Energijos kaupimo keitiklių tipai Energijos kaupimo keitiklių technologijos kelias: yra du pagrindiniai nuolatinės srovės ir kintamosios srovės sujungimo būdai Fotovoltinių energijos kaupimo sistemų, įskaitant saulės modulius, valdiklius, keitiklius, ličio baterijų buitines baterijas, apkrovas ir kitą įrangą,energijos kaupimo keitikliaiYra du pagrindiniai techniniai būdai: nuolatinės srovės prijungimas ir kintamosios srovės prijungimas. Kintamosios arba nuolatinės srovės prijungimas reiškia, kaip saulės baterijos yra prijungiamos prie kaupimo arba akumuliatorių sistemos. Saulės modulių ir akumuliatorių jungties tipas gali būti kintamoji arba nuolatinė srovė. Dauguma elektroninių grandinių naudoja nuolatinę srovę: saulės modulis generuoja nuolatinę srovę, o akumuliatorius kaupia nuolatinę srovę, tačiau dauguma prietaisų veikia kintamąja srove. 
Hibridinė saulės sistema + energijos kaupimo sistema Hibridinės saulės inverterinės + energijos kaupimo sistemos, kuriose nuolatinė energija iš PV modulių per valdiklį kaupiamaličio baterijų bankas namams, o tinklas taip pat gali įkrauti akumuliatorių per dvikryptį DC-AC keitiklį. Energijos konvergencijos taškas yra nuolatinės srovės akumuliatoriaus pusėje. Dienos metu PV energija pirmiausia tiekiama į apkrovą, o tada MPPT valdiklis įkrauna ličio buitinį akumuliatorių, o energijos kaupimo sistema prijungiama prie tinklo, kad perteklinė energija būtų prijungta prie tinklo; naktį akumuliatorius iškraunamas į apkrovą, o trūkumas papildomas tinklu; kai tinklas neveikia, PV energija ir ličio buitinis akumuliatorius tiekiami tik į autonominę apkrovą, o apkrova tinklo gale negali būti naudojama. Kai apkrovos galia yra didesnė už PV galią, tinklas ir PV gali tiekti energiją apkrovai tuo pačiu metu. Kadangi nei PV galia, nei apkrovos galia nėra stabilios, sistema pasikliauja ličio buitiniu akumuliatoriumi, kad subalansuotų sistemos energiją. Be to, sistema taip pat padeda vartotojui nustatyti įkrovimo ir iškrovimo laiką, kad būtų patenkinti vartotojo elektros energijos poreikiai. Nuolatinės srovės jungties sistemos veikimo principas 
Hibridinis keitiklis turi integruotą autonominio įkrovimo funkciją, skirtą pagerinti įkrovimo efektyvumą. Prie tinklo prijungti keitikliai saugumo sumetimais automatiškai išjungia saulės baterijų sistemos maitinimą nutrūkus elektros tiekimui. Kita vertus, hibridiniai keitikliai leidžia vartotojams turėti tiek autonominio, tiek prie tinklo prijungto įkrovimo funkcijas, todėl energija tiekiama net ir nutrūkus elektros tiekimui. Hibridiniai keitikliai supaprastina energijos stebėjimą, leisdami svarbius duomenis, tokius kaip našumas ir energijos gamyba, patikrinti per keitiklio skydelį arba prijungtus išmaniuosius įrenginius. Jei sistemoje yra du keitikliai, juos reikia stebėti atskirai. Nuolatinės srovės jungtis sumažina nuostolius AC-DC konvertavimo metu. Baterijų įkrovimo efektyvumas yra apie 95–99 %, o AC jungtis – 90 %. Hibridiniai keitikliai yra ekonomiški, kompaktiški ir lengvai montuojami. Naujo hibridinio keitiklio su nuolatinės srovės akumuliatoriais įrengimas gali būti pigesnis nei esamos sistemos kintamosios srovės akumuliatorių montavimas, nes valdiklis yra šiek tiek pigesnis nei prie tinklo prijungtas keitiklis, perjungimo jungiklis yra šiek tiek pigesnis nei paskirstymo spinta, o nuolatinės srovės sprendimas gali būti paverstas universaliu valdymo keitikliu, taip sutaupant tiek įrangos, tiek įrengimo išlaidas. Ypač mažos ir vidutinės galios autonominėms sistemoms nuolatinės srovės sistemos yra itin ekonomiškos. Hibridinis keitiklis yra labai modulinis ir prie jo lengva pridėti naujų komponentų ir valdiklių, o papildomus komponentus galima lengvai pridėti naudojant santykinai nebrangius nuolatinės srovės saulės valdiklius. Hibridiniai keitikliai sukurti taip, kad bet kuriuo metu būtų galima integruoti kaupimą, todėl lengviau pridėti akumuliatorių blokus. Hibridinė keitiklio sistema yra kompaktiškesnė ir naudoja aukštos įtampos elementus su mažesniais kabelių dydžiais ir mažesniais nuostoliais. 
