에너지 저장 인버터의 유형 에너지 저장 인버터 기술 경로: DC 커플링과 AC 커플링의 두 가지 주요 경로가 있습니다. 태양광 모듈, 컨트롤러, 인버터, 가정용 리튬 배터리, 부하 및 기타 장비를 포함한 PV 저장 시스템. 현재에너지 저장 인버터주로 두 가지 기술적 경로가 있습니다. 직류 결합과 교류 결합입니다. 교류 또는 직류 결합은 태양광 패널이 저장 장치 또는 배터리 시스템에 결합되거나 연결되는 방식을 말합니다. 태양광 모듈과 배터리 사이의 연결 방식은 교류 또는 직류일 수 있습니다. 대부분의 전자 회로는 직류 전원을 사용하며, 태양광 모듈은 직류 전원을 생성하고 배터리는 직류 전원을 저장하지만, 대부분의 가전제품은 교류 전원으로 작동합니다. 
하이브리드 태양열 시스템 + 에너지 저장 시스템 PV 모듈의 DC 전력이 컨트롤러를 통해 저장되는 하이브리드 태양광 인버터 + 에너지 저장 시스템리튬 가정용 배터리 뱅크, 그리드는 양방향 DC-AC 컨버터를 통해 배터리를 충전할 수도 있습니다. 에너지의 수렴 지점은 DC 배터리 측입니다. 낮에는 PV 전력이 먼저 부하에 공급되고, 그 후 MPPT 컨트롤러에 의해 리튬 가정용 배터리가 충전되고, 에너지 저장 시스템이 그리드에 연결되어 초과 전력을 그리드에 연결할 수 있습니다. 밤에는 배터리가 부하로 방전되고 부족분은 그리드에서 보충됩니다. 그리드가 꺼지면 PV 전력과 리튬 가정용 배터리는 오프그리드 부하에만 공급되고 그리드 끝의 부하는 사용할 수 없습니다. 부하 전력이 PV 전력보다 클 경우 그리드와 PV는 동시에 부하에 전력을 공급할 수 있습니다. PV 전력과 부하 전력 모두 안정적이지 않기 때문에 리튬 가정용 배터리에 의존하여 시스템 에너지의 균형을 맞춥니다. 또한, 시스템은 사용자가 충전 및 방전 시간을 설정하여 사용자의 전기 수요를 충족하도록 지원합니다. DC 커플링 시스템 작동 원리 
하이브리드 인버터는 충전 효율 향상을 위해 독립형(Off-grid) 기능을 통합했습니다. 계통 연계형 인버터는 정전 시 안전을 위해 태양광 패널 시스템의 전원을 자동으로 차단합니다. 반면, 하이브리드 인버터는 독립형과 계통 연계형 기능을 모두 지원하여 정전 중에도 전력을 공급할 수 있습니다. 하이브리드 인버터는 에너지 모니터링을 간소화하여 인버터 패널이나 연결된 스마트 기기를 통해 성능 및 에너지 생산량과 같은 중요한 데이터를 확인할 수 있습니다. 시스템에 인버터가 두 개 있는 경우, 각 인버터를 개별적으로 모니터링해야 합니다. DC 커플링은 AC-DC 변환 시 손실을 줄여줍니다. 배터리 충전 효율은 약 95~99%이며, AC 커플링은 90%입니다. 하이브리드 인버터는 경제적이고 소형이며 설치가 간편합니다. DC 결합 배터리를 사용하는 새로운 하이브리드 인버터를 설치하는 것은 기존 시스템에 AC 결합 배터리를 개량하는 것보다 비용이 저렴할 수 있습니다. 컨트롤러는 계통 연계형 인버터보다 다소 저렴하고, 스위칭 스위치는 배전반보다 다소 저렴하며, DC 결합 솔루션을 일체형 제어 인버터로 구성하여 장비 비용과 설치 비용을 모두 절감할 수 있기 때문입니다. 특히 중소 규모 전력망 독립형 시스템의 경우, DC 결합 시스템은 매우 비용 효율적입니다. 하이브리드 인버터는 모듈성이 뛰어나 새로운 구성 요소와 컨트롤러를 쉽게 추가할 수 있으며, 비교적 저렴한 DC 태양광 컨트롤러를 사용하여 추가 구성 요소를 쉽게 추가할 수 있습니다. 하이브리드 인버터는 언제든지 저장 장치를 통합할 수 있도록 설계되어 배터리 뱅크를 쉽게 추가할 수 있습니다. 하이브리드 인버터 시스템은 더욱 소형화되고 고전압 셀을 사용하며, 케이블 크기가 작고 손실이 적습니다. 
