Vrste pretvornikov za shranjevanje energije Tehnološka pot pretvornikov za shranjevanje energije: obstajata dve glavni poti enosmerne in izmenične sklopitve Sistem za shranjevanje PV energije, vključno s sončnimi moduli, krmilniki, razsmerniki, litijevimi baterijami za dom, obremenitvami in drugo opremo. Trenutnopretvorniki za shranjevanje energijeObstajata predvsem dve tehnični poti: enosmerna in izmenična vezava. Izmenična ali enosmerna vezava se nanaša na način, kako so sončni paneli povezani s sistemom za shranjevanje ali baterijami. Vrsta povezave med sončnimi moduli in baterijami je lahko izmenična ali enosmerna. Večina elektronskih vezij uporablja enosmerni tok, pri čemer sončni modul ustvarja enosmerni tok, baterija pa ga shranjuje, vendar večina naprav deluje na izmenični tok. 
Hibridni sončni sistem + sistem za shranjevanje energije Hibridni sistemi sončnega inverterja + shranjevanja energije, kjer se enosmerna energija iz PV modulov shrani prek krmilnika vlitijeva baterija za domačo uporabo, omrežje pa lahko polni baterijo tudi prek dvosmernega pretvornika DC-AC. Točka zbliževanja energije je na strani DC baterije. Čez dan se PV energija najprej dovaja obremenitvi, nato pa se litijeva baterija polni s pomočjo MPPT krmilnika, sistem za shranjevanje energije pa je priključen na omrežje, tako da se lahko presežek energije priključi na omrežje; ponoči se baterija prazni na obremenitev, primanjkljaj pa dopolni omrežje; ko je omrežje izklopljeno, se PV energija in litijeva baterija dovajata samo obremenitvi, ki ni priključena na omrežje, obremenitev na koncu omrežja pa se ne more uporabljati. Ko je moč obremenitve večja od moči PV, lahko omrežje in PV hkrati dovajata energijo obremenitvi. Ker niti moč PV niti moč obremenitve nista stabilni, se za uravnoteženje energije sistema zanaša na litijevo baterijo. Poleg tega sistem uporabniku omogoča tudi nastavitev časa polnjenja in praznjenja, da zadosti uporabnikovim potrebam po električni energiji. Načelo delovanja sistema enosmerne sklopke 
Hibridni razsmernik ima integrirano funkcijo delovanja brez povezave z omrežjem za izboljšano učinkovitost polnjenja. Razsmerniki, povezani z omrežjem, med izpadom električne energije iz varnostnih razlogov samodejno izklopijo napajanje sistema sončnih kolektorjev. Hibridni razsmerniki pa uporabnikom omogočajo delovanje tako brez povezave z omrežjem kot tudi med izpadi električne energije, tako da je napajanje na voljo tudi med izpadi električne energije. Hibridni razsmerniki poenostavljajo spremljanje energije, saj omogočajo preverjanje pomembnih podatkov, kot sta zmogljivost in proizvodnja energije, prek razsmernikove plošče ali priključenih pametnih naprav. Če ima sistem dva razsmernika, ju je treba spremljati ločeno. Enosmerna sklopitev zmanjša izgube pri pretvorbi izmeničnega v enosmerni tok. Učinkovitost polnjenja baterije je približno 95–99 %, medtem ko je izmenična sklopitev 90 %. Hibridni razsmerniki so ekonomični, kompaktni in enostavni za namestitev. Namestitev novega hibridnega razsmernika z baterijami, sklopljenimi na enosmerni tok, je lahko cenejša od naknadne vgradnje baterij, sklopljenih na izmenični tok, v obstoječi sistem, ker je krmilnik nekoliko cenejši od razsmernika, priključenega na omrežje, stikalo je nekoliko cenejše od razdelilne omarice, rešitev z enosmerno sklopko pa je mogoče spremeniti v večnamenski krmilni razsmernik, s čimer se prihranijo tako stroški opreme kot stroški namestitve. Zlasti za majhne in srednje močne sisteme, ki niso priključeni na omrežje, so sistemi z enosmerno sklopko izjemno stroškovno učinkoviti. Hibridni razsmernik je zelo modularen in ga je enostavno dodati nove komponente in krmilnike, dodatne komponente pa je mogoče enostavno dodati z relativno poceni regulatorji sončne energije na enosmerni tok. Hibridni razsmerniki so zasnovani tako, da kadar koli integrirajo shranjevanje, kar olajša dodajanje baterijskih sklopov. Sistem hibridnega razsmernika je bolj kompakten in uporablja visokonapetostne celice, z manjšimi velikostmi kablov in manjšimi izgubami. 
