راهنمای برتر برای اینورتر ذخیره انرژی مسکونی

انواع اینورترهای ذخیره انرژی مسیر فناوری اینورترهای ذخیره انرژی: دو مسیر اصلی کوپلینگ DC و کوپلینگ AC وجود دارد سیستم ذخیره سازی PV، شامل ماژول های خورشیدی، کنترلرها، اینورترها، باتری های لیتیومی خانگی، بارها و سایر تجهیزات. در حال حاضر،اینورترهای ذخیره انرژیعمدتاً دو مسیر فنی هستند: کوپلینگ DC و کوپلینگ AC. کوپلینگ AC یا DC به نحوه اتصال یا اتصال پنل های خورشیدی به سیستم ذخیره سازی یا باتری اشاره دارد. نوع اتصال ماژول های خورشیدی و باتری ها می تواند AC یا DC باشد. اکثر مدارهای الکترونیکی از برق DC استفاده می کنند، با ماژول خورشیدی برق DC و باتری ذخیره انرژی DC، با این حال اکثر دستگاه ها با برق AC کار می کنند. سیستم خورشیدی هیبریدی + سیستم ذخیره انرژی اینورتر هیبریدی خورشیدی + سیستم های ذخیره انرژی، که در آن برق DC از ماژول های PV ذخیره می شود، از طریق یک کنترل کننده، در یکبانک باتری لیتیومی خانگیو شبکه همچنین می تواند باتری را از طریق مبدل DC-AC دو جهته شارژ کند. نقطه همگرایی انرژی در سمت باتری DC است. در طول روز، ابتدا برق PV به بار تامین می شود و سپس باتری لیتیومی خانه توسط کنترلر MPPT شارژ می شود و سیستم ذخیره انرژی به شبکه متصل می شود تا توان اضافی به شبکه متصل شود. در شب، باتری به بار تخلیه می شود و کمبود توسط شبکه پر می شود. هنگامی که شبکه خاموش است، برق PV و باتری لیتیومی خانگی فقط به بار خارج از شبکه عرضه می شود و بار در انتهای شبکه قابل استفاده نیست. هنگامی که توان بار از توان PV بیشتر باشد، شبکه و PV می توانند همزمان برق را به بار تامین کنند. از آنجایی که نه برق PV و نه قدرت بار پایدار نیست، برای متعادل کردن انرژی سیستم به باتری لیتیومی خانگی متکی است. علاوه بر این، این سیستم همچنین از کاربر برای تنظیم زمان شارژ و دشارژ برای پاسخگویی به نیاز برق کاربر پشتیبانی می کند. اصل کار سیستم کوپلینگ DC اینورتر هیبریدی دارای عملکرد یکپارچه خارج از شبکه برای بهبود راندمان شارژ است. اینورترهای متصل به شبکه به دلایل ایمنی به طور خودکار برق سیستم پنل خورشیدی را در هنگام قطع برق قطع می کنند. از سوی دیگر، اینورترهای هیبریدی، کاربران را قادر می‌سازد تا هم عملکردهای خارج از شبکه و هم عملکرد متصل به شبکه داشته باشند، بنابراین برق حتی در زمان قطع برق نیز در دسترس است. اینورترهای هیبریدی نظارت بر انرژی را ساده می‌کنند و اجازه می‌دهند داده‌های مهمی مانند عملکرد و تولید انرژی از طریق پنل اینورتر یا دستگاه‌های هوشمند متصل بررسی شوند. اگر سیستم دارای دو اینورتر است، باید آنها را جداگانه نظارت کرد. کوپلینگ dC تلفات در تبدیل AC-DC را کاهش می دهد. راندمان شارژ باتری حدود 95-99٪ است در حالی که کوپلینگ AC 90٪ است. اینورترهای هیبریدی مقرون به صرفه، فشرده و آسان برای نصب هستند. نصب یک اینورتر هیبریدی جدید با باتری‌های متصل به DC ممکن است ارزان‌تر از نصب مجدد باتری‌های AC در یک سیستم موجود باشد، زیرا کنترل‌کننده تا حدودی ارزان‌تر از اینورتر متصل به شبکه است، سوئیچ سوئیچ تا حدودی ارزان‌تر از کابینت توزیع است، و DC - راه حل کوپل شده را می توان به یک اینورتر کنترلی همه کاره تبدیل کرد که هم در هزینه تجهیزات و هم هزینه نصب صرفه جویی می کند. به خصوص برای سیستم‌های خارج از شبکه برق کوچک و متوسط، سیستم‌های جفت شده DC بسیار مقرون به صرفه هستند. اینورتر هیبریدی بسیار ماژولار است و به راحتی می توان قطعات و کنترلرهای جدید