Nuolatinės srovės jungties sistemos sudėtis 
Kintamosios srovės jungties sistemos sudėtis Tačiau hibridiniai saulės keitikliai netinka esamoms saulės sistemoms atnaujinti ir yra brangesni montuoti didesnės galios sistemose. Jei klientas nori atnaujinti esamą saulės sistemą, kad į ją būtų įmontuojama ličio baterijų sistema, hibridinio saulės keitiklio pasirinkimas gali apsunkinti situaciją. Priešingai, akumuliatorinis keitiklis gali būti ekonomiškesnis, nes norint įdiegti hibridinį saulės keitiklį, reikėtų visiškai ir brangiai perdaryti visą saulės baterijų sistemą. Didesnės galios sistemas sudėtingiau montuoti ir jos gali būti brangesnės dėl poreikio daugiau aukštos įtampos valdiklių. Jei dienos metu sunaudojama daugiau energijos, efektyvumas šiek tiek sumažėja dėl nuolatinės srovės (PV) transformacijos į nuolatinę srovę (akumuliatorius) ir kintamąją srovę. 
Sujungta saulės sistema + energijos kaupimo sistema Sujungta PV + kaupimo sistema, dar žinoma kaip kintamosios srovės modifikuota PV + kaupimo sistema, gali realizuoti tai, kad PV modulių skleidžiama nuolatinė energija yra paverčiama kintamąja energija naudojant prie tinklo prijungtą keitiklį, o tada perteklinė energija paverčiama nuolatine energija ir kaupiama akumuliatoriuje naudojant prie tinklo prijungtą kaupimo keitiklį. Energijos konvergencijos taškas yra kintamosios srovės gale. Ją sudaro fotovoltinė maitinimo sistema ir ličio buitinių akumuliatorių maitinimo sistema. Fotovoltinę sistemą sudaro fotovoltinis masyvas ir prie tinklo prijungtas keitiklis, o ličio buitinių akumuliatorių sistemą sudaro akumuliatorių blokas ir dvikryptis keitiklis. Šios dvi sistemos gali veikti nepriklausomai, netrukdydamos viena kitai, arba gali būti atskirtos nuo tinklo ir suformuotos mikro tinklo sistema. Kintamosios srovės jungties sistemos veikimo principas 
Kintamosios srovės sistemos yra 100 % suderinamos su tinklu, lengvai montuojamos ir plečiamos. Yra standartiniai namų įrengimo komponentai, ir net santykinai didelės sistemos (nuo 2 kW iki MW klasės) yra lengvai plečiamos, kad būtų naudojamos kartu su prie tinklo prijungtais ir atskirais generatoriais (dyzeliniais varikliais, vėjo turbinomis ir kt.). Dauguma styginių saulės keitiklių, kurių galia didesnė nei 3 kW, turi dvigubus MPPT įėjimus, todėl ilgas styginių plokštes galima montuoti skirtingomis orientacijomis ir pakreipimo kampais. Esant aukštesnei nuolatinės srovės įtampai, kintamosios srovės jungtį lengviau ir paprasčiau įdiegti didelėse sistemose nei nuolatinės srovės sistemas, kurioms reikia kelių MPPT įkrovimo valdiklių, todėl ji yra pigesnė. Kintamosios srovės jungimas tinka sistemų modernizavimui ir yra efektyvesnis dienos metu, esant kintamosios srovės apkrovoms. Esamas prie tinklo prijungtas FV sistemas galima transformuoti į energijos kaupimo sistemas su mažomis sąnaudomis. Tai gali tiekti saugią energiją vartotojams, kai elektros tinklas neveikia. Suderinamas su įvairių gamintojų prie