Tipuri de invertoare de stocare a energiei Ruta tehnologiei invertoarelor de stocare a energiei: există două rute principale de cuplare DC și cuplare AC Sistem de stocare fotovoltaică, inclusiv module solare, controlere, invertoare, baterii litiu pentru uz casnic, sarcini și alte echipamente. În prezent,invertoare de stocare a energieiExistă în principal două căi tehnice: cuplarea în curent continuu (DC) și cuplarea în curent alternativ (AC). Cuplarea în curent alternativ sau DC se referă la modul în care panourile solare sunt cuplate sau conectate la sistemul de stocare sau la cel de baterii. Tipul de conexiune dintre modulele solare și baterii poate fi fie AC, fie DC. Majoritatea circuitelor electronice utilizează curent continuu, modulul solar generând curent continuu, iar bateria stocând curent continuu, însă majoritatea aparatelor funcționează pe curent alternativ. 
Sistem solar hibrid + sistem de stocare a energiei Sisteme hibride de invertor solar + stocare a energiei, unde energia de curent continuu de la modulele fotovoltaice este stocată, prin intermediul unui controler, într-unbancă de baterii litiu pentru acasă, iar rețeaua poate încărca bateria și prin intermediul unui convertor bidirecțional CC-CA. Punctul de convergență a energiei este pe partea bateriei CC. În timpul zilei, energia fotovoltaică este mai întâi furnizată sarcinii, apoi bateria litiu de uz casnic este încărcată de controlerul MPPT, iar sistemul de stocare a energiei este conectat la rețea, astfel încât excesul de energie poate fi conectat la rețea; noaptea, bateria este descărcată de sarcină, iar deficitul este completat de rețea; când rețeaua este defectă, energia fotovoltaică și bateria litiu de uz casnic sunt furnizate doar sarcinii independente de rețea, iar sarcina de la capătul rețelei nu poate fi utilizată. Când puterea sarcinii este mai mare decât puterea fotovoltaică, rețeaua și fotovoltaica pot furniza energie sarcinii în același timp. Deoarece nici puterea fotovoltaică, nici puterea sarcinii nu sunt stabile, sistemul se bazează pe bateria litiu de uz casnic pentru a echilibra energia sistemului. În plus, sistemul ajută utilizatorul să seteze timpul de încărcare și descărcare pentru a satisface cererea de energie electrică a utilizatorului. Principiul de funcționare al sistemului de cuplare DC 
Invertorul hibrid are o funcție integrată de conectare la rețeaua electrică (off-grid) pentru o eficiență îmbunătățită a încărcării. Invertoarele conectate la rețea opresc automat alimentarea sistemului de panouri solare în timpul unei pene de curent, din motive de siguranță. Pe de altă parte, invertoarele hibride permit utilizatorilor să aibă atât funcționalitate de conectare la rețea, cât și de conectare la rețea, astfel încât energia este disponibilă chiar și în timpul penelor de curent. Invertoarele hibride simplifică monitorizarea energiei, permițând verificarea datelor importante, cum ar fi performanța și producția de energie, prin intermediul panoului invertorului sau al dispozitivelor inteligente conectate. Dacă sistemul are două invertoare, acestea trebuie monitorizate separat. Cuplarea DC reduce pierderile în conversia AC-DC. Eficiența încărcării bateriei este de aproximativ 95-99%, în timp ce cuplarea AC este de 90%. Invertoarele hibride sunt economice, compacte și ușor de instalat. Instalarea unui nou invertor hibrid cu baterii cuplate în curent continuu poate fi mai ieftină decât modernizarea bateriilor cuplate în curent alternativ la un sistem existent, deoarece controlerul este ceva mai ieftin decât un invertor conectat la rețea, comutatorul este ceva mai ieftin decât un dulap de distribuție, iar soluția cuplată în curent continuu poate fi transformată într-un invertor de control all-in-one, economisind atât costurile echipamentelor, cât și costurile de instalare. În special pentru sistemele izolate de la rețea de putere mică și medie, sistemele cuplate în curent continuu sunt extrem de rentabile. Invertorul hibrid este extrem de modular și este ușor să adăugați componente și controlere noi, iar componente suplimentare pot fi adăugate cu ușurință folosind controlere solare de curent continuu relativ ieftine. Invertoarele hibride sunt concepute pentru a integra stocarea în orice moment, facilitând adăugarea de bancuri de baterii. Sistemul de invertoare hibride este mai compact și utilizează celule de înaltă tensiune, cu dimensiuni mai mici ale cablurilor și pierderi mai mici. 
