Elamu energia salvestamise inverteri parimad juhendid

Energia salvestamise inverterite tüübid Energia salvestamise inverterite tehnoloogia: on kaks peamist viisi: alalisvoolu sidestus ja vahelduvvoolu sidestus PV-salvestussüsteem, sealhulgas päikesepaneelid, kontrollerid, inverterid, liitiumakud kodus, koormused ja muud seadmed. Praeguenergia salvestamise inverteridTehnilisi viise on peamiselt kaks: alalisvooluühendus ja vahelduvvooluühendus. Vahelduvvoolu- või alalisvooluühendus viitab sellele, kuidas päikesepaneelid on ühendatud salvestus- või akusüsteemiga. Päikesemoodulite ja akude vaheline ühendus võib olla kas vahelduv- või alalisvool. Enamik elektroonikalülitusi kasutab alalisvoolu, kusjuures päikesemoodul genereerib alalisvoolu ja aku salvestab alalisvoolu, kuid enamik seadmeid töötab vahelduvvoolul. Hübriidne päikesesüsteem + energiasalvestussüsteem Hübriidsed päikesepaneelide inverteri ja energiasalvestussüsteemid, kus PV-moodulite alalisvooluenergiat salvestatakse kontrolleri abilliitiumkodu akupankja võrk saab akut laadida ka kahesuunalise alalisvoolu-vahelduvvoolu muunduri kaudu. Energia koondumispunkt on alalisvoolu aku poolel. Päeval antakse PV-energia esmalt koormusele ja seejärel laetakse MPPT-kontrolleri abil liitiumakut ning energiasalvestussüsteem ühendatakse võrguga, nii et üleliigse energia saab võrku ühendada; öösel tühjendatakse aku koormusele ja puudujääk täiendatakse võrguga; kui võrk on välja lülitatud, antakse PV-energia ja liitiumaku ainult võrguvälisele koormusele ja võrgupoolset koormust ei saa kasutada. Kui koormusvõimsus on suurem kui PV-võimsus, saavad võrk ja PV koormust samaaegselt toita. Kuna ei PV-energia ega koormusvõimsus ole stabiilsed, tugineb see süsteemi energia tasakaalustamiseks liitiumakule. Lisaks toetab süsteem kasutajat ka laadimis- ja tühjendusaja seadistamisel vastavalt kasutaja elektrienergiavajadusele. Alalisvoolu ühendussüsteemi tööpõhimõte Hübriid-inverteril on integreeritud võrguväline funktsioon laadimise efektiivsuse parandamiseks. Võrku ühendatud inverterid lülitavad ohutuskaalutlustel elektrikatkestuse ajal päikesepaneelide süsteemi toite automaatselt välja. Hübriid-inverterid seevastu võimaldavad kasutajatel kasutada nii võrguvälist kui ka võrku ühendatud funktsiooni, seega on toide saadaval ka elektrikatkestuste ajal. Hübriid-inverterid lihtsustavad energia jälgimist, võimaldades kontrollida olulisi andmeid, nagu jõudlus ja energiatootmine, inverteri paneeli või ühendatud nutiseadmete kaudu. Kui süsteemil on kaks inverterit, tuleb neid eraldi jälgida. Alalisvooluühendus vähendab vahelduvvoolu-alalisvoolu muundamise kadusid. Aku laadimise efektiivsus on umbes 95–99%, samas kui vahelduvvooluühendus on 90%. Hübriid-inverterid on ökonoomsed, kompaktsed ja hõlpsasti paigaldatavad. Uue hübriid-inverteri paigaldamine alalisvooluühendusega akudega võib olla odavam kui vahelduvvooluühendusega akude moderniseerimine olemasolevasse süsteemi, kuna kontroller on mõnevõrra odavam kui võrku ühendatud inverter, lülituslüliti on mõnevõrra odavam kui jaotuskapp ning alalisvooluühendusega lahendusest saab teha kõik-ühes juht-inverteri, säästes nii seadmete kui ka paigalduskulusid. Eriti väikeste ja keskmise võimsusega võrguväliste süsteemide puhul on alalisvooluühendusega süsteemid äärmiselt kulutõhusad. Hübriid-inverter on väga modulaarne ja sellele on lihtne lisada uusi komponente ja kontrollereid ning lisakomponente saab hõlpsalt lisada suhteliselt odavate alalisvoolu päikesekontrollerite abil. Hübriid-inverterid