tinklo prijungtomis FV sistemomis. Pažangios kintamosios srovės jungčių sistemos paprastai naudojamos didesnio masto autonominėms sistemoms ir naudoja saulės baterijų inverterius kartu su pažangiais daugiarežimais inverteriais arba inverteriais / įkrovikliais, kad valdytų baterijas ir tinklą / generatorius. Nors jas gana paprasta ir galinga nustatyti, jos yra šiek tiek mažiau efektyvios (90–94 %) įkraunant baterijas, palyginti su nuolatinės srovės sistemomis (98 %). Tačiau šios sistemos yra efektyvesnės, kai maitinamos didelėmis kintamosios srovės apkrovomis dienos metu, pasiekiant 97 % ar daugiau, o kai kurias galima išplėsti keliais saulės baterijų inverteriais, kad būtų suformuoti mikro tinklai. Įkrovimas kintamąja srove yra daug mažiau efektyvus ir brangesnis mažesnėms sistemoms. Į akumuliatorių patenkanti energija kintamosios srovės jungimo metu turi būti konvertuojama du kartus, o kai vartotojas pradeda naudoti energiją, ji turi būti konvertuojama dar kartą, todėl sistemoje atsiranda daugiau nuostolių. Dėl to, naudojant akumuliatorinę sistemą, kintamosios srovės jungimo efektyvumas sumažėja iki 85–90 %. Mažesnėms sistemoms kintamosios srovės keitikliai yra brangesni. 
Ne tinkle veikianti saulės sistema + energijos kaupimo sistema Ne tinkle veikianti saulės sistema+ Kaupimo sistemas paprastai sudaro PV moduliai, ličio buitinė baterija, autonominis kaupimo keitiklis, apkrova ir dyzelinis generatorius. Sistema gali realizuoti tiesioginį akumuliatoriaus įkrovimą PV naudojant DC-DC konversiją arba dvikryptį DC-AC konversiją akumuliatoriui įkrauti ir iškrauti. Dienos metu PV energija pirmiausia tiekiama apkrovai, po to įkraunama baterija; naktį baterija iškraunama apkrovai, o kai baterijos energijos nepakanka, dyzelinis generatorius tiekia energiją apkrovai. Jis gali patenkinti kasdienį elektros energijos poreikį vietovėse be tinklo. Jį galima derinti su dyzeliniais generatoriais, kad būtų tiekiamos apkrovos arba įkraunamos baterijos. Dauguma autonominių energijos kaupimo keitiklių nėra sertifikuoti jungti prie tinklo, net jei sistema turi tinklą, jos negalima prijungti prie tinklo. Taikomi energijos kaupimo keitiklių scenarijai Energijos kaupimo keitikliai atlieka tris pagrindines funkcijas: piko reguliavimą, budėjimo režimo galią ir nepriklausomą galią. Pagal regionus, didžiausia paklausa Europoje yra didžiausia. Pavyzdžiui, Vokietijoje elektros energijos kaina 2023 m. pasiekė 0,46 USD/kWh ir užėmė pirmąją vietą pasaulyje. Pastaraisiais metais elektros energijos kainos Vokietijoje toliau kyla, o FV / FV kaupimo LCOE yra tik 10,2 / 15,5 cento už laipsnį, t. y. 78 % / 66 % mažesnė nei gyvenamųjų namų elektros energijos kainos. Skirtumas tarp gyvenamųjų namų elektros energijos kainų ir FV kaupimo sąnaudų ir toliau didės. Namų ūkių FV paskirstymo ir kaupimo sistemos gali sumažinti elektros energijos kainą, todėl brangių kainų regionuose vartotojai yra labai suinteresuoti įrengti buitinius kaupimo