住宅用太陽光発電蓄電池システムアーキテクチャは複雑で、バッテリー、インバータ、その他の機器が絡み合っています。現在、業界内の製品はそれぞれ独立しているため、実際の使用において様々な問題が発生する可能性があります。主な問題は、システム設置の複雑さ、運用・保守の難しさ、住宅用太陽電池の非効率的な利用、バッテリー保護レベルの低さなどです。 システム統合：複雑なインストール 住宅用太陽光発電蓄電池は、複数のエネルギー源を組み合わせた複雑なシステムであり、一般家庭を対象としており、ほとんどのユーザーはそれを「家電」として使用したいと考えているため、システム設置にはより高い要件が求められます。 住宅用太陽光発電蓄電池の市場における設置は複雑で時間がかかり、一部のユーザーにとって最大の問題となっています。現在、住宅用太陽光発電システムソリューションには、主に低電圧蓄電池と高電圧蓄電池の2種類があります。 低圧住宅用蓄電池システム（インバータ・蓄電池分散型）： 住宅用低電圧エネルギー貯蔵システムは、バッテリー電圧範囲が40〜60Vの太陽電池システムであり、インバータに並列に接続された複数のバッテリーで構成され、インバータの内部絶縁型DC-DCによってバスでPV MPPTのDC出力とクロスカップルされ、最終的にインバータ出力を介してAC電源に変換され、グリッドに接続されます。一部のインバータにはバックアップ出力機能があります。 
【家庭用48Vソーラーシステム】 低電圧家庭用太陽光発電システムの主な問題点： ① インバータとバッテリーが独立して分散しており、設備が重く設置が困難です。 ②インバータとバッテリーの接続ラインは標準化されていないため、現場で加工する必要があります。 これにより、システム全体のインストール時間が長くなり、コストが増加します。 2. 高電圧家庭用ソーラーバッテリーシステム。 居住の高電圧バッテリーシステム2 段階アーキテクチャを採用しており、高電圧制御ボックス出力を介して直列に接続された複数のバッテリー モジュールで構成されます。電圧範囲は通常 85 ～ 600 V です。バッテリー クラスター出力はインバータに接続され、インバータ内の DC-DC ユニットを介して、PV MPPT からの DC 出力はバス バーでクロスカップルされ、最後にバッテリー クラスターの出力はインバータに接続され、インバータ内の DC-DC ユニットはバス バーで PV MPPT の DC 出力とクロスカップルされ、最後にインバータ出力を介して AC 電力に変換され、グリッドに接続されます。 
[家庭用高電圧太陽光発電システム] 高電圧家庭用ソーラーバッテリーシステムの主な問題点： 異なるバッチのバッテリーモジュールを直接直列に使用することを避けるためには、生産、出荷、倉庫、設置の段階で厳密なバッチ管理を行う必要があり、多くの人的および物的資源が必要となり、プロセスが非常に面倒で複雑になり、顧客の在庫準備にも問題が生じます。 さらに、バッテリーの自己消費と容量低下により、モジュール間の差が拡大し、設置前にシステム全体を点検する必要があり、モジュール間の差が大きい場合は手動での補充も必要となり、時間と労力がかかります。 バッテリー容量の不一致：バッテリーモジュールの違いによる容量損失 1. 低電圧住宅用バッテリーシステムの並列不整合 伝統的住宅用太陽電池48V/51.2Vのバッテリーを搭載しており、複数の同一バッテリーパックを並列接続することで容量を拡張できます。セル、モジュール、配線ハーネスの差異により、内部抵抗の高いバッテリーは充放電電流が低く、内部抵抗の低いバッテリーは充放電電流が高く、一部のバッテリーは長時間フル充放電できず、住宅用バッテリーシステムの容量損失につながります。 
[家庭用48V太陽光発電システムの並列不整合回路図] 2. 高圧住宅用太陽光発電蓄電システムの直列不一致 住宅用エネルギー貯蔵用高電圧バッテリーシステムの電圧範囲は一般的に85～600Vで、複数のバッテリーモジュールを直列に接続することで容量拡張を実現します。直列接続の特性上、各モジュールの充放電電流は同じですが、モジュール容量の差により、容量の小さいバッテリーが先に充放電されるため、一部のバッテリーモジュールは長時間充放電できず、バッテリークラスター全体の容量損失が発生します。 
[家庭用高電圧太陽光発電システムの並列不整合図] 家庭用太陽光発電システムのメンテナンス：高い技術とコストのハードル 住宅用太陽光発電蓄電システムの信頼性と安全性を確保するために、適切なメンテナンスは効果的な対策の 1 つです。 しかし、高電圧住宅用バッテリーシステムの構造は比較的複雑であり、運用および保守担当者には高度な専門性が求められるため、システムの実際の使用時には、主に次の 2 つの理由により、保守が困難で時間がかかることがよくあります。 ① 定期的なメンテナンスとして、バッテリーパックのSOC校正、容量校正、主回路検査などを実施する必要があります。 ② 従来のリチウム電池は、電池モジュールに異常が発生した場合、自動均等化機能がないため、保守担当者が現場に出向いて手動で補充する必要があり、顧客のニーズに迅速に対応することができません。 ③ 遠隔地に住む家族にとっては、バッテリーに異常があった場合の点検や修理に多くの時間がかかります。 新旧バッテリーの混合使用：新バッテリーの劣化を加速させ、容量の不一致を引き起こす のために家庭用ソーラーバッテリーシステムでは、古いリチウム電池と新しいリチウム電池が混在しており、電池の内部抵抗の差が大きいため、循環が発生しやすく、電池の温度が上昇し、新しい電池の劣化が加速します。 高電圧バッテリーシステムの場合、新旧のバッテリーモジュールが直列に混在し、バレル効果により、新しいバッテリーモジュールは古いバッテリーモジュールの容量でしか使用できず、バッテリークラスターに重大な容量の不一致が発生します。 例えば、新しいモジュールの使用可能容量が100Ahで、古いモジュールの使用可能容量が90Ahの場合、これらを混在させると、バッテリークラスターは90Ahの容量しか使用できません。つまり、一般的に、古いリチウム電池と新しいリチウム電池を直接直列または並列で使用することは推奨されません。 BSLBATT の過去の設置事例では、消費者が最初に家庭用エネルギー貯蔵システムの試用または住宅用バッテリーの初期テストのためにバッテリーをいくつか購入し、バッテリーの品質が期待どおりになると、実際のアプリケーション要件を満たすためにバッテリーを追加し、新しいバッテリーを古いバッテリーと直接並行して使用するというケースがよく見られます。これにより、新しいバッテリーが完全に充電および放電されないなど、作業中に BSLBATT バッテリーの異常なパフォーマンスが発生し、バッテリーの劣化が加速します。そのため、通常、お客様には実際の電力需要に応じて十分な数のバッテリーを備えた住宅用バッテリー貯蔵システムを購入することをお勧めします。そうすることで、後で古いバッテリーと新しいバッテリーが混在することを避けられます。
投稿日時: 2024年5月8日