on loodud nii, et need integreeriksid salvestusvõimalusi igal ajal, muutes akupankade lisamise lihtsamaks. Hübriid-inverterisüsteem on kompaktsem ja kasutab kõrgepingeelemente, väiksemate kaablite ja väiksemate kadudega. Alalisvoolu ühendussüsteemi koostis Vahelduvvoolu ühendussüsteemi koostis Hübriidsed päikesepaneelide inverterid ei sobi aga olemasolevate päikesesüsteemide täiustamiseks ja suurema võimsusega süsteemide paigaldamine on kallim. Kui klient soovib olemasolevat päikesesüsteemi täiustada, et see lisaks liitiumaku, võib hübriidse päikesepaneelide inverteri valimine olukorda keerulisemaks muuta. Seevastu akuinverter võib olla kulutõhusam, kuna hübriidse päikesepaneelide inverteri paigaldamine nõuaks kogu päikesepaneelide süsteemi täielikku ja kallist ümberehitust. Suurema võimsusega süsteemide paigaldamine on keerukam ja võib olla kallim, kuna on vaja rohkem kõrgepinge kontrollereid. Kui päeva jooksul kasutatakse rohkem energiat, väheneb efektiivsus veidi alalisvoolu (PV) muutumise tõttu alalisvooluks (akud) ja vahelduvvooluks. Seotud päikesesüsteem + energiasalvestussüsteem Ühendatud PV+salvestussüsteem, tuntud ka kui vahelduvvooluga tagantjärele paigaldatav PV+salvestussüsteem, võimaldab PV-moodulitest kiirgavat alalisvoolu muundatakse võrku ühendatud inverteri abil vahelduvvooluks ning seejärel muundatakse liigne energia alalisvooluks ja salvestatakse akusse vahelduvvooluga ühendatud salvestusinverteri abil. Energia koondumispunkt asub vahelduvvoolu otsas. See hõlmab fotogalvaanilist toitesüsteemi ja liitiumakuga kodumajapidamises kasutatavat toitesüsteemi. Fotogalvaaniline süsteem koosneb fotogalvaanilisest massiivist ja võrku ühendatud inverterist, samas kui liitiumakuga kodumajapidamises kasutatav akusüsteem koosneb akupangast ja kahesuunalisest inverterist. Need kaks süsteemi saavad töötada kas iseseisvalt ilma üksteist segamata või võrgust eraldatult, moodustades mikrovõrgusüsteemi. Vahelduvvoolu ühendussüsteemi tööpõhimõte Vahelduvvooluühendusega süsteemid on 100% võrguga ühilduvad, kergesti paigaldatavad ja laiendatavad. Saadaval on standardsed koduse paigalduse komponendid ja isegi suhteliselt suured süsteemid (2 kW kuni MW klass) on hõlpsasti laiendatavad kasutamiseks koos võrguga ühendatud ja eraldiseisvate generaatorikomplektidega (diiselkomplektid, tuuleturbiinid jne). Enamikul üle 3 kW võimsusega päikesepaneelide inverteritel on kaks MPPT sisendit, seega saab pikki päikesepaneele paigaldada erinevates suundades ja kaldenurkades. Kõrgemate alalisvoolupingete korral on vahelduvvooluühendus suurte süsteemide paigaldamiseks lihtsam ja vähem keerukas kui alalisvooluühendusega süsteemide puhul, mis vajavad mitut MPPT laadimiskontrollerit, ning seetõttu odavam. Vahelduvvooluühendus sobib süsteemide moderniseerimiseks ja on päevasel ajal vahelduvvoolukoormuste korral tõhusam. Olemasolevaid võrku ühendatud päikeseenergiasüsteeme saab muuta energiasalvestussüsteemideks madalate sisendkuludega. See suudab pakkuda kasutajatele ohutut energiat, kui võrk on väljas. Ühildub erinevate tootjate võrku ühendatud päikeseenergiasüsteemidega. Täiustatud vahelduvvooluühendusega süsteeme kasutatakse tavaliselt suuremahuliste võrguväliste süsteemide jaoks ja akude ja võrgu/generaatorite haldamiseks kasutatakse päikeseenergia invertereid koos täiustatud mitme režiimiga inverterite või inverterite/laadijatega. Kuigi nende seadistamine on suhteliselt lihtne ja võimas, on need akude laadimisel veidi vähem tõhusad (90–94%) võrreldes alalisvooluühendusega