Tipos de inversores de almacenamiento de energía Ruta de la tecnología de inversores de almacenamiento de energía: hay dos rutas principales de acoplamiento de CC y acoplamiento de CA Sistema de almacenamiento fotovoltaico, incluidos módulos solares, controladores, inversores, baterías domésticas de litio, cargas y otros equipos. Actualmente,inversores de almacenamiento de energíaHay principalmente dos rutas técnicas: acoplamiento de CC y acoplamiento de CA. El acoplamiento de CA o CC se refiere a la forma en que los paneles solares se acoplan o conectan al sistema de almacenamiento o batería. El tipo de conexión entre los módulos solares y las baterías puede ser CA o CC. La mayoría de los circuitos electrónicos utilizan energía de CC: el módulo solar genera energía de CC y la batería almacena energía de CC; sin embargo, la mayoría de los electrodomésticos funcionan con energía de CA. 
Sistema Solar Híbrido + Sistema de Almacenamiento de Energía Sistemas híbridos de inversor solar + almacenamiento de energía, donde la energía CC de los módulos fotovoltaicos se almacena, a través de un controlador, en unbanco de baterías de litio para el hogar, y la red también puede cargar la batería mediante un convertidor CC-CA bidireccional. El punto de convergencia de la energía está en el lado de la batería de CC. Durante el día, primero se suministra energía fotovoltaica a la carga, luego el controlador MPPT carga la batería de litio de la casa y el sistema de almacenamiento de energía se conecta a la red, de modo que el exceso de energía se pueda conectar a la red; por la noche, la batería se descarga hasta la carga y la red repone el déficit; cuando no hay red, la energía fotovoltaica y la batería doméstica de litio solo se suministran a la carga fuera de la red y la carga en el extremo de la red no se puede utilizar. Cuando la potencia de carga es mayor que la potencia fotovoltaica, la red y la energía fotovoltaica pueden suministrar energía a la carga al mismo tiempo. Debido a que ni la energía fotovoltaica ni la energía de carga son estables, depende de la batería doméstica de litio para equilibrar la energía del sistema. Además, el sistema también ayuda al usuario a establecer el tiempo de carga y descarga para satisfacer su demanda de electricidad. Principio de funcionamiento del sistema de acoplamiento CC 
El inversor híbrido tiene una función aislada de la red integrada para mejorar la eficiencia de carga. Los inversores conectados a la red cortan automáticamente la energía del sistema de paneles solares durante un corte de energía por razones de seguridad. Los inversores híbridos, por otro lado, permiten a los usuarios tener funcionalidad tanto fuera de la red como conectada a la red, por lo que la energía está disponible incluso durante cortes de energía. Los inversores híbridos simplifican el monitoreo de energía, permitiendo verificar datos importantes como el rendimiento y la producción de energía a través del panel del inversor o dispositivos inteligentes conectados. Si el sistema tiene dos inversores, deben monitorearse por separado. El acoplamiento CC reduce las pérdidas en la conversión CA-CC. La eficiencia de carga de la batería es de aproximadamente 95-99 %, mientras que el acoplamiento de CA es del 90 %. Los inversores híbridos son económicos, compactos y fáciles de instalar. Instalar un nuevo inversor híbrido con baterías acopladas en CC puede ser más barato que instalar baterías acopladas en CA en un sistema existente porque el controlador es algo más barato que un inversor conectado a la red, el interruptor de conmutación es algo más barato que un gabinete de distribución y la CC -La solución acoplada se puede convertir en un inversor de control todo en uno, ahorrando costos de equipo y de instalación. Especialmente para sistemas aislados de potencia pequeña y mediana, los sistemas acoplados en CC son extremadamente rentables. El inversor híbrido es altamente modular y es fácil agregar nuevos componentes y controladores, y se pueden agregar fácilmente componentes adicionales utilizando controladores solares de CC de costo relativamente bajo. Los inversores híbridos están diseñados para integrar almacenamiento en cualquier momento, facilitando la adición de bancos de baterías. El sistema inversor híbrido es más compacto y utiliza celdas de alto voltaje, con cables de menor tamaño y menores pérdidas. 
Composición del sistema de acoplamiento DC 
Composición del sistema de acoplamiento de CA Sin embargo, los inversores solares híbridos no son adecuados para actualizar los sistemas solares existentes y su instalación es más cara en sistemas de mayor potencia. Si un cliente desea actualizar un sistema solar existente para incluir una batería doméstica de litio, elegir un inversor solar híbrido puede complicar la situación. Por el contrario, un inversor de batería puede ser más rentable, ya que optar por instalar un inversor solar híbrido requeriría una revisión completa y costosa de todo el sistema de paneles solares. Los sistemas de mayor potencia son más complejos de instalar y pueden resultar más costosos debido a la necesidad de más controladores de alto voltaje. Si se utiliza más energía durante el día, hay una ligera disminución en la eficiencia debido a la conversión de CC (PV) a CC (batería) a CA. 