įrenginius. Didžiausios apkrovos rinkoje vartotojai dažniausiai renkasi hibridinius keitiklius ir kintamosios srovės akumuliatorių sistemas, kurios yra ekonomiškesnės ir lengviau gaminamos. Autonominiai akumuliatorių keitiklių įkrovikliai su galingais transformatoriais yra brangesni, o hibridiniuose keitikliuose ir kintamosios srovės akumuliatorių sistemose naudojami betransformatoriniai keitikliai su perjungimo tranzistoriais. Šie kompaktiški, lengvi keitikliai pasižymi mažesne viršįtampių ir maksimalia išėjimo galia, tačiau yra ekonomiškesnės, pigesnės ir lengviau gaminamos. JAV ir Japonijoje reikalinga atsarginė energija, o autonominė energija yra būtent tai, ko reikia rinkai, įskaitant tokius regionus kaip Pietų Afrika. Remiantis EIA duomenimis, vidutinė elektros energijos tiekimo nutraukimo trukmė Jungtinėse Valstijose 2020 m. buvo daugiau nei 8 valandos, daugiausia dėl JAV gyventojų, gyvenančių išsibarsčiusiose vietovėse, senstančio tinklo dalyje ir stichinių nelaimių atveju. Namų ūkių PV paskirstymo ir kaupimo sistemų taikymas gali sumažinti priklausomybę nuo tinklo ir padidinti elektros energijos tiekimo patikimumą klientų pusėje. JAV PV kaupimo sistema yra didesnė ir aprūpinta daugiau akumuliatorių, nes reikia kaupti energiją reaguojant į stichines nelaimes. Nepriklausomas energijos tiekimas yra neatidėliotina rinkos paklausa, Pietų Afrikoje, Pakistane, Libane, Filipinuose, Vietname ir kitose šalyse, kuriose pasaulinėje tiekimo grandinėje yra įtampa, šalies infrastruktūros nepakanka gyventojams aprūpinti elektra, todėl vartotojai turi būti aprūpinti namų ūkių PV kaupimo sistemomis. Hibridiniai keitikliai, kaip atsarginės energijos šaltiniai, turi apribojimų. Palyginti su specialiais autonominiais akumuliatoriniais keitikliais, hibridiniai keitikliai turi tam tikrų apribojimų, daugiausia ribotą viršįtampių arba maksimalią galią elektros energijos tiekimo sutrikimų atveju. Be to, kai kurie hibridiniai keitikliai neturi arba turi ribotą atsarginės energijos tiekimo galimybę, todėl elektros energijos tiekimo sutrikimo metu galima tiekti tik mažas arba būtinas apkrovas, tokias kaip apšvietimas ir pagrindinės maitinimo grandinės, o daugelis sistemų elektros energijos tiekimo sutrikimo metu patiria 3–5 sekundžių vėlavimą. Kita vertus, autonominiai keitikliai užtikrina labai didelę viršįtampių ir maksimalią galią ir gali atlaikyti dideles indukcines apkrovas. Jei naudotojas planuoja maitinti didelio viršįtampio įrenginius, tokius kaip siurbliai, kompresoriai, skalbimo mašinos ir elektriniai įrankiai, keitiklis turi gebėti atlaikyti didelio induktyvumo viršįtampių apkrovas. Nuolatinės srovės hibridiniai keitikliai Šiuo metu pramonėje vis daugiau naudojama PV kaupimo sistemų su nuolatinės srovės jungtimi, siekiant integruoto PV kaupimo dizaino, ypač naujose sistemose, kuriose hibridinius keitiklius lengva ir pigiau įdiegti. Pridedant naujas sistemas, hibridinių keitiklių naudojimas PV energijai kaupti gali