Typy invertorov na ukladanie energie Technologická trasa invertorov pre skladovanie energie: existujú dve hlavné trasy prepojenia jednosmerného prúdu a prepojenia striedavého prúdu. Systém skladovania fotovoltaickej energie vrátane solárnych modulov, regulátorov, meničov, lítiových domácich batérií, záťaží a ďalších zariadení. V súčasnostiinvertory na akumuláciu energieExistujú hlavne dve technické cesty: prepojenie jednosmerným prúdom a prepojenie striedavým prúdom. Prepojenie striedavým prúdom alebo jednosmerným prúdom označuje spôsob, akým sú solárne panely prepojené s úložným alebo batériovým systémom. Typ pripojenia medzi solárnymi modulmi a batériami môže byť buď striedavý prúd, alebo jednosmerný prúd. Väčšina elektronických obvodov používa jednosmerný prúd, pričom solárny modul generuje jednosmerný prúd a batéria ho ukladá, väčšina spotrebičov však pracuje na striedavom prúde. 
Hybridný solárny systém + systém na skladovanie energie Hybridné systémy solárneho invertora a akumulácie energie, kde sa jednosmerný prúd z fotovoltaických modulov ukladá pomocou regulátora vlítiová domáca batéria, a sieť môže tiež nabíjať batériu pomocou obojsmerného DC-AC meniča. Bod konvergencie energie je na strane DC batérie. Počas dňa sa fotovoltaická energia najprv dodáva do záťaže a potom sa lítiová domáca batéria nabíja pomocou MPPT regulátora a systém na ukladanie energie je pripojený k sieti, takže prebytočný výkon je možné pripojiť k sieti; v noci sa batéria vybíja do záťaže a nedostatok sa dopĺňa zo siete; keď je sieť mimo prevádzky, fotovoltaická energia a lítiová domáca batéria sa dodávajú iba do záťaže mimo siete a záťaž na konci siete sa nedá použiť. Keď je výkon záťaže väčší ako výkon fotovoltaických panelov, sieť a fotovoltaické panely môžu dodávať energiu do záťaže súčasne. Pretože ani výkon fotovoltaických panelov, ani výkon záťaže nie sú stabilné, systém sa spolieha na lítiovú domácu batériu, aby vyvážil energiu systému. Okrem toho systém tiež podporuje používateľa v nastavení času nabíjania a vybíjania tak, aby vyhovoval jeho dopytu po elektrine. Princíp fungovania systému DC väzby 
Hybridný invertor má integrovanú funkciu offline (off-grid) pre lepšiu účinnosť nabíjania. Invertory pripojené k sieti (grid-tied) z bezpečnostných dôvodov automaticky vypínajú napájanie solárneho panelového systému počas výpadku prúdu. Hybridné invertory na druhej strane umožňujú používateľom mať funkciu offline aj pripojeného k sieti, takže energia je k dispozícii aj počas výpadkov prúdu. Hybridné invertory zjednodušujú monitorovanie energie a umožňujú kontrolu dôležitých údajov, ako je výkon a výroba energie, prostredníctvom panela invertora alebo pripojených inteligentných zariadení. Ak má systém dva invertory, musia sa monitorovať samostatne. Prepojenie jednosmerného prúdu (DC) znižuje straty pri konverzii AC-DC. Účinnosť nabíjania batérie je približne 95 – 99 %, zatiaľ čo prepojenie striedavého prúdu (AC) je 90 %. Hybridné invertory sú ekonomické, kompaktné a ľahko sa inštalujú. Inštalácia nového hybridného invertora s jednosmerne prepojenými batériami môže byť lacnejšia ako dodatočná montáž striedavo prepojených batérií do existujúceho systému, pretože regulátor je o niečo lacnejší ako menič pripojený k sieti, prepínač je o niečo lacnejší ako rozvodná skriňa a riešenie s jednosmerne prepojeným prúdom sa dá premeniť na univerzálny riadiaci invertor, čím sa šetria náklady na zariadenie aj náklady na inštaláciu. Najmä pre malé a stredne veľké systémy bez siete sú jednosmerne prepojené systémy mimoriadne nákladovo efektívne. Hybridný invertor je vysoko modulárny a je ľahké pridať nové komponenty a regulátory a ďalšie komponenty je možné jednoducho pridať pomocou relatívne lacných jednosmerných solárnych regulátorov. Hybridné invertory sú navrhnuté tak, aby kedykoľvek integrovali úložisko, čo uľahčuje pridávanie batériových blokov. Hybridný invertorový systém je kompaktnejší a používa vysokonapäťové články s menšími rozmermi káblov a nižšími stratami. 