Compoziția sistemului de cuplare DC 
Compoziția sistemului de cuplare AC Cu toate acestea, invertoarele solare hibride nu sunt potrivite pentru modernizarea sistemelor solare existente și sunt mai scumpe de instalat pentru sistemele de putere mai mare. Dacă un client dorește să modernizeze un sistem solar existent pentru a include o baterie litiu pentru locuințe, alegerea unui invertor solar hibrid poate complica situația. În schimb, un invertor cu baterie poate fi mai rentabil, deoarece alegerea instalării unui invertor solar hibrid ar necesita o refacere completă și costisitoare a întregului sistem de panouri solare. Sistemele de putere mai mare sunt mai complexe de instalat și pot fi mai scumpe din cauza necesității mai multor regulatoare de înaltă tensiune. Dacă se utilizează mai multă putere în timpul zilei, există o ușoară scădere a eficienței datorită trecerii de la curent continuu (PV) la curent continuu (baterie) la curent alternativ. 
Sistem solar cuplat + sistem de stocare a energiei Sistemul cuplat fotovoltaic+stocare, cunoscut și sub denumirea de sistem fotovoltaic+stocare AC modernizat, poate realiza că energia continuă emisă de modulele fotovoltaice este convertită în energie alternativă de către invertorul conectat la rețea, iar apoi excesul de energie este convertit în energie continuă și stocat în baterie de către invertorul de stocare cuplat AC. Punctul de convergență a energiei se află la capătul de curent alternativ. Acesta include sistemul de alimentare cu energie fotovoltaică și sistemul de alimentare cu energie electrică a bateriilor litiu pentru uz casnic. Sistemul fotovoltaic constă dintr-un panou fotovoltaic și un invertor conectat la rețea, în timp ce sistemul de baterii litiu pentru uz casnic constă dintr-un banc de baterii și un invertor bidirecțional. Aceste două sisteme pot funcționa independent, fără a interfera unul cu celălalt, sau pot fi separate de rețea pentru a forma un sistem de microrețea. Principiul de funcționare al sistemului de cuplare AC 
Sistemele cuplate în curent alternativ sunt 100% compatibile cu rețeaua, ușor de instalat și ușor de extins. Sunt disponibile componente standard pentru instalarea la domiciliu, iar chiar și sistemele relativ mari (de la 2 kW la MW) sunt ușor de extins pentru a fi utilizate în combinație cu grupuri electrogene conectate la rețea și independente (seturi diesel, turbine eoliene etc.). Majoritatea invertoarelor solare de tip șir de peste 3 kW au intrări MPPT duale, astfel încât panourile lungi de tip șir pot fi montate în diferite orientări și unghiuri de înclinare. La tensiuni de curent continuu mai mari, cuplarea în curent alternativ este mai ușoară și mai puțin complexă de instalat la sistemele mari decât la sistemele cuplate în curent continuu care necesită mai multe regulatoare de încărcare MPPT și, prin urmare, mai puțin costisitoare. Cuplarea CA este potrivită pentru modernizarea sistemelor și este mai eficientă în timpul zilei cu sarcini de CA. Sistemele fotovoltaice conectate la rețea existente pot fi transformate în sisteme de stocare a energiei cu costuri de intrare reduse. Poate furniza energie sigură utilizatorilor atunci când rețeaua electrică este întreruptă. Compatibil cu sistemele fotovoltaice conectate la rețea de la diferiți producători. Sistemele avansate cuplate în CA sunt de obicei utilizate pentru sisteme independente de rețea la scară largă și utilizează invertoare solare în șir în combinație cu invertoare multimod avansate sau invertoare/încărcătoare pentru a gestiona bateriile și rețeaua/generatoarele. Deși relativ simplu și puternic de configurat, acestea sunt puțin mai puțin eficiente (90-94%) la încărcarea bateriilor în comparație cu sistemele cuplate în CC (98%). Cu toate acestea, aceste sisteme sunt mai eficiente atunci când alimentează sarcini mari de CA în timpul zilei, ajungând la 97% sau mai mult, iar unele pot fi extinse cu mai multe invertoare solare pentru a forma microrețele. Încărcarea cuplată în curent alternativ este mult mai puțin eficientă și mai scumpă pentru sistemele mai mici. Energia care intră în baterie prin cuplarea în curent alternativ trebuie convertită de două ori, iar când utilizatorul începe să utilizeze energia, aceasta trebuie convertită din nou, adăugând mai multe pierderi sistemului. Drept urmare, eficiența cuplajului în curent alternativ scade la 85-90% atunci când se utilizează un sistem cu baterii. Invertoarele cuplate în curent alternativ sunt mai scumpe pentru sistemele mai mici. 