DC 커플링 시스템 구성 
AC 커플링 시스템 구성 그러나 하이브리드 태양광 인버터는 기존 태양광 시스템을 업그레이드하는 데 적합하지 않으며, 고출력 시스템에는 설치 비용이 더 많이 듭니다. 기존 태양광 시스템에 리튬 가정용 배터리를 추가하려는 경우, 하이브리드 태양광 인버터를 선택하면 상황이 복잡해질 수 있습니다. 반면, 배터리 인버터는 전체 태양광 패널 시스템을 완전히 재작업해야 하므로 비용 효율성이 더 높을 수 있습니다. 고출력 시스템은 설치가 더 복잡하고 고전압 컨트롤러가 더 많이 필요하기 때문에 비용이 더 많이 들 수 있습니다. 주간에 전력 사용량이 증가하면 직류(PV)에서 직류(Battery)로, 그리고 교류(AC)로 전환되는 과정에서 효율이 약간 감소합니다. 
결합형 태양열 시스템 + 에너지 저장 시스템 결합형 PV+저장 시스템(AC 개량형 PV+저장 시스템이라고도 함)은 PV 모듈에서 생성된 직류 전력을 계통 연계 인버터를 통해 교류 전력으로 변환하고, 잉여 전력을 교류 결합 저장 인버터를 통해 직류 전력으로 변환하여 배터리에 저장하는 시스템입니다. 에너지 수렴 지점은 교류 단에 위치하며, 태양광 발전 시스템과 리튬 가정용 배터리 발전 시스템을 포함합니다. 태양광 발전 시스템은 태양광 어레이와 계통 연계 인버터로 구성되고, 리튬 가정용 배터리 시스템은 배터리 뱅크와 양방향 인버터로 구성됩니다. 이 두 시스템은 서로 간섭하지 않고 독립적으로 작동하거나, 계통에서 분리되어 마이크로그리드 시스템을 구성할 수 있습니다. AC 커플링 시스템 작동 원리 
AC 결합 시스템은 100% 계통 호환이 가능하며 설치와 확장이 간편합니다. 표준 가정용 설치 구성 요소를 사용할 수 있으며, 비교적 큰 시스템(2kW~MW급)도 계통 연계형 및 독립형 발전기 세트(디젤 발전기, 풍력 터빈 등)와 함께 사용하도록 쉽게 확장할 수 있습니다. 3kW 이상의 대부분의 스트링 태양광 인버터는 이중 MPPT 입력을 갖추고 있어 긴 스트링 패널을 다양한 방향과 기울기 각도로 장착할 수 있습니다. 높은 DC 전압에서는 여러 개의 MPPT 충전 컨트롤러가 필요한 DC 결합 시스템보다 AC 결합 시스템이 대형 시스템을 설치하기가 더 쉽고 복잡하지 않아 비용이 절감됩니다. AC 커플링은 시스템 개량에 적합하며, 주간 AC 부하 시 효율이 더욱 높습니다. 기존 계통 연계형 PV 시스템은 낮은 투입 비용으로 에너지 저장 시스템으로 전환할 수 있습니다. 전력망이 차단된 경우에도 사용자에게 안전한 전력을 공급할 수 있습니다. 다양한 제조업체의 계통 연계형 PV 시스템과 호환됩니다. 고급 AC 커플링 시스템은 일반적으로 대규모 독립형 시스템에 사용되며, 스트링 태양광 인버터를 고급 멀티모드 인버터 또는 인버터/충전기와 함께 사용하여 배터리와 계통/발전기를 관리합니다. 설치가 비교적 간단하고 강력하지만, DC 커플링 시스템(98%)에 비해 배터리 충전 효율이 약간 낮습니다(90~94%). 그러나 이러한 시스템은 주간에 높은 AC 부하에 전력을 공급할 때 효율이 더 높아 97% 이상에 도달하며, 일부는 여러 대의 태양광 인버터로 확장하여 마이크로그리드를 구성할 수 있습니다. AC 결합 충전은 소규모 시스템에서는 효율이 훨씬 낮고 비용도 더 많이 듭니다. AC 결합 방식으로 배터리에 입력되는 에너지는 두 번 변환되어야 하며, 사용자가 에너지를 사용하기 시작하면 다시 변환해야 하므로 시스템에 더 많은 손실이 발생합니다. 결과적으로 배터리 시스템을 사용할 경우 AC 결합 효율이 85~90%로 떨어집니다. AC 결합 인버터는 소규모 시스템에서는 더 비쌉니다. 