Zloženie systému jednosmernej väzby 
Zloženie systému AC väzby Hybridné solárne invertory však nie sú vhodné na modernizáciu existujúcich solárnych systémov a ich inštalácia v prípade systémov s vyšším výkonom je drahšia. Ak chce zákazník modernizovať existujúci solárny systém o lítiovú domácu batériu, výber hybridného solárneho invertora môže situáciu skomplikovať. Naopak, batériový invertor môže byť nákladovo efektívnejší, pretože výber inštalácie hybridného solárneho invertora by si vyžadoval kompletnú a nákladnú prestavbu celého systému solárnych panelov. Systémy s vyšším výkonom sa inštalujú zložitejšie a môžu byť drahšie kvôli potrebe väčšieho počtu vysokonapäťových regulátorov. Ak sa počas dňa spotrebuje viac energie, dochádza k miernemu poklesu účinnosti v dôsledku prechodu jednosmerného prúdu (PV) na jednosmerný prúd (batérie) na striedavý prúd. 
Spojený solárny systém + systém na skladovanie energie Prepojený systém PV+úložisko, tiež známy ako systém AC retrofit PV+úložisko, dokáže premeniť jednosmerný prúd vyžarovaný z PV modulov na striedavý prúd pomocou invertora pripojeného k sieti a potom prebytočný výkon premeniť na jednosmerný prúd a uložiť ho do batérie pomocou invertora AC prepojeného úložiska. Bod konvergencie energie je na strane AC. Zahŕňa systém napájania z fotovoltaiky a systém napájania z lítiových domácich batérií. Fotovoltaický systém pozostáva z fotovoltaického poľa a invertora pripojeného k sieti, zatiaľ čo systém lítiových domácich batérií pozostáva z batériovej zostavy a obojsmerného invertora. Tieto dva systémy môžu fungovať buď nezávisle bez vzájomného rušenia, alebo môžu byť oddelené od siete a vytvoriť tak mikrosieťový systém. Princíp fungovania systému AC väzby 
Systémy s prepojením na striedavý prúd sú 100 % kompatibilné so sieťou, ľahko sa inštalujú a dajú sa ľahko rozšíriť. K dispozícii sú štandardné komponenty pre domáce inštalácie a dokonca aj relatívne veľké systémy (trieda 2 kW až MW) sa dajú ľahko rozšíriť na použitie v kombinácii so sieťovo pripojenými a samostatnými generátorovými agregátmi (dieselové agregáty, veterné turbíny atď.). Väčšina reťazcových solárnych invertorov nad 3 kW má duálne MPPT vstupy, takže dlhé reťazcové panely je možné namontovať v rôznych orientáciách a uhloch sklonu. Pri vyšších jednosmerných napätiach je prepojenie na striedavý prúd jednoduchšie a menej zložité na inštaláciu vo veľkých systémoch ako systémy s prepojením na jednosmerný prúd, ktoré vyžadujú viacero MPPT regulátorov nabíjania, a preto sú menej nákladné. Prepojenie striedavým prúdom je vhodné na dodatočnú montáž systémov a je efektívnejšie počas dňa pri záťažiach striedavým prúdom. Existujúce fotovoltaické systémy pripojené k sieti je možné transformovať na systémy na ukladanie energie s nízkymi vstupnými nákladmi. Dokáže poskytnúť používateľom bezpečnú energiu, keď je elektrická sieť výpadok. Je kompatibilný s fotovoltaickými systémami pripojenými k sieti rôznych výrobcov. Pokročilé systémy s prepojením striedavým prúdom sa zvyčajne používajú pre rozsiahlejšie systémy mimo siete a na správu batérií a siete/generátorov využívajú reťazcové solárne invertory v kombinácii s pokročilými multimódovými invertormi alebo invertormi/nabíjačkami. Hoci sú relatívne jednoduché a výkonné na nastavenie, sú o niečo menej účinné (90 – 94 %) pri nabíjaní batérií v porovnaní so systémami s prepojením jednosmerným prúdom (98 %). Tieto systémy sú však efektívnejšie pri napájaní vysokých záťaží striedavým prúdom počas dňa, dosahujúc 97 % alebo viac, a niektoré je možné rozšíriť o viacero solárnych invertorov a vytvoriť tak mikrosiete. Nabíjanie s prepojením striedavého prúdu je oveľa menej efektívne a pre menšie systémy drahšie. Energia vstupujúca do batérie pri prepojení striedavého prúdu sa musí previesť dvakrát a keď používateľ začne energiu používať, musí sa previesť znova, čo spôsobuje ďalšie straty v systéme. V dôsledku toho účinnosť prepojenia striedavého prúdu klesá na 85 – 90 % pri použití batériového systému. Meniče s prepojením striedavého prúdu sú pre menšie systémy drahšie. 
