteriesystems günstiger. Gleichstromkopplung zwischen Solaranlagen und Wechselrichtern 
Gleichstrom-Direktkopplung an einen kompatiblen Hybrid-Wechselrichter 
AC-gekoppelte Wechselrichter DC-gekoppelte Systeme eignen sich nicht zur Nachrüstung bestehender netzgekoppelter Systeme. Die DC-Kopplungsmethode weist hauptsächlich folgende Probleme auf: Erstens ist die Verkabelung bei der Nachrüstung bestehender netzgekoppelter Systeme kompliziert und das Moduldesign redundant; zweitens ist die Umschaltung zwischen netzgekoppeltem und netzunabhängigem Betrieb lang, was die Stromversorgung beeinträchtigt; drittens ist die intelligente Steuerungsfunktion nicht umfassend genug und die Reaktion der Steuerung nicht zeitnah genug, was die Realisierung von Mikronetzanwendungen zur Versorgung des gesamten Hauses erschwert. Daher haben sich einige Unternehmen, wie beispielsweise Rene, für die AC-Kopplungstechnologie entschieden. Das AC-Kopplungssystem vereinfacht die Produktinstallation. ReneSola nutzt die AC-Seite und die PV-Systemkopplung, um einen bidirektionalen Energiefluss zu erreichen. Dadurch entfällt der Zugriff auf den PV-DC-Bus, was die Produktinstallation vereinfacht. Durch die Kombination aus Software-Echtzeitsteuerung und Hardware-Designverbesserungen wird eine Umschaltung vom und zum Netz in Millisekunden erreicht. Durch die innovative Kombination aus Energiespeicher-Wechselrichter-Ausgangssteuerung und Stromversorgungs- und Verteilungssystemdesign wird eine hausweite Stromversorgung mit automatischer Steuerung über eine Steuerbox erreicht. Die Anwendung der automatischen Steuerung über eine Steuerbox im Mikronetz. Der maximale Umwandlungswirkungsgrad von AC-gekoppelten Produkten ist etwas niedriger als der vonHybrid-WechselrichterDer maximale Umwandlungswirkungsgrad von AC-gekoppelten Produkten liegt bei 94–97 %, was etwas niedriger ist als bei Hybrid-Wechselrichtern, hauptsächlich weil die Module zweimal umgewandelt werden müssen, bevor sie nach der Stromerzeugung in der Batterie gespeichert werden können, was den Umwandlungswirkungsgrad verringert.
Beitragszeit: 08. Mai 2024