را اضافه کرد و با استفاده از کنترلرهای خورشیدی DC نسبتاً ارزان می توان قطعات اضافی را به راحتی اضافه کرد. اینورترهای هیبریدی برای یکپارچه سازی فضای ذخیره سازی در هر زمان طراحی شده اند و افزودن بانک های باتری را آسان تر می کند. سیستم اینورتر هیبریدی فشرده تر است و از سلول های ولتاژ بالا با اندازه کابل کوچکتر و تلفات کمتر استفاده می کند. ترکیب سیستم کوپلینگ DC ترکیب سیستم کوپلینگ AC با این حال، اینورترهای خورشیدی هیبریدی برای ارتقای سیستم‌های خورشیدی موجود نامناسب هستند و نصب آنها برای سیستم‌های قدرت بالاتر گران‌تر است. اگر مشتری بخواهد یک سیستم خورشیدی موجود را ارتقا دهد تا باتری لیتیومی خانگی را در خود جای دهد، انتخاب یک اینورتر خورشیدی هیبریدی ممکن است شرایط را پیچیده کند. در مقابل، یک اینورتر باتری ممکن است مقرون به صرفه تر باشد، زیرا انتخاب یک اینورتر خورشیدی هیبریدی نیاز به بازسازی کامل و گران قیمت کل سیستم پنل خورشیدی دارد. نصب سیستم‌های قدرت بالاتر پیچیده‌تر است و به دلیل نیاز به کنترل‌کننده‌های ولتاژ بالا، می‌تواند گران‌تر باشد. اگر برق بیشتری در طول روز مصرف شود، کاهش جزئی در راندمان به دلیل DC (PV) به DC (batt) به AC وجود دارد. سیستم خورشیدی جفت شده + سیستم ذخیره انرژی سیستم PV+ذخیره‌ای جفت شده، همچنین به‌عنوان سیستم PV+ذخیره‌سازی مقاوم AC شناخته می‌شود، می‌تواند متوجه شود که برق DC ساطع شده از ماژول‌های PV توسط اینورتر متصل به شبکه به برق AC تبدیل می‌شود و سپس برق اضافی به برق DC تبدیل می‌شود و در آن ذخیره می‌شود. باتری توسط اینورتر ذخیره سازی جفت شده AC. نقطه همگرایی انرژی در انتهای AC است. این شامل سیستم منبع تغذیه فتوولتائیک و سیستم منبع تغذیه باتری لیتیومی خانگی است. سیستم فتوولتائیک از یک آرایه فتوولتائیک و یک اینورتر متصل به شبکه تشکیل شده است، در حالی که سیستم باتری لیتیومی خانگی از یک بانک باتری و یک اینورتر دو جهته تشکیل شده است. این دو سیستم می توانند به طور مستقل بدون تداخل با یکدیگر عمل کنند یا می توانند از شبکه جدا شوند و یک سیستم ریزشبکه را تشکیل دهند. اصل کار سیستم کوپلینگ AC سیستم های کوپل شده AC 100٪ با شبکه سازگار هستند، نصب آسان و به راحتی قابل گسترش هستند. اجزای استاندارد نصب خانه در دسترس هستند، و حتی سیستم‌های نسبتاً بزرگ (کلاس 2 کیلو وات تا مگاوات) به راحتی برای استفاده در ترکیب با مجموعه‌های ژنراتور متصل به شبکه و مستقل (مجموعه‌های دیزل، توربین‌های بادی و غیره) قابل ارتقا هستند. اکثر اینورترهای خورشیدی رشته ای بالاتر از 3 کیلو وات دارای ورودی MPPT دوگانه هستند، بنابراین پانل های رشته ای بلند را می توان در جهت گیری ها و زوایای شیب مختلف نصب کرد. در ولتاژهای DC بالاتر، کوپلینگ AC برای نصب سیستم‌های بزرگ ساده‌تر و پیچیده‌تر از سیستم‌های جفت شده DC است که به کنترل‌کننده‌های شارژ MPPT متعدد نیاز دارند و بنابراین هزینه کمتری دارد. کوپلینگ AC برای مقاوم سازی سیستم مناسب است و در طول روز با بارهای AC کارآمدتر است. سیستم های PV متصل به شبکه موجود را می توان به سیستم های ذخیره انرژی با هزینه های ورودی کم تبدیل کرد. وقتی شبکه برق خاموش است، می تواند برق ایمن را برای کاربران فراهم کند. سازگار با سیستم های PV متصل به شبکه تولید کنندگان مختلف. سیستم‌های کوپل شده AC پیشرفته معمولاً برای سیستم‌های خارج از شبکه در مقیاس بزرگتر استفاده می‌شوند و از اینورترهای خورشیدی رشته‌ای در ترکیب با اینورترهای چند حالته پیشرفته یا