Sestava sistema enosmerne sklopke 
Sestava sistema AC sklopke Vendar hibridni sončni inverterji niso primerni za nadgradnjo obstoječih sončnih sistemov in so dražji za namestitev pri sistemih z večjo močjo. Če želi stranka nadgraditi obstoječi sončni sistem z litijevo baterijo za dom, lahko izbira hibridnega sončnega inverterja situacijo zaplete. Nasprotno pa je lahko baterijski inverter stroškovno učinkovitejši, saj bi izbira namestitve hibridnega sončnega inverterja zahtevala popolno in drago predelavo celotnega sistema sončnih panelov. Sistemi z večjo močjo so bolj zapleteni za namestitev in so lahko dražji zaradi potrebe po več visokonapetostnih regulatorjih. Če se čez dan porabi več energije, se učinkovitost nekoliko zmanjša zaradi pretvorbe enosmernega toka (PV) v enosmerni tok (baterije) v izmenični tok. 
Povezani sončni sistem + sistem za shranjevanje energije Sklopljeni sistem PV+shranjevanje, znan tudi kot AC sistem za naknadno vgradnjo PV+shranjevanje, lahko doseže, da se enosmerna energija, ki jo oddajajo PV moduli, pretvori v izmenično energijo s pomočjo omrežno povezanega razsmernika, nato pa se presežna energija pretvori v enosmerno energijo in shrani v baterijo s pomočjo AC sklopljenega razsmernika za shranjevanje. Točka konvergence energije je na izmeničnem koncu. Vključuje fotovoltaični sistem napajanja in sistem napajanja z litijevimi baterijami za domačo uporabo. Fotovoltaični sistem je sestavljen iz fotovoltaične matrike in omrežno povezanega razsmernika, medtem ko je sistem litijevih baterij za domačo uporabo sestavljen iz baterijskega sklopa in dvosmernega razsmernika. Ta dva sistema lahko delujeta neodvisno brez medsebojnega motenja ali pa sta ločena od omrežja in tvorita mikroomrežni sistem. Načelo delovanja sistema AC sklopke 
Sistemi, povezani z izmeničnim tokom, so 100 % združljivi z omrežjem, enostavni za namestitev in enostavno razširljivi. Na voljo so standardne komponente za domačo inštalacijo, celo relativno veliki sistemi (razreda od 2 kW do MW) pa so enostavno razširljivi za uporabo v kombinaciji z omrežno povezanimi in samostojnimi generatorskimi agregati (dizelski agregati, vetrne turbine itd.). Večina nizov sončnih razsmernikov nad 3 kW ima dvojne MPPT vhode, zato je mogoče dolge nize panelov namestiti v različnih orientacijah in kotih nagiba. Pri višjih enosmernih napetostih je izmenični priklop lažji in manj zapleten za namestitev velikih sistemov kot enosmerno povezani sistemi, ki zahtevajo več MPPT regulatorjev polnjenja, in zato cenejši. AC sklopitev je primerna za naknadno vgradnjo sistema in je čez dan učinkovitejša pri AC obremenitvah. Obstoječe omrežno priključene fotonapetostne sisteme je mogoče z nizkimi vhodnimi stroški preoblikovati v sisteme za shranjevanje energije. Uporabnikom lahko zagotovi varno napajanje, ko je električno omrežje izklopljeno. Združljivi so z omrežno priključenimi fotonapetostnimi sistemi različnih proizvajalcev. Napredni AC sklopljeni sistemi se običajno uporabljajo za večje sisteme brez omrežja in uporabljajo nize sončnih razsmernikov v kombinaciji z naprednimi večmodalnimi razsmerniki ali razsmerniki/polnilniki za upravljanje baterij in omrežja/generatorjev. Čeprav so relativno preprosti in zmogljivi za postavitev, so nekoliko manj učinkoviti (90–94 %) pri polnjenju baterij v primerjavi s DC sklopljenimi sistemi (98 %). Vendar so ti sistemi učinkovitejši pri napajanju visokih AC obremenitev čez dan, ki dosežejo 97 % ali več, nekatere pa je mogoče razširiti z več sončnimi razsmerniki, da se tvorijo mikroomrežja. Polnjenje z izmenično sklopko je veliko manj učinkovito in dražje za manjše sisteme. Energija, ki vstopi v baterijo pri izmenični sklopki, se mora pretvoriti dvakrat, in ko uporabnik začne energijo uporabljati, jo je treba pretvoriti ponovno, kar povzroči dodatne izgube v sistemu. Posledično se učinkovitost izmenične sklopke pri uporabi baterijskega sistema zmanjša na 85–90 %. Izmenično sklopljeni razsmerniki so za manjše sisteme dražji. 