Sistema Solar Acoplado + Sistema de Almacenamiento de Energía El sistema de almacenamiento fotovoltaico acoplado, también conocido como sistema de almacenamiento fotovoltaico retroadaptado de CA, puede convertir la energía CC emitida por los módulos fotovoltaicos en energía CA mediante un inversor conectado a la red, y luego el exceso de energía se convierte en energía CC y se almacena en el Batería mediante inversor de almacenamiento acoplado a CA. El punto de convergencia de energía está en el extremo AC. Incluye sistema de suministro de energía fotovoltaica y sistema de suministro de energía con batería de litio para el hogar. El sistema fotovoltaico consta de un conjunto fotovoltaico y un inversor conectado a la red, mientras que el sistema de baterías de litio para el hogar consta de un banco de baterías y un inversor bidireccional. Estos dos sistemas pueden funcionar de forma independiente sin interferir entre sí o pueden separarse de la red para formar un sistema de microrred. Principio de funcionamiento del sistema de acoplamiento de CA 
Los sistemas acoplados a CA son 100% compatibles con la red, fáciles de instalar y fácilmente ampliables. Se encuentran disponibles componentes estándar para instalación doméstica, e incluso sistemas relativamente grandes (de 2 kW a MW) se pueden ampliar fácilmente para su uso en combinación con grupos electrógenos conectados a la red y autónomos (grupos diésel, turbinas eólicas, etc.). La mayoría de los inversores solares de cadena de más de 3 kW tienen entradas MPPT duales, por lo que los paneles de cadena largos se pueden montar en diferentes orientaciones y ángulos de inclinación. A voltajes de CC más altos, el acoplamiento de CA es más fácil y menos complejo de instalar en sistemas grandes que los sistemas acoplados de CC que requieren múltiples controladores de carga MPPT y, por lo tanto, menos costoso. El acoplamiento de CA es adecuado para la modernización del sistema y es más eficiente durante el día con cargas de CA. Los sistemas fotovoltaicos existentes conectados a la red se pueden transformar en sistemas de almacenamiento de energía con bajos costos de insumos. Puede proporcionar energía segura a los usuarios cuando no hay red eléctrica. Compatible con sistemas fotovoltaicos conectados a red de diferentes fabricantes. Los sistemas avanzados acoplados a CA se utilizan normalmente para sistemas fuera de la red a mayor escala y utilizan inversores solares de cadena en combinación con inversores multimodo avanzados o inversores/cargadores para gestionar las baterías y la red/generadores. Aunque son relativamente sencillos y potentes de configurar, son ligeramente menos eficientes (90-94 %) a la hora de cargar baterías en comparación con los sistemas acoplados en CC (98 %). Sin embargo, estos sistemas son más eficientes cuando alimentan altas cargas de CA durante el día, alcanzando el 97% o más, y algunos pueden ampliarse con múltiples inversores solares para formar microrredes. La carga acoplada a CA es mucho menos eficiente y más costosa para sistemas más pequeños. La energía que ingresa a la batería en acoplamiento AC debe convertirse dos veces, y cuando el usuario comienza a utilizar la energía, debe convertirse nuevamente, agregando más pérdidas al sistema. Como resultado, la eficiencia del acoplamiento de CA cae al 85-90 % cuando se utiliza un sistema de batería. Los inversores acoplados a CA son más caros para sistemas más pequeños. 
