Типы инверторов для хранения энергии Маршрут технологии инверторов для хранения энергии: существует два основных маршрута: связь по постоянному току и связь по переменному току. Система хранения фотоэлектрических батарей, включая солнечные модули, контроллеры, инверторы, литиевые домашние батареи, нагрузки и другое оборудование. В настоящее времяинверторы для хранения энергиив основном существуют два технических пути: DC-связь и AC-связь. AC- или DC-связь относится к способу соединения или подключения солнечных панелей к системе хранения или аккумуляторной системе. Тип соединения между солнечными модулями и аккумуляторами может быть как AC, так и DC. Большинство электронных схем используют постоянный ток, при этом солнечный модуль генерирует постоянный ток, а аккумулятор сохраняет постоянный ток, однако большинство приборов работают от переменного тока. 
Гибридная солнечная система + система хранения энергии Гибридные солнечные инверторы + системы хранения энергии, в которых постоянный ток от фотоэлектрических модулей хранится с помощью контроллера влитиевый домашний аккумулятор, и сеть также может заряжать аккумулятор через двунаправленный преобразователь постоянного тока в переменный. Точка конвергенции энергии находится на стороне аккумулятора постоянного тока. В течение дня сначала подается мощность PV на нагрузку, а затем контроллер MPPT заряжает домашнюю литиевую батарею, а система хранения энергии подключается к сети, так что избыточная мощность может быть подключена к сети; ночью батарея разряжается на нагрузку, а нехватка восполняется сетью; когда сеть отключена, мощность PV и домашняя литиевая батарея подаются только на нагрузку вне сети, а нагрузка на конце сети не может использоваться. Когда мощность нагрузки больше мощности PV, сеть и PV могут одновременно подавать питание на нагрузку. Поскольку ни мощность PV, ни мощность нагрузки не являются стабильными, она полагается на домашнюю литиевую батарею для балансировки энергии системы. Кроме того, система также поддерживает установку пользователем времени зарядки и разрядки для удовлетворения потребностей пользователя в электроэнергии. Принцип работы системы связи постоянного тока 
Гибридный инвертор имеет встроенную функцию автономной работы для повышения эффективности зарядки. Сетевые инверторы автоматически отключают питание системы солнечных панелей во время отключения электроэнергии из соображений безопасности. Гибридные инверторы, с другой стороны, позволяют пользователям иметь как автономное, так и сетевое функционирование, поэтому питание доступно даже во время отключения электроэнергии. Гибридные инверторы упрощают мониторинг энергии, позволяя проверять важные данные, такие как производительность и выработку энергии, через панель инвертора или подключенные смарт-устройства. Если в системе два инвертора, их необходимо контролировать отдельно. Связь по постоянному току снижает потери при преобразовании переменного тока в постоянный. Эффективность зарядки аккумулятора составляет около 95–99%, а связь по переменному току — 90%. Гибридные инверторы экономичны, компактны и просты в установке. Установка нового гибридного инвертора с батареями, связанными по постоянному току, может быть дешевле, чем модернизация батарей, связанных по переменному току, в существующую систему, поскольку контроллер несколько дешевле, чем инвертор, подключенный к сети, переключатель несколько дешевле, чем распределительный шкаф, а решение, связанное по постоянному току, может быть преобразовано в инвертор управления «все в одном», что позволяет экономить как затраты на оборудование, так и затраты на установку. Системы, связанные по постоянному току, особенно для мало- и среднемощных автономных систем, чрезвычайно экономичны. Гибридный инвертор имеет высокую модульность, и в него легко добавлять новые компоненты и контроллеры, а дополнительные компоненты можно легко добавлять с помощью относительно недорогих контроллеров солнечных батарей постоянного тока. Гибридные инверторы предназначены для интеграции хранилища в любое время, что упрощает добавление батарейных блоков. Гибридная инверторная система более компактна и использует высоковольтные элементы, с меньшими размерами кабелей и меньшими потерями. 
Состав системы связи постоянного тока 
Состав системы связи переменного тока Однако гибридные солнечные инверторы не подходят для модернизации существующих солнечных систем и требуют больших затрат на установку для систем с большей мощностью. Если клиент хочет модернизировать существующую солнечную систему, включив в нее литиевую домашнюю батарею, выбор гибридного солнечного инвертора может усложнить ситуацию. Напротив, аккумуляторный инвертор может быть более экономически эффективным, так как выбор установки гибридного солнечного инвертора потребует полной и дорогостоящей переделки всей системы солнечных панелей. Системы с большей мощностью сложнее в установке и могут быть более дорогими из-за необходимости в большем количестве контроллеров высокого напряжения. Если в течение дня используется больше мощности, наблюдается небольшое снижение эффективности из-за DC (PV) в DC (batt) в AC. 