오프그리드 태양광 시스템 + 에너지 저장 시스템 오프그리드 태양열 시스템+ 에너지 저장 시스템은 일반적으로 PV 모듈, 가정용 리튬 배터리, 오프그리드 에너지 저장 인버터, 부하 및 디젤 발전기로 구성됩니다. 이 시스템은 DC-DC 변환을 통해 PV로 배터리를 직접 충전하거나, 양방향 DC-AC 변환을 통해 배터리를 충전 및 방전할 수 있습니다. 주간에는 PV 전력이 먼저 부하에 공급된 후 배터리를 충전하고, 야간에는 배터리가 부하로 방전되며, 배터리가 부족하면 디젤 발전기가 부하에 전력을 공급합니다. 이 시스템은 전력망이 없는 지역의 일일 전력 수요를 충족할 수 있습니다. 디젤 발전기와 결합하여 부하에 전력을 공급하거나 배터리를 충전할 수 있습니다. 대부분의 오프그리드 에너지 저장 인버터는 계통 연계 인증을 받지 않았으며, 시스템에 계통이 연결되어 있더라도 계통 연계가 불가능합니다. 에너지 저장 인버터의 적용 가능한 시나리오 에너지 저장 인버터는 피크 조절, 대기 전력, 독립 전력 등 세 가지 주요 역할을 합니다. 지역별로 보면 유럽의 피크 수요는 독일을 예로 들 수 있습니다. 독일의 전기 가격은 2023년 kWh당 0.46달러로 세계 1위를 차지했습니다. 최근 몇 년 동안 독일의 전기 가격은 지속적으로 상승하고 있으며, PV/PV 저장 LCOE는 1도당 10.2센트/15.5센트에 불과하여 가정용 전기 가격보다 78%/66% 낮습니다. 가정용 전기 가격과 PV 저장 비용의 차이는 계속 확대될 것입니다. 가정용 PV 분산 및 저장 시스템은 전기 요금을 절감할 수 있으므로, 고가 지역에 거주하는 사용자들은 가정용 PV 저장 시스템을 설치할 강력한 동기를 갖게 됩니다. 피크 시장에서는 사용자들이 비용 효율적이고 제조가 용이한 하이브리드 인버터와 AC 결합 배터리 시스템을 선택하는 경향이 있습니다. 고부하 변압기를 사용하는 독립형 배터리 인버터 충전기는 가격이 더 비싼 반면, 하이브리드 인버터와 AC 결합 배터리 시스템은 스위칭 트랜지스터를 사용하는 무변압기 인버터를 사용합니다. 이러한 소형 경량 인버터는 서지 및 피크 전력 출력 정격이 낮지만, 비용 효율적이고 저렴하며 제조가 용이합니다. 미국과 일본에는 백업 전력이 필요하고, 독립형 전력은 남아프리카와 같은 지역을 포함하여 시장에 필요한 것입니다.EIA에 따르면 2020년 미국의 평균 정전 시간은 8시간이 넘었으며, 주로 분산된 지역에 거주하는 미국 거주자, 노후화된 그리드의 일부, 자연 재해로 인한 것입니다.가정용 PV 분배 및 저장 시스템을 적용하면 그리드에 대한 의존도를 줄이고 고객 측의 전력 공급 안정성을 높일 수 있습니다.미국 PV 저장 시스템은 더 크고 더 많은 배터리를 갖추고 있는데, 이는 자연 재해에 대응하여 전력을 저장해야 하기 때문입니다.독립형 전력 공급은 즉각적인 시장 수요이며, 남아프리카, 파키스탄, 레바논, 필리핀, 베트남 등 글로벌 공급망이 긴장된 국가에서는 해당 국가의 인프라가 인구의 전기 공급을 지원하기에 충분하지 않으므로 사용자는 가정용 PV 저장 시스템을 갖추어야 합니다. 