Sistema solar fuera de la red + sistema de almacenamiento de energía Sistema solar fuera de la red+ Los sistemas de almacenamiento suelen consistir en módulos fotovoltaicos, una batería doméstica de litio, un inversor de almacenamiento fuera de la red, una carga y un generador diésel. El sistema puede realizar la carga directa de la batería mediante energía fotovoltaica mediante conversión CC-CC o conversión CC-CA bidireccional para cargar y descargar la batería. Durante el día, la energía fotovoltaica se suministra primero a la carga y luego se carga la batería; por la noche, la batería se descarga a la carga y, cuando la batería es insuficiente, se alimenta el generador diésel a la carga. Puede satisfacer la demanda eléctrica diaria en zonas sin red. Se puede combinar con generadores diésel para alimentar cargas o cargar baterías. La mayoría de los inversores de almacenamiento de energía fuera de la red no están certificados para estar conectados a la red, incluso si el sistema tiene red, no se puede conectar a la red. Escenarios aplicables de inversores de almacenamiento de energía Los inversores de almacenamiento de energía tienen tres funciones principales, incluida la regulación de picos, la energía de reserva y la energía independiente. Por regiones, el pico de demanda es en Europa, tomemos a Alemania como ejemplo, el precio de la electricidad en Alemania alcanzó los 0,46 dólares/kWh en 2023, ocupando el primer lugar en el mundo. En los últimos años, los precios de la electricidad en Alemania siguen aumentando y el LCOE de almacenamiento fotovoltaico / fotovoltaico es de solo 10,2 / 15,5 centavos por grado, un 78% / 66% más bajo que los precios de la electricidad residencial, los precios de la electricidad residencial y el costo de almacenamiento fotovoltaico de la electricidad entre la diferencia. seguirá ampliándose. Los sistemas de distribución y almacenamiento fotovoltaicos domésticos pueden reducir el coste de la electricidad, por lo que en zonas de precios elevados los usuarios tienen un fuerte incentivo para instalar almacenamiento doméstico. En el mercado de mayor auge, los usuarios tienden a elegir inversores híbridos y sistemas de baterías acopladas a CA, que son más rentables y más fáciles de fabricar. Los cargadores inversores de baterías fuera de la red con transformadores de alta resistencia son más caros, mientras que los inversores híbridos y los sistemas de baterías acopladas a CA utilizan inversores sin transformador con transistores de conmutación. Estos inversores compactos y livianos tienen índices de salida de potencia máxima y de sobretensión más bajos, pero son más rentables, más baratos y más fáciles de fabricar. Se necesita energía de respaldo en Estados Unidos y Japón, y energía independiente es justo lo que necesita el mercado, incluso en regiones como Sudáfrica. Según la EIA, el tiempo promedio de corte de energía en los Estados Unidos en 2020 es de más de 8 horas, principalmente por parte de los residentes estadounidenses que viven en partes dispersas y envejecidas de la red y por desastres naturales. La aplicación de sistemas de distribución y almacenamiento fotovoltaicos domésticos puede reducir la dependencia de la red y aumentar la confiabilidad del suministro de energía por parte del cliente. El sistema de almacenamiento fotovoltaico de EE. UU. es más grande y está equipado con más baterías, debido a la necesidad de almacenar energía en respuesta a desastres naturales. El suministro de energía independiente es la demanda inmediata del mercado, Sudáfrica, Pakistán, Líbano, Filipinas, Vietnam y otros países en la tensión de la cadena de suministro global, la infraestructura del país no es suficiente para sustentar a la población con electricidad, por lo que los usuarios deben estar equipados con hogares. Sistema de almacenamiento fotovoltaico. Los inversores híbridos como energía de respaldo tienen limitaciones. En comparación con los inversores de batería dedicados fuera de la red, los inversores híbridos tienen algunas limitaciones, principalmente sobretensiones limitadas o salida de energía máxima en caso de cortes de energía. Además, algunos inversores híbridos tienen capacidad de energía de respaldo limitada o nula, por lo que solo se pueden respaldar cargas pequeñas o esenciales, como iluminación y circuitos de energía básicos, durante un corte de energía, y muchos sistemas experimentan un retraso de 3 a 5 segundos durante un corte de energía. . Los inversores fuera de la red, por otro lado, proporcionan una salida de potencia máxima y sobretensión muy alta y pueden manejar cargas inductivas elevadas. Si el usuario planea alimentar dispositivos de alta sobretensión, como bombas, compresores, lavadoras y herramientas eléctricas, el inversor debe poder manejar cargas de sobretensión de alta inductancia. Inversores híbridos acoplados en CC Actualmente, la industria está utilizando más sistemas de almacenamiento fotovoltaico con acoplamiento de CC para lograr un diseño de almacenamiento fotovoltaico integrado, especialmente en sistemas nuevos donde los inversores híbridos son fáciles y menos costosos de instalar. Al agregar nuevos sistemas, el uso de inversores híbridos para el almacenamiento de energía fotovoltaica puede reducir los costos de equipo y de instalación, porque un inversor de almacenamiento puede lograr la integración de control-inversor. El controlador y el interruptor de conmutación en sistemas acoplados en CC son menos costosos que los inversores conectados a la red y los gabinetes de distribución en sistemas acoplados en CA, por lo que las soluciones acopladas en CC son menos costosas que las soluciones acopladas en CA. El controlador, la batería y el inversor en el sistema acoplado a CC son en serie, están conectados más estrechamente y son menos flexibles. Para el sistema recién instalado, la energía fotovoltaica, la batería y el inversor se diseñan de acuerdo con la potencia de carga y el consumo de energía del usuario, por lo que es más adecuado para el inversor híbrido acoplado a CC. 