Solárny systém mimo siete + systém na skladovanie energie Solárny systém mimo siete+ Úložné systémy zvyčajne pozostávajú z FV modulov, lítiovej domácej batérie, externého skladovacieho invertora, záťaže a dieselového generátora. Systém dokáže realizovať priame nabíjanie batérie pomocou FV panelov prostredníctvom DC-DC konverzie alebo obojsmernej DC-AC konverzie na nabíjanie a vybíjanie batérie. Počas dňa sa FV energia najprv dodáva do záťaže a potom sa batéria nabíja; v noci sa batéria vybíja do záťaže a keď je batéria nedostatočná, dieselový generátor napája záťaž. Dokáže uspokojiť denný dopyt po elektrine v oblastiach bez siete. Môže sa kombinovať s dieselovými generátormi na napájanie záťaží alebo nabíjanie batérií. Väčšina externých skladovacích invertorov energie nie je certifikovaná na pripojenie do siete, a aj keď systém má sieť, nemôže byť pripojený do siete. Použiteľné scenáre invertorov na ukladanie energie Invertory na skladovanie energie majú tri hlavné úlohy: reguláciu špičkovej spotreby, pohotovostný režim a nezávislé napájanie. Podľa regiónov je dopyt v Európe najvyšší. Napríklad v Nemecku dosiahla cena elektriny v roku 2023 hodnotu 0,46 USD/kWh, čo je prvé miesto na svete. V posledných rokoch ceny elektriny v Nemecku neustále rastú a náklady na výrobu elektriny (LCOE) pre fotovoltaické systémy/úložiská energie sú len 10,2/15,5 centov za stupeň, čo je o 78 %/66 % menej ako ceny elektriny pre domácnosti. Rozdiel medzi cenami elektriny pre domácnosti a nákladmi na skladovanie elektriny pre fotovoltaické systémy sa bude naďalej zväčšovať. Distribúcia a skladovanie fotovoltaických systémov v domácnostiach môže znížiť náklady na elektrinu, takže v oblastiach s vysokými cenami majú používatelia silnú motiváciu inštalovať si domáce úložiská. Na trhu s dopytom po špičkách majú používatelia tendenciu vyberať si hybridné invertory a batériové systémy s prepojením na striedavý prúd, ktoré sú nákladovo efektívnejšie a ľahšie sa vyrábajú. Nabíjačky batérií s invertorom mimo siete s výkonnými transformátormi sú drahšie, zatiaľ čo hybridné invertory a batériové systémy s prepojením na striedavý prúd používajú beztransformátorové invertory so spínacími tranzistormi. Tieto kompaktné a ľahké invertory majú nižší výkon pri nárazovom a špičkovom napätí, ale sú nákladovo efektívnejšie, lacnejšie a ľahšie sa vyrábajú. V USA a Japonsku je potrebný záložný zdroj energie a samostatný zdroj energie je presne to, čo trh potrebuje, a to aj v regiónoch, ako je Južná Afrika. Podľa EIA bol priemerný čas výpadku prúdu v Spojených štátoch v roku 2020 viac ako 8 hodín, najmä kvôli obyvateľom USA žijúcim v rozptýlených oblastiach, časti starnúcej siete a prírodným katastrofám. Aplikácia domácich fotovoltaických distribučných a skladovacích systémov môže znížiť závislosť od siete a zvýšiť spoľahlivosť dodávok energie na strane zákazníka. Americké fotovoltaické skladovacie systémy sú väčšie a vybavené väčším počtom batérií, pretože je potrebné ukladať energiu v reakcii na prírodné katastrofy. Nezávislé zásobovanie energiou je okamžitým dopytom na trhu. Južná Afrika, Pakistan, Libanon, Filipíny, Vietnam a ďalšie krajiny sú v globálnom dodávateľskom reťazci napäté a infraštruktúra krajiny nestačí na to, aby zásobovala obyvateľstvo elektrinou, takže používatelia musia byť vybavení domácimi fotovoltickými skladovacími systémami. Hybridné invertory ako záložný zdroj