Avtonomni sončni sistem + sistem za shranjevanje energije Avtonomni sončni sistem+ Sistemi za shranjevanje energije so običajno sestavljeni iz PV modulov, litijeve baterije, razsmernika za shranjevanje energije izven omrežja, obremenitve in dizelskega generatorja. Sistem lahko izvaja neposredno polnjenje baterije s PV prek pretvorbe DC-DC ali dvosmerne pretvorbe DC-AC za polnjenje in praznjenje baterije. Čez dan se PV energija najprej dovaja obremenitvi, nato pa se baterija polni; ponoči se baterija prazni obremenitev, ko pa baterija ni zadostna, se obremenitev napaja z dizelskim generatorjem. Lahko zadosti dnevnim potrebam po električni energiji na območjih brez omrežja. Lahko se kombinira z dizelskimi generatorji za napajanje obremenitev ali polnjenje baterij. Večina razsmernikov za shranjevanje energije izven omrežja ni certificiranih za priključitev na omrežje, tudi če ima sistem omrežje, ga ni mogoče priključiti na omrežje. Uporabni scenariji za razsmernike za shranjevanje energije Razsmerniki za shranjevanje energije imajo tri glavne vloge, vključno z regulacijo konic, stanje pripravljenosti in neodvisno napajanje. Po regijah je povpraševanje v Evropi največje, na primer v Nemčiji, kjer je cena električne energije leta 2023 dosegla 0,46 USD/kWh, kar je prvo mesto na svetu. V zadnjih letih so se cene električne energije v Nemčiji še naprej zvišale, stroški izkoriščanja energije pri fotovoltaičnih sistemih/shranjevanju energije pa znašajo le 10,2/15,5 centa na stopinjo, kar je 78 %/66 % manj od cen električne energije za stanovanjske objekte. Razlika med cenami električne energije za stanovanjske objekte in stroški shranjevanja energije v fotovoltaičnih sistemih se bo še naprej povečevala. Distribucija in shranjevanje električne energije v gospodinjstvih s fotovoltaičnimi sistemi lahko zmanjša stroške električne energije, zato imajo uporabniki na območjih z visokimi cenami močno spodbudo za namestitev gospodinjskih sistemov za shranjevanje energije. Na trgu z vršno močjo se uporabniki običajno odločajo za hibridne razsmernike in sisteme baterij, povezanih z izmeničnim tokom, ki so stroškovno učinkovitejši in enostavnejši za izdelavo. Polnilniki baterij z razsmernikom, ki niso priključeni na omrežje, z močnimi transformatorji so dražji, medtem ko hibridni razsmerniki in sistemi baterij, povezanih z izmeničnim tokom, uporabljajo razsmernike brez transformatorja s preklopnimi tranzistorji. Ti kompaktni in lahki razsmerniki imajo nižje nazivne prenapetostne in vršne izhodne moči, vendar so stroškovno učinkovitejši, cenejši in enostavnejši za izdelavo. V ZDA in na Japonskem je potrebna rezervna energija, samostojna energija pa je ravno tisto, kar trg potrebuje, vključno z regijami, kot je Južna Afrika. Po podatkih EIA je bil povprečni čas izpada električne energije v Združenih državah Amerike v letu 2020 več kot 8 ur, predvsem zaradi prebivalcev ZDA, ki živijo razpršeno, zaradi starajočega se omrežja in naravnih nesreč. Uporaba gospodinjskih fotonapetostnih sistemov za distribucijo in shranjevanje energije lahko zmanjša odvisnost od omrežja in poveča zanesljivost oskrbe z energijo na strani odjemalcev. Ameriški fotonapetostni sistemi za shranjevanje energije so večji in opremljeni z več baterijami, ker je treba energijo shranjevati v primeru naravnih nesreč. Neodvisno napajanje je takojšnje povpraševanje na trgu, Južna Afrika, Pakistan, Libanon, Filipini, Vietnam in druge države pa so v svetovni dobavni verigi napete, infrastruktura države pa ni zadostna za oskrbo prebivalstva z električno