sumažinti įrangos sąnaudas ir įrengimo išlaidas, nes kaupimo keitiklis gali pasiekti valdymo ir keitiklio integraciją. Valdiklis ir perjungimo jungiklis nuolatinės srovės sistemose yra pigesni nei prie tinklo prijungti keitikliai ir paskirstymo spintos kintamosios srovės sistemose, todėl nuolatinės srovės sprendimai yra pigesni nei kintamosios srovės sprendimai. Valdiklis, akumuliatorius ir keitiklis nuolatinės srovės sistemoje yra nuosekliai sujungti, glaudžiau sujungti ir mažiau lankstūs. Naujai įdiegtoje sistemoje PV, akumuliatorius ir keitiklis projektuojami pagal naudotojo apkrovos galią ir energijos suvartojimą, todėl labiau tinka nuolatinės srovės hibridinis keitiklis. 
Nuolatinės srovės hibridiniai keitiklių gaminiai yra pagrindinė tendencija, BSLBATT taip pat pristatė savo5 kW hibridinis saulės keitiklispraėjusių metų pabaigoje, o šiais metais iš eilės pristatys 6 kW ir 8 kW hibridinius saulės keitiklius! Pagrindiniai energijos kaupimo keitiklių gamintojų produktai labiau skirti trims pagrindinėms rinkoms: Europai, Jungtinėms Amerikos Valstijoms ir Australijai. Europos rinkoje, Vokietijoje, Austrijoje, Šveicarijoje, Švedijoje, Nyderlanduose ir kitose tradicinėse FV pagrindinėse rinkose daugiausia naudojami trifaziai įrenginiai, palankesni didesnių galios gaminių pardavimams. Italijai, Ispanijai ir kitoms Pietų Europos šalims daugiausia reikia vienfazių žemos įtampos gaminių. Čekijai, Lenkijai, Rumunijai, Lietuvai ir kitoms Rytų Europos šalims daugiausia reikalingi trifaziai įrenginiai, tačiau jų priimtina kaina yra mažesnė. Jungtinės Valstijos turi didesnę energijos kaupimo sistemą ir pirmenybę teikia didesnės galios gaminiams. Baterijų ir akumuliacinių keitiklių padalintas tipas yra populiaresnis tarp montuotojų, tačiau ateities plėtros tendencija yra baterijų keitikliai „viskas viename“. Fotovoltinės energijos kaupimo hibridiniai keitikliai dar skirstomi į atskirai parduodamus hibridinius keitiklius ir baterijų energijos kaupimo sistemas (BESS), kurios parduoda energijos kaupimo keitiklį ir bateriją kartu. Šiuo metu, prekiautojų kontroliuojant kanalą, kiekvienas tiesioginis klientas yra labiau sutelktas, baterijų ir keitiklių padalinti produktai yra populiaresni, ypač už Vokietijos ribų, daugiausia dėl lengvo montavimo ir lengvo išplėtimo, taip pat dėl lengvo pirkimo išlaidų sumažinimo, baterijos ar keitiklio negalima tiekti iš antrojo tiekėjo, todėl pristatymas yra saugesnis. Vokietijoje, Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Japonijoje tendencija yra „viskas viename“ įrenginys. „Viskas viename“ įrenginys gali sutaupyti daug rūpesčių po pardavimo, be to, yra sertifikavimo veiksnių, tokių kaip JAV priešgaisrinės sistemos sertifikavimas, kuris turi būti susietas su keitikliu. Dabartinė technologijų tendencija yra „viskas viename“ įrenginio link, tačiau rinkoje montuotojai šiek tiek labiau priima padalinto tipo pardavimus. Nuolatinės srovės sistemose aukštos įtampos akumuliatorių