Sistem solar off-grid + sistem de stocare a energiei Sistem solar off-gridSistemele de stocare constau de obicei din module fotovoltaice, baterii litiu pentru uz casnic, invertoare de stocare off-grid, sarcină și generator diesel. Sistemul poate realiza încărcarea directă a bateriei prin panouri fotovoltaice prin conversie DC-DC sau conversie bidirecțională DC-AC pentru încărcarea și descărcarea bateriei. În timpul zilei, energia fotovoltaică este furnizată mai întâi sarcinii, urmată de încărcarea bateriei; noaptea, bateria este descărcată către sarcină, iar când bateria este insuficientă, generatorul diesel este alimentat către sarcină. Acesta poate satisface cererea zilnică de energie electrică în zonele fără rețea. Poate fi combinat cu generatoare diesel pentru a alimenta sarcini sau a încărca baterii. Majoritatea invertoarelor de stocare a energiei off-grid nu sunt certificate pentru a fi conectate la rețea, chiar dacă sistemul are o rețea, acesta nu poate fi conectat la rețea. Scenarii aplicabile ale invertoarelor de stocare a energiei Invertoarele de stocare a energiei au trei roluri principale: reglarea vârfurilor de energie, alimentarea în standby și alimentarea independentă. Pe regiuni, vârful de cerere reprezintă cererea în Europa. Luând ca exemplu Germania, prețul energiei electrice a ajuns la 0,46 USD/kWh în 2023, clasându-se pe primul loc în lume. În ultimii ani, prețurile la energia electrică din Germania au continuat să crească, iar LCOE (Coeficientul de Cost Lichid pentru Energia Fotovoltaică/Stocare Fotovoltaică) este de doar 10,2/15,5 cenți pe grad, cu 78%/66% mai mic decât prețurile energiei electrice rezidențiale. Diferența dintre prețurile energiei electrice rezidențiale și costul de stocare a energiei fotovoltaice va continua să se mărească. Sistemul de distribuție și stocare fotovoltaică casnică poate reduce costul energiei electrice, astfel încât utilizatorii din zonele cu prețuri ridicate au un stimulent puternic pentru a instala sisteme de stocare casnice. Pe piața aflată în plină expansiune, utilizatorii tind să aleagă invertoare hibride și sisteme de baterii cuplate în curent alternativ, care sunt mai rentabile și mai ușor de fabricat. Încărcătoarele de baterii cu invertoare independente de rețea cu transformatoare de mare putere sunt mai scumpe, în timp ce invertoarele hibride și sistemele de baterii cuplate în curent alternativ utilizează invertoare fără transformator cu tranzistoare de comutare. Aceste invertoare compacte și ușoare au valori nominale de ieșire a supratensiunii și a puterii de vârf mai mici, dar sunt mai rentabile, mai ieftine și mai ușor de fabricat. În SUA și Japonia este nevoie de energie de rezervă, iar sursa de energie electrică autonomă este exact ceea ce are nevoie piața, inclusiv în regiuni precum Africa de Sud. Conform EIA, durata medie a întreruperilor de curent în Statele Unite în 2020 a fost de peste 8 ore, în principal din cauza locuitorilor americani care locuiesc în zone dispersate, parte a rețelei îmbătrânite și dezastre naturale. Aplicarea sistemelor de distribuție și stocare fotovoltaică casnice poate reduce dependența de rețea și poate crește fiabilitatea alimentării cu energie electrică din partea clientului. Sistemul de stocare fotovoltaică din SUA este mai mare și echipat cu mai multe baterii, din cauza nevoii de a stoca energie ca răspuns la dezastre naturale. Alimentarea independentă cu energie este cererea imediată a pieței. În Africa de Sud, Pakistan, Liban, Filipine, Vietnam și alte țări aflate în lanțul de aprovizionare global, infrastructura țării nu este suficientă pentru a susține populația cu electricitate, așa că utilizatorii trebuie să fie echipați cu sisteme de stocare fotovoltaice casnice. Invertoarele hibride ca sursă de alimentare de rezervă au limitări. Comparativ cu