süsteemidega (98%). Need süsteemid on aga päevasel ajal suurte vahelduvvoolukoormuste korral tõhusamad, ulatudes 97% või rohkem, ja mõnda saab laiendada mitme päikeseenergia inverteriga, et moodustada mikrovõrke. Vahelduvvooluühendusega laadimine on väiksemate süsteemide puhul palju vähem efektiivne ja kallim. Vahelduvvooluühenduses akusse sisenev energia tuleb teisendada kaks korda ja kui kasutaja hakkab energiat kasutama, tuleb see uuesti teisendada, mis lisab süsteemile rohkem kadusid. Selle tulemusel langeb akusüsteemi kasutamisel vahelduvvooluühenduse efektiivsus 85–90%-ni. Vahelduvvooluühendusega inverterid on väiksemate süsteemide puhul kallimad. Võrguväline päikesesüsteem + energiasalvestussüsteem Võrguväline päikesesüsteem+ Salvestussüsteemid koosnevad tavaliselt PV-moodulitest, liitiumakust, võrguvälisest salvestusmuundurist, koormusest ja diiselgeneraatorist. Süsteem saab akut otse PV abil laadida alalisvoolu-alalisvoolu muundamise või kahesuunalise alalisvoolu-vahelduvvoolu muundamise abil aku laadimiseks ja tühjendamiseks. Päeval suunatakse PV-energia esmalt koormusele, millele järgneb aku laadimine; öösel tühjendatakse aku koormusele ja kui aku on ebapiisav, suunatakse koormusele diiselgeneraator. See suudab rahuldada igapäevase elektrienergiavajaduse piirkondades, kus võrku pole. Seda saab kombineerida diiselgeneraatoritega koormuste toitmiseks või akude laadimiseks. Enamik võrguvälistest energiasalvestusmuunduritest ei ole võrku ühendamiseks sertifitseeritud ja isegi kui süsteemil on võrk, ei saa seda võrku ühendada. Energia salvestamise inverterite kohaldatavad stsenaariumid Energiat salvestavatel inverteritel on kolm peamist rolli, sealhulgas tippkoormuse reguleerimine, ooterežiimi energiatarbimine ja sõltumatu energiatarbimine. Piirkonniti on Euroopas tippkoormuse nõudlus kõige suurem. Näiteks Saksamaal ulatus elektrienergia hind 2023. aastal 0,46 dollarini kWh kohta, mis on maailmas esikohal. Viimastel aastatel on Saksamaa elektrienergia hinnad jätkuvalt tõusnud ning PV/PV-salvestussüsteemide LCOE on vaid 10,2/15,5 senti kraadi kohta, mis on 78%/66% madalam elamute elektrienergia hindadest. Elamute elektrienergia hindade ja PV-salvestussüsteemide vahelised erinevused suurenevad jätkuvalt. Kodumajapidamiste PV jaotus- ja salvestussüsteemid võivad vähendada elektrienergia hinda, mistõttu on kõrge hinnaga piirkondades kasutajatel tugev stiimul paigaldada kodumajapidamiste salvestussüsteeme. Tipptasemel turul kipuvad kasutajad valima hübriid-invertereid ja vahelduvvooluühendusega akusüsteeme, mis on kulutõhusamad ja lihtsamini valmistatavad. Võrguvälised akuinverterlaadijad, millel on võimsad trafod, on kallimad, samas kui hübriid-inverterid ja vahelduvvooluühendusega akusüsteemid kasutavad trafota invertereid lülitustransistoridega. Nendel kompaktsetel ja kergetel inverteritel on madalamad pingetõusud ja tippvõimsus, kuid need on kulutõhusamad, odavamad ja lihtsamini valmistatavad. Varutoiteallikaid on vaja USA-s ja Jaapanis ning autonoomne toide on just see, mida turg vajab, sealhulgas sellistes piirkondades nagu Lõuna-Aafrika Vabariik. Keskkonnamõju hindamise (EIA) andmetel oli keskmine elektrikatkestuse aeg Ameerika Ühendriikides 2020. aastal üle 8 tunni, peamiselt hajutatud piirkondades elavate USA elanike tõttu, kes elavad vananevas elektrivõrgus ja loodusõnnetuste tõttu. Kodumajapidamiste PV-jaotus- ja salvestussüsteemide rakendamine võib vähendada sõltuvust elektrivõrgust ja suurendada kliendipoolset elektrivarustuse