energijo, zato morajo uporabniki namestiti gospodinjske fotonapetostne sisteme za shranjevanje energije. Hibridni razsmerniki kot rezervno napajanje imajo omejitve. V primerjavi z namenskimi baterijskimi razsmerniki, ki niso priključeni na omrežje, imajo hibridni razsmerniki nekatere omejitve, predvsem omejeno prenapetostno ali konično izhodno moč v primeru izpada električne energije. Poleg tega nekateri hibridni razsmerniki nimajo ali imajo omejeno zmogljivost rezervnega napajanja, zato je med izpadom električne energije mogoče rezervno napajati le majhne ali bistvene obremenitve, kot so razsvetljava in osnovni napajalni tokokrogi, mnogi sistemi pa med izpadom električne energije doživljajo 3–5-sekundno zakasnitev. Razsmerniki, ki niso priključeni na omrežje, pa zagotavljajo zelo visoko prenapetostno in konično izhodno moč ter lahko obvladujejo visoke induktivne obremenitve. Če uporabnik namerava napajati naprave z visoko prenapetostno obremenitvijo, kot so črpalke, kompresorji, pralni stroji in električno orodje, mora biti razsmernik sposoben obvladovati visokoinduktivne prenapetostne obremenitve. Hibridni razsmerniki, sklopljeni z enosmernim tokom Industrija trenutno uporablja več fotonapetostnih sistemov za shranjevanje z enosmerno sklopko za doseganje integrirane zasnove fotonapetostnega shranjevanja, zlasti v novih sistemih, kjer je namestitev hibridnih razsmernikov enostavna in cenejša. Pri dodajanju novih sistemov lahko uporaba hibridnih razsmernikov za shranjevanje fotonapetostne energije zmanjša stroške opreme in stroške namestitve, saj lahko razsmernik za shranjevanje doseže integracijo krmilnika in razsmernika. Krmilnik in stikalo v enosmerno sklopljenih sistemih sta cenejša od omrežno priključenih razsmernikov in razdelilne omare v izmenično sklopljenih sistemih, zato so rešitve z enosmerno sklopko cenejše od rešitev z izmenično sklopko. Krmilnik, baterija in razsmernik v enosmerno sklopljenem sistemu so serijski, tesneje povezani in manj fleksibilni. Pri novo nameščenem sistemu so fotonapetostni sistem, baterija in razsmernik zasnovani glede na uporabnikovo moč obremenitve in porabo energije, zato je bolj primeren hibridni razsmernik z enosmerno sklopko. 
Hibridni inverterji z enosmerno sklopko so glavni trend, BSLBATT pa je predstavil tudi svojo lastno5kw hibridni sončni inverterkonec lanskega leta, letos pa bodo zaporedoma lansirali hibridne sončne razsmernike z močjo 6 kW in 8 kW! Glavni izdelki proizvajalcev razsmernikov za shranjevanje energije so namenjeni predvsem trem glavnim trgom v Evropi, Združenih državah Amerike in Avstraliji. Na evropskem trgu so Nemčija, Avstrija, Švica, Švedska, Nizozemska in drugi tradicionalni trgi fotonapetostnih sistemov večinoma trifazni, kar je bolj naklonjeno močnim izdelkom. Italija, Španija in druge južnoevropske države potrebujejo predvsem enofazne nizkonapetostne izdelke. Češka, Poljska, Romunija, Litva in druge vzhodnoevropske države pa povprašujejo predvsem po trifaznih izdelkih, vendar je njihova cena nižja. Združene države Amerike imajo večje sisteme za shranjevanje energije in dajejo prednost izdelkom z večjo močjo. Razdelilna vrsta inverterja z baterijami in shranjevanjem je med monterji bolj priljubljena, vendar je baterijski inverter vse v enem trend razvoja v prihodnosti. Hibridni inverter za shranjevanje PV energije se nadalje deli na hibridni inverter, ki se prodaja ločeno, in sistem za shranjevanje energije z baterijami (BESS), ki prodaja inverter in baterijo skupaj. Trenutno so pri trgovcih, ki nadzorujejo kanal, bolj osredotočeni