Совмещенная солнечная система + система хранения энергии Связанная система PV+storage, также известная как система AC retrofit PV+storage, может реализовать преобразование постоянного тока, излучаемого фотоэлектрическими модулями, в переменный ток с помощью инвертора, подключенного к сети, а затем избыточная мощность преобразуется в постоянный ток и сохраняется в аккумуляторе с помощью инвертора, подключенного к сети. Точка конвергенции энергии находится на конце переменного тока. Она включает в себя фотоэлектрическую систему электропитания и систему электропитания литиевой домашней батареи. Фотоэлектрическая система состоит из фотоэлектрической матрицы и инвертора, подключенного к сети, в то время как система литиевой домашней батареи состоит из аккумуляторной батареи и двунаправленного инвертора. Эти две системы могут работать независимо, не мешая друг другу, или могут быть отделены от сети, образуя систему микросети. Принцип работы системы связи переменного тока 
Системы переменного тока на 100% совместимы с сетью, просты в установке и легко расширяемы. Доступны стандартные компоненты для установки в домашних условиях, и даже относительно большие системы (класса от 2 кВт до МВт) легко расширяются для использования в сочетании с сетевыми и автономными генераторными установками (дизельные установки, ветряные турбины и т. д.). Большинство строчных солнечных инверторов мощностью более 3 кВт имеют двойные входы MPPT, поэтому длинные строчные панели можно монтировать в разных ориентациях и под разными углами наклона. При более высоких напряжениях постоянного тока, соединение переменного тока проще и менее сложно для установки больших систем, чем системы постоянного тока, для которых требуется несколько контроллеров заряда MPPT, и, следовательно, менее затратно. Связь переменного тока подходит для модернизации системы и более эффективна в течение дня с нагрузками переменного тока. Существующие сетевые фотоэлектрические системы могут быть преобразованы в системы хранения энергии с низкими затратами на ввод. Она может обеспечивать безопасное питание пользователей при отключении электросети. Совместима с сетевыми фотоэлектрическими системами разных производителей. Усовершенствованные системы связи переменного тока обычно используются для крупномасштабных автономных систем и используют строчные солнечные инверторы в сочетании с усовершенствованными многорежимными инверторами или инверторами/зарядными устройствами для управления батареями и сетью/генераторами. Несмотря на относительную простоту и мощность в настройке, они немного менее эффективны (90-94%) при зарядке батарей по сравнению с системами связи постоянного тока (98%). Однако эти системы более эффективны при питании высоких нагрузок переменного тока в течение дня, достигая 97% и более, и некоторые из них можно расширить с помощью нескольких солнечных инверторов для формирования микросетей. Зарядка по переменному току гораздо менее эффективна и более затратна для небольших систем. Энергия, поступающая в аккумулятор при соединении по переменному току, должна быть преобразована дважды, а когда пользователь начинает использовать энергию, ее необходимо преобразовать снова, что добавляет больше потерь в систему. В результате эффективность соединения по переменному току падает до 85-90% при использовании системы аккумуляторов. Инверторы, соединенные по переменному току, более дороги для небольших систем. 