usaldusväärsust. USA PV-salvestussüsteem on suurem ja varustatud rohkemate akudega, kuna loodusõnnetuste korral on vaja energiat salvestada. Sõltumatu toiteallikas on turu kohene nõudlus. Lõuna-Aafrika Vabariigis, Pakistanis, Liibanonis, Filipiinidel, Vietnamis ja teistes riikides on globaalne tarneahela pinge, riigi infrastruktuur ei ole piisav, et elanikkonda elektriga varustada, seega peavad kasutajad olema varustatud kodumajapidamiste PV-salvestussüsteemidega. Hübriidinverteritel varutoiteallikana on piirangud. Võrreldes spetsiaalsete võrguväliste akuinverteritega on hübriidinverteritel mõned piirangud, peamiselt piiratud pingetõus või tippvõimsus elektrikatkestuste korral. Lisaks on mõnel hübriidinverteril varutoitevõime puudulik või piiratud, seega saab elektrikatkestuse ajal varutoite pakkuda ainult väikestele või olulistele koormustele, nagu valgustus ja põhilised toiteahelad, ning paljudel süsteemidel esineb elektrikatkestuse ajal 3-5-sekundiline viivitus. Võrguvälised inverterid seevastu pakuvad väga suurt pingetõusu ja tippvõimsust ning suudavad hakkama saada suurte induktiivkoormustega. Kui kasutaja plaanib toita suure pingetõusuga seadmeid, nagu pumbad, kompressorid, pesumasinad ja elektrilised tööriistad, peab inverter suutma hakkama saada suure induktiivsusega pingetõusukoormustega. Alalisvooluühendusega hübriid-inverterid Praegu kasutab tööstusharu integreeritud PV-salvestusdisaini saavutamiseks üha enam alalisvooluühendusega PV-salvestussüsteeme, eriti uutes süsteemides, kus hübriid-inverterite paigaldamine on lihtne ja odavam. Uute süsteemide lisamisel võib hübriid-inverterite kasutamine PV-energia salvestamiseks vähendada seadmete ja paigalduskulusid, kuna salvestusinverter võimaldab saavutada juht-inverteri integratsiooni. Alalisvooluühendusega süsteemide kontroller ja lülituslüliti on odavamad kui võrku ühendatud inverterid ja jaotuskilbid vahelduvvooluühendusega süsteemides, seega on alalisvooluühendusega lahendused odavamad kui vahelduvvooluühendusega lahendused. Alalisvooluühendusega süsteemi kontroller, aku ja inverter on järjestikku ühendatud, tihedamalt ühendatud ja vähem paindlikud. Uue süsteemi puhul on PV, aku ja inverter projekteeritud vastavalt kasutaja koormusvõimsusele ja energiatarbimisele, seega sobib see paremini alalisvooluühendusega hübriid-inverterile. Alalisvooluühendusega hübriidmuunduritooted on peavoolu trend, BSLBATT käivitas ka oma5kw hübriidne päikeseenergia invertereelmise aasta lõpus ning toob sel aastal turule järjestikku 6kW ja 8kW hübriidsed päikesepaneelide inverterid! Energiat salvestavate inverterite tootjate peamised tooted on suunatud pigem kolmele peamisele turule: Euroopa, Ameerika Ühendriigid ja Austraalia. Euroopa turul on Saksamaa, Austria, Šveits, Rootsi, Holland ja teised traditsioonilised PV-tuumaenergia turud peamiselt kolmefaasilised, mis on soodsamad suuremate toodete võimsusele. Itaalia, Hispaania ja teised Lõuna-Euroopa riigid vajavad peamiselt ühefaasilisi madalpinge tooteid. Tšehhi Vabariik, Poola, Rumeenia, Leedu ja teised Ida-Euroopa riigid vajavad peamiselt kolmefaasilisi tooteid, kuid hinna vastuvõtt on madalam. Ameerika Ühendriikidel on suurem energiasalvestussüsteem ja eelistatakse suurema võimsusega tooteid. Aku- ja salvestusmuunduriga jagatud tüüpi tooted on paigaldajate seas populaarsemad, kuid tuleviku arengusuund on aku-inverterite kõik-ühes lahendused. PV-energia salvestamise hübriidinverterid jagunevad omakorda eraldi müüdavateks hübriidinverteriteks ja aku-energia salvestamise