백업 전원으로 사용되는 하이브리드 인버터는 한계가 있습니다. 전용 오프그리드 배터리 인버터와 비교했을 때, 하이브리드 인버터는 몇 가지 한계가 있는데, 주로 정전 시 서지 또는 피크 전력 출력이 제한적입니다. 또한, 일부 하이브리드 인버터는 백업 전력 용량이 없거나 제한적이어서 정전 시 조명이나 기본 전력 회로와 같은 작거나 필수적인 부하만 백업할 수 있으며, 많은 시스템에서 정전 시 3~5초의 지연이 발생합니다. 반면, 오프그리드 인버터는 매우 높은 서지 및 피크 전력 출력을 제공하며 높은 유도 부하를 처리할 수 있습니다. 펌프, 압축기, 세탁기, 전동 공구와 같은 고서지 장치에 전원을 공급하려면 인버터가 높은 인덕턴스 서지 부하를 처리할 수 있어야 합니다. DC 결합 하이브리드 인버터 현재 업계에서는 통합 PV 저장 설계를 위해 DC 커플링 방식의 PV 저장 시스템을 더 많이 사용하고 있으며, 특히 하이브리드 인버터 설치가 쉽고 비용이 저렴한 신규 시스템에서 더욱 그렇습니다. 신규 시스템 추가 시, PV 에너지 저장용 하이브리드 인버터를 사용하면 저장 인버터가 제어-인버터 통합을 달성할 수 있기 때문에 장비 비용과 설치 비용을 절감할 수 있습니다. DC 커플링 시스템의 컨트롤러와 스위칭 스위치는 AC 커플링 시스템의 계통 연계형 인버터 및 배전반보다 저렴하므로 DC 커플링 솔루션이 AC 커플링 솔루션보다 비용이 저렴합니다. DC 커플링 시스템의 컨트롤러, 배터리, 인버터는 직렬 방식으로 연결되어 있어 더 밀접하게 연결되지만 유연성이 떨어집니다. 새로 설치되는 시스템의 경우, PV, 배터리, 인버터는 사용자의 부하 전력 및 전력 소비량에 따라 설계되므로 DC 커플링 하이브리드 인버터가 더 적합합니다. 
DC 결합형 하이브리드 인버터 제품이 주류를 이루고 있으며, BSLBATT도 자체 제품을 출시했습니다.5kw 하이브리드 태양광 인버터작년 말에 출시하였고, 올해는 6kW, 8kW 하이브리드 태양광 인버터를 연이어 출시할 예정입니다! 에너지 저장 인버터 제조업체의 주요 제품은 유럽, 미국, 호주의 3대 주요 시장을 겨냥한 것이 많습니다. 유럽 시장 중 독일, 오스트리아, 스위스, 스웨덴, 네덜란드 등의 전통적인 PV 코어 시장은 주로 3상 시장으로, 고출력 제품에 유리합니다. 이탈리아, 스페인 등 남유럽 국가들은 주로 단상 저전압 제품을 선호합니다. 체코, 폴란드, 루마니아, 리투아니아 등 동유럽 국가들은 주로 3상 제품을 선호하지만, 가격 수용력이 낮습니다. 미국은 대규모 에너지 저장 시스템을 보유하고 있으며 고출력 제품을 선호합니다. 배터리 및 에너지 저장 인버터 분리형은 설치업체에서 더 인기가 있지만, 배터리 인버터 일체형이 향후 발전 추세입니다. PV 에너지 저장 하이브리드 인버터는 별도로 판매되는 하이브리드 인버터와 에너지 저장 인버터와 배터리를 함께 판매하는 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)으로 더 세분화됩니다. 현재 유통 채널을 장악하고 있는 딜러의 경우, 각 직접 고객이 더욱 집중되어 있으며, 배터리 및 인버터 분리형 제품이 더 인기가 많습니다. 