Автономная солнечная система + система хранения энергии Автономная солнечная система+ системы хранения обычно состоят из фотоэлектрических модулей, литиевой домашней батареи, автономного инвертора хранения, нагрузки и дизельного генератора. Система может реализовать прямую зарядку батареи от фотоэлектрических модулей через DC-DC преобразование или двунаправленное DC-AC преобразование для зарядки и разрядки батареи. В дневное время мощность фотоэлектрических модулей сначала подается на нагрузку, затем следует зарядка батареи; ночью батарея разряжается на нагрузку, а когда батареи недостаточно, дизельный генератор подается на нагрузку. Он может удовлетворить ежедневный спрос на электроэнергию в районах без сети. Его можно комбинировать с дизельными генераторами для питания нагрузок или зарядки батарей. Большинство автономных инверторов хранения энергии не сертифицированы для подключения к сети, даже если система имеет сеть, она не может быть подключена к сети. Применимые сценарии использования инверторов для хранения энергии Инверторы для хранения энергии выполняют три основные функции, включая регулирование пиков, резервное питание и независимое питание. По регионам пиковый спрос наблюдается в Европе, возьмем Германию в качестве примера, цена на электроэнергию в Германии достигла $0,46/кВтч в 2023 году, заняв первое место в мире. В последние годы цены на электроэнергию в Германии продолжают расти, а LCOE для фотоэлектрических систем / PV-хранилищ составляет всего 10,2/15,5 центов за градус, что на 78%/66% ниже, чем цены на электроэнергию для населения, разница между ценами на электроэнергию для населения и стоимостью хранения электроэнергии для фотоэлектрических систем будет продолжать расти. Система распределения и хранения электроэнергии для домохозяйств может снизить стоимость электроэнергии, поэтому в районах с высокими ценами у пользователей есть сильный стимул устанавливать бытовые хранилища. На пиковом рынке пользователи склонны выбирать гибридные инверторы и системы аккумуляторов с подключением по переменному току, которые более экономичны и просты в производстве. Зарядные устройства для аккумуляторов с инверторами для работы вне сети с мощными трансформаторами стоят дороже, в то время как гибридные инверторы и системы аккумуляторов с подключением по переменному току используют инверторы без трансформаторов с переключающими транзисторами. Эти компактные, легкие инверторы имеют более низкие показатели импульсной и пиковой выходной мощности, но они более экономичны, дешевле и просты в производстве. Резервное питание необходимо в США и Японии, а автономное питание — это как раз то, что нужно рынку, в том числе в таких регионах, как Южная Африка. По данным EIA, среднее время отключения электроэнергии в Соединенных Штатах в 2020 году составляет более 8 часов, в основном из-за жителей США, живущих в разбросанных районах, части стареющей сети и стихийных бедствий. Применение бытовых систем распределения и хранения фотоэлектрических систем может снизить зависимость от сети и повысить надежность электроснабжения со стороны потребителя. Система хранения фотоэлектрических систем США больше и оснащена большим количеством батарей, поскольку необходимо хранить электроэнергию в ответ на стихийные бедствия. Независимое электроснабжение — это немедленный спрос на рынке, Южная Африка, Пакистан, Ливан, Филиппины, Вьетнам и другие страны в глобальной цепочке поставок напряжены, инфраструктура страны недостаточна для обеспечения населения электроэнергией, поэтому пользователи должны быть оснащены бытовыми системами хранения фотоэлектрических систем. Гибридные инверторы в качестве резервного питания имеют ограничения. По сравнению со специализированными инверторами для аккумуляторных батарей, не подключенных к сети, гибридные инверторы имеют некоторые ограничения, в основном ограниченную мощность всплеска или пиковой выходной мощности в случае отключения электроэнергии. Кроме того, некоторые гибридные инверторы не имеют или имеют ограниченную возможность резервного питания, поэтому только небольшие или важные нагрузки, такие как освещение и основные силовые цепи, могут быть поддержаны во время отключения электроэнергии, и многие системы испытывают задержку в 3-5 секунд во время отключения электроэнергии. С другой стороны, инверторы, не подключенные к сети, обеспечивают очень высокую мощность всплеска и пиковой выходной мощности и могут работать с высокими индуктивными нагрузками. Если пользователь планирует питать устройства с высоким скачком напряжения, такие как насосы, компрессоры, стиральные машины и электроинструменты, инвертор должен быть способен работать с высокой индуктивной нагрузкой всплесков напряжения. Гибридные инверторы постоянного тока В настоящее время отрасль использует больше систем хранения фотоэлектрических систем с DC-связью для достижения интегрированной конструкции хранения фотоэлектрических систем, особенно в новых системах, где гибридные инверторы легко и менее затратны для установки. При добавлении новых систем использование гибридных инверторов для хранения фотоэлектрической энергии может снизить затраты на оборудование и затраты на установку, поскольку инвертор хранения может достичь интеграции управления-инвертора. Контроллер и переключатель переключения в системах с DC-связью менее дороги, чем подключенные к сети инверторы и распределительные шкафы в системах с AC-связью, поэтому решения с DC-связью менее дороги, чем решения с AC-связью. Контроллер, батарея и инвертор в системе с DC-связью являются последовательными, соединены более тесно и менее гибкими. Для новой установленной системы фотоэлектрические системы, батарея и инвертор проектируются в соответствии с мощностью нагрузки пользователя и энергопотреблением, поэтому она больше подходит для гибридного инвертора с DC-связью. 