invertoarele cu baterii dedicate pentru rețeaua independentă, invertoarele hibride au unele limitări, în principal o putere de ieșire limitată la supratensiune sau la vârf în cazul întreruperilor de curent. În plus, unele invertoare hibride nu au sau au o capacitate limitată de alimentare de rezervă, astfel încât doar sarcini mici sau esențiale, cum ar fi iluminatul și circuitele de alimentare de bază, pot fi alimentate în timpul unei pene de curent, iar multe sisteme se confruntă cu o întârziere de 3-5 secunde în timpul unei pene de curent. Invertoarele independente, pe de altă parte, oferă o putere de ieșire la supratensiune și vârf foarte mare și pot gestiona sarcini inductive mari. Dacă utilizatorul intenționează să alimenteze dispozitive cu supratensiune mare, cum ar fi pompe, compresoare, mașini de spălat și scule electrice, invertorul trebuie să poată gestiona sarcini cu supratensiune cu inductanță mare. Invertoare hibride cuplate în curent continuu Industria utilizează în prezent tot mai multe sisteme de stocare fotovoltaică cu cuplare DC pentru a realiza un design integrat al stocării fotovoltaice, în special în sistemele noi în care invertoarele hibride sunt ușor și mai puțin costisitoare de instalat. La adăugarea de sisteme noi, utilizarea invertoarelor hibride pentru stocarea energiei fotovoltaice poate reduce costurile echipamentelor și costurile de instalare, deoarece un invertor de stocare poate realiza integrarea control-invertor. Controlerul și comutatorul în sistemele cuplate în curent continuu sunt mai puțin costisitoare decât invertoarele conectate la rețea și dulapurile de distribuție în sistemele cuplate în curent alternativ, astfel încât soluțiile cuplate în curent continuu sunt mai puțin costisitoare decât soluțiile cuplate în curent alternativ. Controlerul, bateria și invertorul în sistemul cuplat în curent continuu sunt în serie, conectate mai strâns și mai puțin flexibile. Pentru sistemul nou instalat, sistemul fotovoltaic, bateria și invertorul sunt proiectate în funcție de puterea de sarcină și consumul de energie al utilizatorului, deci este mai potrivit pentru invertorul hibrid cuplat în curent continuu. 
Produsele invertoare hibride cuplate în curent continuu sunt tendința principală, BSLBATT lansând și propriile saleInvertor solar hibrid de 5kwla sfârșitul anului trecut și va lansa succesiv invertoare solare hibride de 6 kW și 8 kW în acest an! Principalele produse ale producătorilor de invertoare de stocare a energiei sunt destinate mai mult celor trei piețe principale: Europa, Statele Unite și Australia. Pe piața europeană, Germania, Austria, Elveția, Suedia, Olanda și alte piețe tradiționale de panouri fotovoltaice sunt în principal cele trifazate, fiind mai favorabile produselor de putere mai mare. Italia, Spania și alte țări din sudul Europei au nevoie în principal de produse monofazate de joasă tensiune. Iar Republica Cehă, Polonia, România, Lituania și alte țări din Europa de Est solicită în principal produse trifazate, dar acceptarea prețurilor este mai mică. Statele Unite au un sistem de stocare a energiei mai mare și preferă produse de putere mai mare. Invertorul split cu baterie și stocare este mai popular în rândul instalatorilor, dar invertorul cu baterie all-in-one reprezintă tendința de dezvoltare viitoare. Invertorul hibrid de stocare a energiei fotovoltaice este împărțit în continuare în invertoare hibride vândute separat și sisteme de stocare a energiei cu baterie (BESS), care vând invertorul de stocare a energiei și bateria împreună. În prezent, în cazul distribuitorilor care controlează canalul, clienții direcți sunt mai concentrați, iar produsele split cu baterie și invertor sunt mai populare, în special în afara Germaniei, în principal datorită instalării ușoare și extinderii ușoare, precum și reducerii