sistemos yra efektyvesnės, tačiau brangesnės, jei trūksta aukštos įtampos akumuliatorių. Palyginti su48 V akumuliatorių sistemos, aukštos įtampos akumuliatoriai veikia 200–500 V nuolatinės įtampos diapazone, pasižymi mažesniais kabelių nuostoliais ir didesniu efektyvumu, nes saulės baterijos paprastai veikia esant 300–600 V įtampai, panašiai kaip akumuliatoriaus įtampa, todėl galima naudoti didelio efektyvumo nuolatinės srovės keitiklius su labai mažais nuostoliais. Aukštos įtampos akumuliatorių sistemos yra brangesnės nei žemos įtampos sistemų akumuliatoriai, o keitikliai yra pigesni. Šiuo metu yra didelė aukštos įtampos akumuliatorių paklausa ir jų trūkumas, todėl aukštos įtampos akumuliatorius sunku įsigyti, o trūkstant aukštos įtampos akumuliatorių, pigiau naudoti žemos įtampos akumuliatorių sistemą. Nuolatinės srovės jungtis tarp saulės baterijų ir keitiklių 
Tiesioginis nuolatinės srovės prijungimas prie suderinamo hibridinio keitiklio 
Kintamosios srovės keitikliai Nuolatinės srovės sistemos netinka esamų prie tinklo prijungtų sistemų modernizavimui. Nuolatinės srovės sujungimo metodas daugiausia turi šių problemų: pirma, sistema, naudojanti nuolatinės srovės sujungimą, susiduria su sudėtingo laidų išvedžiojimo ir perteklinio modulio konstrukcijos problemomis, kai modernizuojama esama prie tinklo prijungta sistema; antra, perjungimo tarp prie tinklo prijungtos ir neprijungtos sistemos vėlavimas yra ilgas, todėl vartotojo elektros energijos tiekimo patirtis yra prasta; trečia, išmanioji valdymo funkcija nėra pakankamai išsami, o valdymo atsakas nėra pakankamai savalaikis, todėl sunkiau įgyvendinti mikro tinklo pritaikymą viso namo elektros energijos tiekimui. Todėl kai kurios įmonės, pavyzdžiui, „Rene“, pasirinko kintamosios srovės sujungimo technologijos kelią. Kintamosios srovės jungimo sistema palengvina gaminio montavimą. „ReneSola“ naudoja kintamosios srovės pusės ir PV sistemos jungtį, kad pasiektų dvikryptį energijos srautą, pašalindama poreikį prisijungti prie PV nuolatinės srovės magistralės ir palengvindama gaminio montavimą; derinant programinę įrangą realiuoju laiku valdant ir patobulinus aparatinę įrangą, pasiekiamas milisekundinis perjungimas į tinklą ir iš jo; novatoriškas energijos kaupimo keitiklio išėjimo valdymo ir maitinimo bei paskirstymo sistemos projektavimo derinys užtikrina viso namo elektros tiekimą, naudojant automatinį valdymo bloko valdymą. Automatinio valdymo bloko valdymo taikymas mikro tinkle. Maksimalus kintamosios srovės sujungtų gaminių konversijos efektyvumas yra šiek tiek mažesnis neihibridiniai keitikliaiMaksimalus kintamosios srovės sujungtų gaminių konversijos efektyvumas yra 94–97 %, tai yra šiek tiek mažiau nei hibridinių keitiklių, daugiausia dėl to, kad modulius reikia konvertuoti du kartus, prieš juos laikant akumuliatoriuje po energijos generavimo, o tai sumažina konversijos efektyvumą.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 8 d.