Гибридные инверторы постоянного тока являются основной тенденцией, BSLBATT также выпустила свою собственнуюГибридный солнечный инвертор мощностью 5 кВтв конце прошлого года, а в этом году последовательно запустим гибридные солнечные инверторы мощностью 6 кВт и 8 кВт! Основная продукция производителей инверторов для хранения энергии больше предназначена для трех основных рынков Европы, США и Австралии. На европейском рынке Германия, Австрия, Швейцария, Швеция, Нидерланды и другие традиционные рынки PV core в основном трехфазные, более благоприятные для мощности более крупных продуктов. Италия, Испания и другие южноевропейские страны в основном нуждаются в однофазных низковольтных продуктах. А Чехия, Польша, Румыния, Литва и другие восточноевропейские страны в основном нуждаются в трехфазных продуктах, но приемлемая цена ниже. Соединенные Штаты имеют более крупную систему хранения энергии и предпочитают продукты с более высокой мощностью. Аккумулятор и аккумуляторный инвертор сплит-типа более популярны среди установщиков, но аккумуляторный инвертор все в одном является будущей тенденцией развития. Гибридный инвертор для хранения энергии PV далее делится на гибридный инвертор, продаваемый отдельно, и систему хранения энергии батареи (BESS), которая продает инвертор для хранения энергии и батарею вместе. В настоящее время, в случае дилеров, контролирующих канал, каждый прямой клиент более сконцентрирован, аккумулятор, инвертор сплит-продукты более популярны, особенно за пределами Германии, в основном из-за простой установки и простоты расширения, и легко сократить расходы на закупку, аккумулятор или инвертор не могут быть поставлены, чтобы найти вторую поставку, доставка более безопасна. Тенденция Германии, США, Японии - это машина "все в одном". Машина "все в одном" может сэкономить много проблем после продажи, и есть факторы сертификации, такие как сертификация системы пожаротушения США должна быть связана с инвертором. Текущая технологическая тенденция идет к машине "все в одном", но от рыночных продаж типа "сплит" установщик принимает немного больше. В системах постоянного тока системы с высоковольтными батареями более эффективны, но более затратны в случае нехватки высоковольтных батарей. По сравнению сСистемы аккумуляторных батарей 48 В, высоковольтные батареи работают в диапазоне 200-500 В постоянного тока, имеют меньшие потери в кабеле и более высокую эффективность, поскольку солнечные панели обычно работают при напряжении 300-600 В, аналогичном напряжению батареи, что позволяет использовать высокоэффективные преобразователи постоянного тока с очень низкими потерями. Системы высоковольтных батарей стоят дороже, чем батареи низковольтных систем, в то время как инверторы стоят дешевле. В настоящее время существует высокий спрос на высоковольтные батареи и дефицит поставок, поэтому высоковольтные батареи трудно купить, а в случае дефицита высоковольтных батарей дешевле использовать систему низковольтных батарей. Связь постоянного тока между солнечными батареями и инверторами 
Прямое подключение постоянного тока к совместимому гибридному инвертору 
Связанные инверторы переменного тока Системы с DC-связью не подходят для модернизации существующих систем, подключенных к сети. Метод DC-связь в основном имеет следующие проблемы: во-первых, система, использующая DC-связь, имеет проблемы со сложной проводкой и избыточной конструкцией модулей при модернизации существующей системы, подключенной к сети; во-вторых, задержка переключения между сетевым и автономным подключением длительная, что ухудшает опыт пользователя в электричестве; в-третьих, функция интеллектуального управления недостаточно всеобъемлюща, а реакция управления недостаточно своевременна, что затрудняет реализацию микросетевого приложения для электроснабжения всего дома. Поэтому некоторые компании выбрали путь технологии AC-связь, такие как Rene. Система сопряжения переменного тока упрощает установку продукта. ReneSola использует сопряжение стороны переменного тока и фотоэлектрической системы для достижения двунаправленного потока энергии, устраняя необходимость доступа к шине постоянного тока фотоэлектрической системы, что упрощает установку продукта; за счет сочетания программного управления в реальном времени и усовершенствований конструкции оборудования для достижения переключения на сеть и обратно за миллисекунды; за счет инновационного сочетания управления выходом инвертора накопителя энергии и проектирования системы электроснабжения и распределения для достижения электроснабжения всего дома под управлением автоматического блока управления. Применение микросетей автоматического управления блоком управления. Максимальная эффективность преобразования продуктов, связанных по переменному току, немного ниже, чем угибридные инверторы. Максимальная эффективность преобразования устройств с подключением по переменному току составляет 94–97%, что немного ниже, чем у гибридных инверторов, в основном потому, что модули необходимо преобразовывать дважды, прежде чем их можно будет хранить в аккумуляторе после выработки электроэнергии, что снижает эффективность преобразования.
Время публикации: 08-05-2024