na neposredne kupce, baterije in razdelilne inverterje pa so bolj priljubljeni, zlasti zunaj Nemčije, predvsem zaradi enostavne namestitve in enostavne razširitve ter enostavnega zmanjšanja stroškov nabave, saj baterije ali inverterja ni mogoče dobaviti z drugo dobavo, dostava pa je varnejša. Trend v Nemčiji, Združenih državah Amerike in na Japonskem je sistem vse v enem. Sistem vse v enem lahko prihrani veliko težav po prodaji in obstajajo dejavniki certificiranja, kot je certifikat protipožarnega sistema v Združenih državah Amerike, ki mora biti povezan z inverterjem. Trenutni tehnološki trend gre k sistemu vse v enem, vendar monterji sprejemajo nekoliko več od prodaje razdelilne vrste na trgu. V enosmerno sklopljenih sistemih so visokonapetostni baterijski sistemi učinkovitejši, vendar dražji v primeru pomanjkanja visokonapetostnih baterij. V primerjavi z48V baterijski sistemiVisokonapetostne baterije delujejo v območju 200–500 V enosmernega toka, imajo manjše izgube v kablih in večjo učinkovitost, ker sončne celice običajno delujejo pri 300–600 V, podobno napetosti baterije, kar omogoča uporabo visoko učinkovitih DC-DC pretvornikov z zelo nizkimi izgubami. Visokonapetostni baterijski sistemi so dražji od nizkonapetostnih sistemskih baterij, medtem ko so razsmerniki cenejši. Trenutno je veliko povpraševanje po visokonapetostnih baterijah in pomanjkanje ponudbe, zato je visokonapetostne baterije težko kupiti, v primeru pomanjkanja visokonapetostnih baterij pa je ceneje uporabiti nizkonapetostni baterijski sistem. DC povezava med sončnimi paneli in razsmerniki 
Neposredna enosmerna povezava z združljivim hibridnim razsmernikom 
AC sklopljeni pretvorniki Sistemi z enosmerno sklopko niso primerni za naknadno vgradnjo obstoječih omrežno priključenih sistemov. Metoda enosmerne sklopke ima predvsem naslednje težave: Prvič, sistem, ki uporablja enosmerno sklopko, ima težave z zapletenim ožičenjem in zasnovo redundantnih modulov pri naknadni vgradnji obstoječega omrežno priključenega sistema; drugič, zamuda pri preklopu med omrežno priključenim in neodvisnim sistemom je dolga, kar uporabniku poslabša izkušnjo z električno energijo; tretjič, inteligentna krmilna funkcija ni dovolj celovita in odziv krmilnika ni dovolj pravočasen, zaradi česar je težje uresničiti uporabo mikroomrežne napajalne naprave za celotno hišo. Zato so se nekatera podjetja, kot je Rene, odločila za tehnologijo izmenične sklopke. Sistem AC priklopa olajša namestitev izdelka. ReneSola uporablja priklop AC strani in PV sistema za doseganje dvosmernega pretoka energije, s čimer odpravlja potrebo po dostopu do PV DC vodila, kar olajša namestitev izdelka; s kombinacijo programske opreme za upravljanje v realnem času in izboljšav zasnove strojne opreme za doseganje milisekundnega preklopa v omrežje in iz njega; z inovativno kombinacijo krmiljenja izhoda pretvornika za shranjevanje energije ter zasnove sistema za napajanje in distribucijo za doseganje oskrbe celotne hiše z napajanjem z avtomatskim krmiljenjem krmilne omarice. Uporaba avtomatskega krmiljenja krmilne omarice v mikro omrežju. Največja učinkovitost pretvorbe izdelkov, povezanih z izmeničnim tokom, je nekoliko nižja od učinkovitosti pretvorbe ...hibridni inverterjiNajvečja učinkovitost pretvorbe izdelkov, povezanih z izmeničnim tokom, je 94–97 %, kar je nekoliko nižje kot pri hibridnih razsmernikih, predvsem zato, ker je treba module pretvoriti dvakrat, preden jih je mogoče po proizvodnji energije shraniti v baterijo, kar zmanjša učinkovitost pretvorbe.
Čas objave: 8. maj 2024