napájania majú svoje obmedzenia. V porovnaní s vyhradenými invertormi na batérie mimo siete majú hybridné invertory určité obmedzenia, najmä obmedzený prepäťový alebo špičkový výkon v prípade výpadkov napájania. Okrem toho niektoré hybridné invertory nemajú žiadnu alebo len obmedzenú kapacitu záložného napájania, takže počas výpadku napájania je možné zálohovať iba malé alebo nevyhnutné záťaže, ako je osvetlenie a základné napájacie obvody, a mnohé systémy počas výpadku napájania zaznamenajú 3 až 5-sekundové oneskorenie. Invertory mimo siete naopak poskytujú veľmi vysoký prepäťový a špičkový výkon a dokážu zvládnuť vysoké indukčné záťaže. Ak používateľ plánuje napájať zariadenia s vysokým prepätím, ako sú čerpadlá, kompresory, práčky a elektrické náradie, invertor musí byť schopný zvládnuť prepäťové záťaže s vysokou indukčnosťou. Hybridné invertory s jednosmerným prepojením Priemysel v súčasnosti využíva viac fotovoltaických skladovacích systémov s jednosmerným prepojením na dosiahnutie integrovaného dizajnu fotovoltaického skladovania, najmä v nových systémoch, kde sa hybridné invertory ľahko a lacnejšie inštalujú. Pri pridávaní nových systémov môže použitie hybridných invertorov na skladovanie fotovoltaickej energie znížiť náklady na zariadenie a náklady na inštaláciu, pretože skladovací invertor dokáže dosiahnuť integráciu riadenia a invertora. Riadiaca jednotka a spínač v jednosmerne prepojených systémoch sú lacnejšie ako invertory pripojené k sieti a rozvodné skrine v striedavo prepojených systémoch, takže jednosmerne prepojené riešenia sú lacnejšie ako striedavo prepojené riešenia. Riadiaca jednotka, batéria a invertor v jednosmerne prepojenom systéme sú sériové, prepojené bližšie a menej flexibilné. V novo inštalovanom systéme sú fotovoltaické systémy, batéria a invertor navrhnuté podľa výkonu záťaže a spotreby energie používateľa, takže je vhodnejší jednosmerne prepojený hybridný invertor. 
Hybridné invertorové produkty s jednosmerným prepojením sú hlavným trendom, spoločnosť BSLBATT tiež uviedla na trh vlastný...5kw hybridný solárny invertorkoncom minulého roka a tento rok postupne uvedie na trh hybridné solárne invertory s výkonom 6 kW a 8 kW! Hlavné produkty výrobcov invertorov na skladovanie energie sú určené pre tri hlavné trhy v Európe, Spojené štáty a Austráliu. Na európskom trhu sú tradičné trhy s fotovoltaickými systémami v Nemecku, Rakúsku, Švajčiarsku, Švédsku, Holandsku a ďalších krajinách prevažne trojfázové, čo je priaznivejšie pre výkonnejšie produkty. Taliansko, Španielsko a ďalšie juhoeurópske krajiny potrebujú najmä jednofázové nízkonapäťové produkty. Česká republika, Poľsko, Rumunsko, Litva a ďalšie východoeurópske krajiny dopytujú najmä trojfázové produkty, ale ich cena je nižšia. Spojené štáty majú väčšie systémy na skladovanie energie a uprednostňujú produkty s vyšším výkonom. Delený typ invertora s batériami a úložiskom je u inštalatérov obľúbenejší, ale batériový invertor typu „všetko v jednom“ je trendom budúceho vývoja. Hybridný invertor s fotovoltaickým úložiskom energie sa ďalej delí na hybridný invertor predávaný samostatne a systém úložiska energie batériami (BESS), ktorý predáva invertor a batériu spolu. V súčasnosti sú v prípade predajcov, ktorí kontrolujú kanál, viac koncentrovaní priami zákazníci, batérie a delené invertory sú obľúbenejšie, najmä mimo Nemecka, najmä kvôli jednoduchej inštalácii a