특히 독일 외 지역에서는 설치 및 확장이 간편하고 조달 비용을 절감할 수 있으며, 배터리 또는 인버터를 다른 공급업체에서 조달할 필요가 없어 납품이 더욱 안전하기 때문입니다. 독일, 미국, 일본은 일체형 기기가 추세입니다. 일체형 기기는 판매 후 관리가 간편하며, 미국 화재 시스템 인증과 같은 인증 요건을 충족해야 인버터와 연동할 수 있습니다. 현재 기술 추세는 일체형 기기로 전환되고 있지만, 분리형 기기의 시장 판매는 설치업체에서 더 많이 수용하고 있습니다. DC 결합 시스템에서 고전압 배터리 시스템은 더 효율적이지만 고전압 배터리 부족 시 비용이 더 많이 듭니다.48V 배터리 시스템고전압 배터리는 200~500V DC 범위에서 작동하며, 태양광 패널이 일반적으로 배터리 전압과 유사한 300~600V에서 작동하기 때문에 케이블 손실이 적고 효율이 높습니다. 따라서 손실이 매우 낮은 고효율 DC-DC 컨버터를 사용할 수 있습니다. 고전압 배터리 시스템은 저전압 시스템 배터리보다 가격이 비싼 반면, 인버터는 저렴합니다. 현재 고전압 배터리에 대한 수요는 높은 반면 공급은 부족하여 고전압 배터리를 구매하기가 어렵고, 고전압 배터리가 부족할 경우 저전압 배터리 시스템을 사용하는 것이 더 저렴합니다. 태양광 어레이와 인버터 간의 DC 커플링 
호환 하이브리드 인버터에 대한 DC 직접 결합 
AC 커플드 인버터 직류 결합 시스템은 기존 계통 연계 시스템을 개량하는 데 적합하지 않습니다. 직류 결합 방식은 주로 다음과 같은 문제점을 가지고 있습니다. 첫째, 직류 결합 방식은 기존 계통 연계 시스템을 개량할 때 배선이 복잡하고 모듈 설계가 중복되는 문제가 있습니다. 둘째, 계통 연계와 독립형 전환 지연 시간이 길어 사용자의 전기 사용 경험이 저하됩니다. 셋째, 지능형 제어 기능이 포괄적이지 않고 제어 응답이 시의적절하지 않아 전체 가정용 전력 공급의 마이크로그리드 적용을 실현하는 데 어려움을 겪습니다. 따라서 르네(Rene)와 같은 일부 기업은 교류 결합 기술을 선택하고 있습니다. AC 커플링 시스템으로 제품 설치가 더욱 간편해졌습니다. ReneSola는 AC 측과 PV 시스템 커플링을 통해 양방향 에너지 흐름을 구현하여 PV DC 버스에 접근할 필요가 없어 제품 설치가 더욱 간편해졌습니다. 소프트웨어 실시간 제어와 하드웨어 설계 개선을 결합하여 밀리초 단위의 그리드 전환을 구현했습니다. 에너지 저장 인버터 출력 제어와 전력 공급 및 배전 시스템 설계의 혁신적인 조합을 통해 자동 제어 박스 제어를 통해 전체 가정에 전력을 공급할 수 있습니다. 자동 제어 박스 제어를 마이크로그리드에 적용합니다. AC 결합 제품의 최대 변환 효율은 AC 결합 제품의 최대 변환 효율보다 약간 낮습니다.하이브리드 인버터. AC 결합 제품의 최대 변환 효율은 94~97%로 하이브리드 인버터보다 약간 낮습니다. 이는 주로 모듈을 발전 후 배터리에 저장하기 전에 두 번 변환해야 하므로 변환 효율이 떨어지기 때문입니다.
게시 시간: 2024년 5월 8일