süsteemideks (BESS), mis müüvad energia salvestamise inverterit ja akut koos. Praegu on edasimüüjate puhul, kes kontrollivad kanalit, iga otsekliendi kontsentratsioon suurem, aku- ja inverteriga jagatud tooted on populaarsemad, eriti väljaspool Saksamaad, peamiselt lihtsa paigaldamise ja laiendamise ning hankekulude vähendamise tõttu, kuna akut või inverterit ei ole võimalik tarnida teisest allikast, mis tagab kindlama tarnimise. Saksamaal, Ameerika Ühendriikides ja Jaapanis on trendiks kõik-ühes masin. Kõik-ühes masin võib säästa palju vaeva pärast müüki ja on ka sertifitseerimisega seotud tegureid, näiteks Ameerika Ühendriikides tuleb inverteriga siduda tuletõrjesüsteemi sertifitseerimine. Praegune tehnoloogiline trend on kõik-ühes masina poole liikumine, kuid turult on paigaldajate jaoks jagatud tüüpi toodete müük veidi suurem. Alalisvooluga ühendatud süsteemides on kõrgepinge akusüsteemid tõhusamad, kuid kõrgepinge aku puuduse korral kulukamad. Võrreldes48 V akusüsteemid, kõrgepingeakud töötavad alalisvoolu vahemikus 200–500 V, neil on väiksemad kaablikaod ja suurem efektiivsus, kuna päikesepaneelid töötavad tavaliselt pingel 300–600 V, mis on sarnane aku pingele, võimaldades kasutada suure tõhususega alalisvoolu-alalisvoolu muundureid väga väikeste kadudega. Kõrgepingeakusüsteemid on kallimad kui madalpingesüsteemiakud, samas kui inverterid on odavamad. Praegu on kõrgepingeakude järele suur nõudlus ja pakkumise nappus, seega on kõrgepingeakusid keeruline osta ja kõrgepingeakude nappuse korral on odavam kasutada madalpingeakusüsteemi. Päikesepaneelide ja inverterite vaheline alalisvooluühendus Alalisvoolu otseühendus ühilduva hübriidmuunduriga Vahelduvvooluga inverterid Alalisvooluühendusega süsteemid ei sobi olemasolevate võrku ühendatud süsteemide moderniseerimiseks. Alalisvooluühenduse meetodil on peamiselt järgmised probleemid: esiteks on alalisvooluühendust kasutaval süsteemil probleeme keerulise juhtmestiku ja redundantsete moodulite disainiga olemasoleva võrku ühendatud süsteemi moderniseerimisel; teiseks on võrku ühendatud ja võrgust sõltumatu režiimi vahel vahetamisel pikk viivitus, mis muudab kasutaja elektrienergia kasutamise kogemuse halvaks; kolmandaks pole intelligentne juhtimisfunktsioon piisavalt põhjalik ja juhtimise reageerimine pole piisavalt õigeaegne, mis raskendab kogu maja toiteallika mikrovõrgu rakenduse realiseerimist. Seetõttu on mõned ettevõtted, näiteks Rene, valinud vahelduvvooluühenduse tehnoloogia. Vahelduvvoolu ühendussüsteem muudab toote paigaldamise lihtsamaks. ReneSola kasutab vahelduvvoolu poole ja PV-süsteemi ühendusi kahesuunalise energiavoo saavutamiseks, välistades vajaduse PV alalisvoolusiinile juurdepääsu järele ja lihtsustades toote paigaldamist; tarkvara reaalajas juhtimise ja riistvaralise disaini täiustuste kombinatsiooni abil saavutatakse millisekundite pikkune ümberlülitus võrku ja võrku; energia salvestamise inverteri väljundjuhtimise ning toite- ja jaotussüsteemi disaini uuendusliku kombinatsiooni abil saavutatakse kogu maja toiteallikas automaatse juhtkasti juhtimise all. Automaatse juhtkasti juhtimise mikrovõrgu rakendus. Vahelduvvooluga ühendatud toodete maksimaalne muundamise efektiivsus on veidi madalam kuihübriid-inverteridVahelduvvooluga ühendatud toodete maksimaalne muundamise efektiivsus on 94–97%, mis on veidi madalam kui hübriidmuunduritel, peamiselt seetõttu, et mooduleid tuleb pärast energia genereerimist enne akusse salvestamist kaks korda teisendada, mis vähendab muundamise efektiivsust.