jednoduchej expanzii a jednoduchému zníženiu obstarávacích nákladov. Batériu alebo invertor nie je možné dodať z iného zdroja, čo je bezpečnejšie. Trendom v Nemecku, Spojených štátoch a Japonsku je „všetko v jednom“ zariadení. „Všetko v jednom“ zariadenie môže ušetriť veľa problémov po predaji a existujú faktory certifikácie, ako napríklad certifikácia protipožiarneho systému v Spojených štátoch, ktorá musí byť prepojená s invertorom. Súčasný technologický trend smeruje k „všetkým v jednom“ zariadeniu, ale z predaja na trhu s deleným typom v inštalatérovi to trochu viac akceptuje. V systémoch s jednosmerným prúdom sú vysokonapäťové batériové systémy efektívnejšie, ale nákladnejšie v prípade nedostatku vysokonapäťových batérií. V porovnaní s...48V batériové systémyVysokonapäťové batérie pracujú v rozsahu 200 – 500 V jednosmerného prúdu, majú nižšie straty v kábloch a vyššiu účinnosť, pretože solárne panely zvyčajne pracujú pri napätí 300 – 600 V, podobnom napätiu batérie, čo umožňuje použitie vysokoúčinných DC-DC meničov s veľmi nízkymi stratami. Vysokonapäťové batériové systémy sú drahšie ako nízkonapäťové batérie, zatiaľ čo invertory sú lacnejšie. V súčasnosti je vysoký dopyt po vysokonapäťových batériách a nedostatok ponuky, takže vysokonapäťové batérie je ťažké kúpiť a v prípade nedostatku vysokonapäťových batérií je lacnejšie použiť nízkonapäťový batériový systém. DC prepojenie medzi solárnymi panelmi a invertormi 
Priame prepojenie jednosmerného prúdu s kompatibilným hybridným meničom 
AC invertory Systémy s jednosmerným prepojením nie sú vhodné na dodatočnú montáž existujúcich systémov pripojených k sieti. Metóda jednosmerného prepojenia má najmä nasledujúce problémy: Po prvé, systém používajúci jednosmerné prepojenie má problémy so zložitým zapojením a redundantným návrhom modulov pri dodatočnej montáži existujúceho systému pripojeného k sieti; po druhé, oneskorenie pri prepínaní medzi pripojením k sieti a odpojením od siete je dlhé, čo zhoršuje používateľovu skúsenosť s elektrickou energiou; po tretie, inteligentná riadiaca funkcia nie je dostatočne komplexná a odozva riadenia nie je dostatočne včasná, čo sťažuje realizáciu mikrosieťového napájania pre celý dom. Preto niektoré spoločnosti, ako napríklad Rene, zvolili technológiu striedavého prepojenia. Systém prepojenia striedavého prúdu uľahčuje inštaláciu produktu. ReneSola využíva prepojenie striedavého prúdu a fotovoltaického systému na dosiahnutie obojsmerného toku energie, čím eliminuje potrebu prístupu k jednosmernej fotovoltaickej zbernici a uľahčuje inštaláciu produktu; vďaka kombinácii softvérového riadenia v reálnom čase a vylepšení hardvérového dizajnu dosahuje prepínanie do a zo siete v milisekundách; vďaka inovatívnej kombinácii riadenia výstupu invertora pre ukladanie energie a návrhu systému napájania a distribúcie dosahuje napájanie celého domu s automatickým riadením rozvádzacou skrinkou. Aplikácia automatického riadenia rozvádzacou skrinkou v mikrosieťovej aplikácii. Maximálna účinnosť konverzie produktov s prepojením striedavého prúdu je o niečo nižšia ako u...hybridné invertoryMaximálna účinnosť konverzie produktov s prepojením na striedavý prúd je 94 – 97 %, čo je o niečo menej ako u hybridných meničov, najmä preto, že moduly sa musia dvakrát konvertovať predtým, ako sa po výrobe energie uložia do batérie, čo znižuje účinnosť konverzie.
Čas uverejnenia: 8. mája 2024