costurilor de achiziție. Nu se poate găsi o a doua sursă de alimentare pentru baterie sau invertor, livrarea fiind mai sigură. Tendința din Germania, Statele Unite și Japonia este către mașini all-in-one. Mașinile all-in-one pot economisi multe probleme după vânzare și există factori de certificare, cum ar fi certificarea sistemului antiincendiu din Statele Unite, care trebuie să fie legată de invertor. Tendința tehnologică actuală se îndreaptă către mașinile all-in-one, dar vânzările de tip split de pe piață sunt din ce în ce mai populare pentru instalatori. În sistemele cuplate în curent continuu, sistemele de baterii de înaltă tensiune sunt mai eficiente, dar mai costisitoare în cazul lipsei de baterii de înaltă tensiune. Comparativ cuSisteme de baterii de 48V, bateriile de înaltă tensiune funcționează în intervalul 200-500V CC, au pierderi mai mici în cablu și o eficiență mai mare deoarece panourile solare funcționează de obicei la 300-600V, similar cu tensiunea bateriei, permițând utilizarea unor convertoare CC-CC de înaltă eficiență cu pierderi foarte mici. Sistemele de baterii de înaltă tensiune sunt mai scumpe decât bateriile sistemelor de joasă tensiune, în timp ce invertoarele sunt mai puțin costisitoare. În prezent, există o cerere mare de baterii de înaltă tensiune și o lipsă de ofertă, astfel încât bateriile de înaltă tensiune sunt dificil de achiziționat, iar în cazul unei lipse de baterii de înaltă tensiune, este mai ieftin să se utilizeze un sistem de baterii de joasă tensiune. Cuplare DC între panouri solare și invertoare 
Cuplare directă DC la un invertor hibrid compatibil 
Invertoare cuplate AC Sistemele cuplate în curent continuu nu sunt potrivite pentru modernizarea sistemelor existente conectate la rețea. Metoda de cuplare în curent continuu prezintă în principal următoarele probleme: în primul rând, sistemul care utilizează cuplarea în curent continuu prezintă probleme legate de cablarea complicată și proiectarea redundantă a modulelor la modernizarea sistemului existent conectat la rețea; în al doilea rând, întârzierea mare în comutarea între conectat la rețea și independent de rețea este mare, ceea ce face ca experiența utilizatorului cu energia electrică să fie slabă; în al treilea rând, funcția de control inteligent nu este suficient de cuprinzătoare, iar răspunsul controlului nu este suficient de prompt, ceea ce face mai dificilă realizarea aplicației micro-rețea pentru alimentarea cu energie a întregii case. Prin urmare, unele companii, cum ar fi Rene, au ales calea tehnologiei de cuplare în curent alternativ. Sistemul de cuplare AC facilitează instalarea produsului. ReneSola utilizează cuplarea părții de AC și a sistemului fotovoltaic pentru a obține un flux de energie bidirecțional, eliminând necesitatea accesului la magistrala fotovoltaică de curent continuu, facilitând instalarea produsului; printr-o combinație de control software în timp real și îmbunătățiri ale designului hardware, se realizează o comutare la și de la rețea în milisecunde; prin combinația inovatoare dintre controlul ieșirii invertorului de stocare a energiei și proiectarea sistemului de alimentare și distribuție a energiei, se obține o alimentare cu energie electrică pentru întreaga casă sub controlul automat al cutiei de control. Aplicația micro-rețea a controlului automat al cutiei de control. Randamentul maxim de conversie al produselor cuplate în curent alternativ este puțin mai mic decât cel alinvertoare hibrideRandamentul maxim de conversie al produselor cuplate în curent alternativ este de 94-97%, puțin mai mic decât cel al invertoarelor hibride, în principal pentru că modulele trebuie convertite de două ori înainte de a putea fi stocate în baterie după generarea de energie, ceea ce reduce randamentul de conversie.
Data publicării: 08 mai 2024