Los productos de inversores híbridos acoplados a CC son la tendencia principal, BSLBATT también lanzó el suyo propioInversor solar híbrido de 5kwa finales del año pasado, y lanzará sucesivamente inversores solares híbridos de 6kW y 8kW este año. Los principales productos de los fabricantes de inversores de almacenamiento de energía se destinan más a los tres principales mercados de Europa, Estados Unidos y Australia. En el mercado europeo, Alemania, Austria, Suiza, Suecia, Países Bajos y otros mercados centrales fotovoltaicos tradicionales es principalmente un mercado trifásico, más favorable a la potencia de productos más grandes. Italia, España y otros países del sur de Europa necesitan principalmente productos monofásicos de baja tensión. Y la República Checa, Polonia, Rumania, Lituania y otros países de Europa del Este demandan principalmente productos trifásicos, pero la aceptación de los precios es menor. Estados Unidos tiene un sistema de almacenamiento de energía más grande y prefiere productos de mayor potencia. El tipo dividido de inversor de batería y almacenamiento es más popular entre los instaladores, pero el inversor de batería todo en uno es la tendencia de desarrollo futuro. El inversor híbrido de almacenamiento de energía fotovoltaica se divide a su vez en inversor híbrido que se vende por separado y sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS), que vende el inversor de almacenamiento de energía y la batería juntos. En la actualidad, en el caso de los distribuidores que controlan el canal, cada cliente directo está más concentrado, los productos de batería e inversor divididos son más populares, especialmente fuera de Alemania, principalmente debido a su fácil instalación y fácil expansión, y a la fácil reducción de los costos de adquisición. , la batería o el inversor no se pueden suministrar para encontrar un segundo suministro, la entrega es más segura. La tendencia de Alemania, Estados Unidos y Japón es una máquina todo en uno. La máquina todo en uno puede ahorrar muchos problemas después de la venta y existen factores de certificación, como la certificación del sistema contra incendios de los Estados Unidos que debe estar vinculada al inversor. La tendencia tecnológica actual va hacia las máquinas todo en uno, pero desde el mercado las ventas de tipo split en el instalador aceptan un poco más. En los sistemas acoplados en CC, los sistemas de baterías de alto voltaje son más eficientes, pero más costosos en caso de escasez de baterías de alto voltaje. En comparación conSistemas de baterías de 48V, las baterías de alto voltaje funcionan en el rango de 200-500 V CC, tienen menores pérdidas en los cables y mayor eficiencia porque los paneles solares normalmente funcionan a 300-600 V, similar al voltaje de la batería, lo que permite el uso de convertidores CC-CC de alta eficiencia con muy pérdidas bajas. Los sistemas de baterías de alto voltaje son más caros que los sistemas de baterías de bajo voltaje, mientras que los inversores son menos costosos. Actualmente existe una gran demanda de baterías de alto voltaje y escasez de suministro, por lo que las baterías de alto voltaje son difíciles de comprar y, en caso de escasez de baterías de alto voltaje, es más barato utilizar un sistema de baterías de bajo voltaje. Acoplamiento de CC entre paneles solares e inversores. 
Acoplamiento directo de CC a un inversor híbrido compatible 
Inversores acoplados a CA Los sistemas acoplados en CC no son adecuados para la modernización de sistemas conectados a la red existentes. El método de acoplamiento de CC tiene principalmente los siguientes problemas: primero, el sistema que utiliza acoplamiento de CC tiene problemas de cableado complicado y diseño de módulo redundante al actualizar el sistema conectado a la red existente; en segundo lugar, el retraso en el cambio entre conectado a la red y fuera de la red es largo, lo que empeora la experiencia eléctrica del usuario; En tercer lugar, la función de control inteligente no es lo suficientemente completa y la respuesta del control no es lo suficientemente oportuna, lo que dificulta la aplicación de la microrred para el suministro de energía en toda la casa. Por lo tanto, algunas empresas han elegido la ruta de la tecnología de acoplamiento de CA, como Rene. El sistema de acoplamiento de CA facilita la instalación del producto. ReneSola utiliza el lado de CA y el acoplamiento del sistema fotovoltaico para lograr un flujo de energía bidireccional, eliminando la necesidad de acceder al bus de CC fotovoltaico, lo que facilita la instalación del producto; a través de una combinación de control de software en tiempo real y mejoras en el diseño de hardware para lograr una conmutación de milisegundos hacia y desde la red; a través de la innovadora combinación de control de salida del inversor de almacenamiento de energía y diseño del sistema de suministro y distribución de energía para lograr un suministro de energía para toda la casa bajo el control de la caja de control automático. La aplicación de microred del control de la caja de control automático. La eficiencia de conversión máxima de los productos acoplados a CA es ligeramente inferior a la de losinversores híbridos. La eficiencia de conversión máxima de los productos acoplados a CA es del 94-97%, que es ligeramente menor que la de los inversores híbridos, principalmente porque los módulos deben convertirse dos veces antes de que puedan almacenarse en la batería después de la generación de energía, lo que reduce la eficiencia de conversión. .
Hora de publicación: 08-may-2024