اینورتر/شارژرها برای مدیریت باتری‌ها و شبکه/ژنراتورها استفاده می‌کنند. اگرچه راه‌اندازی نسبتاً ساده و قدرتمند است، اما در مقایسه با سیستم‌های جفت شده DC (98 درصد) در شارژ باتری‌ها کمی کارآمدتر هستند (90 تا 94 درصد). با این حال، این سیستم‌ها در هنگام تغذیه بارهای متناوب AC بالا در طول روز که به 97 درصد یا بیشتر می‌رسند، کارآمدتر هستند و برخی از آنها را می‌توان با چندین اینورتر خورشیدی برای تشکیل ریزشبکه‌ها گسترش داد. شارژ AC-coupled برای سیستم های کوچکتر بسیار کارآمدتر و گران تر است. انرژی ورودی به باتری در کوپلینگ AC باید دو بار تبدیل شود و زمانی که کاربر شروع به استفاده از انرژی کرد، باید دوباره تبدیل شود و تلفات بیشتری به سیستم اضافه شود. در نتیجه، راندمان کوپلینگ AC هنگام استفاده از سیستم باتری به 85-90٪ کاهش می یابد. اینورترهای کوپل شده AC برای سیستم های کوچکتر گران تر هستند. سیستم خورشیدی خارج از شبکه + سیستم ذخیره انرژی منظومه شمسی خارج از شبکه+ سیستم‌های ذخیره‌سازی معمولاً از ماژول‌های PV، باتری لیتیومی خانگی، اینورتر ذخیره‌سازی خارج از شبکه، بار و دیزل ژنراتور تشکیل شده‌اند. این سیستم می تواند شارژ مستقیم باتری را توسط PV از طریق تبدیل DC-DC یا تبدیل دو طرفه DC-AC برای شارژ و تخلیه باتری انجام دهد. در طول روز، برق PV ابتدا به بار و به دنبال آن باتری شارژ می شود. در شب، باتری به بار تخلیه می شود و زمانی که باتری کافی نیست، دیزل ژنراتور به بار عرضه می شود. می تواند تقاضای برق روزانه در مناطق بدون شبکه را برآورده کند. می توان آن را با دیزل ژنراتورها برای تامین بار یا شارژ باتری ترکیب کرد. اکثر اینورترهای ذخیره انرژی خارج از شبکه گواهی برای اتصال به شبکه ندارند، حتی اگر سیستم دارای شبکه باشد، نمی توان آن را به شبکه متصل کرد. سناریوهای کاربردی اینورترهای ذخیره انرژی اینورترهای ذخیره انرژی سه نقش عمده شامل تنظیم پیک، توان آماده به کار و توان مستقل دارند. بر اساس منطقه، اوج تقاضا در اروپا است، به عنوان مثال آلمان را در نظر بگیرید، قیمت برق در آلمان در سال 2023 به 0.46 دلار در هر کیلووات ساعت رسیده است و رتبه اول را در جهان دارد. در سال های اخیر، قیمت برق آلمان همچنان در حال افزایش است و LCOE ذخیره سازی PV / PV تنها 10.2 / 15.5 سنت در هر درجه، 78٪ / 66٪ کمتر از قیمت برق مسکونی، قیمت برق مسکونی و هزینه ذخیره سازی PV برق بین تفاوت است. به گسترش خود ادامه خواهد داد. سیستم توزیع و ذخیره سازی PV خانگی می تواند هزینه برق را کاهش دهد، بنابراین در مناطق با قیمت بالا، کاربران انگیزه زیادی برای نصب ذخیره سازی خانگی دارند. در اوج بازار، کاربران تمایل دارند اینورترهای هیبریدی و سیستم‌های باتری متصل به AC را انتخاب کنند که مقرون به صرفه‌تر و تولید آسان‌تر هستند. شارژرهای اینورتر باتری خارج از شبکه با ترانسفورماتورهای سنگین گران تر هستند، در حالی که اینورترهای هیبریدی و سیستم های باتری AC از اینورترهای بدون ترانسفورماتور با ترانزیستور سوئیچینگ استفاده می کنند. این اینورترهای فشرده و سبک وزن نوسان و اوج توان خروجی کمتری دارند، اما مقرون به صرفه‌تر، ارزان‌تر و ساخت آسان‌تر هستند. قدرت پشتیبان در ایالات متحده و ژاپن مورد نیاز است و قدرت مستقل همان چیزی است که بازار به آن نیاز دارد، از جمله در مناطقی مانند آفریقای جنوبی. طبق گزارش EIA، متوسط ​​زمان قطع برق در ایالات متحده در سال 2020 بیش از 8 ساعت است که عمدتاً توسط ساکنان ایالات متحده در مناطق پراکنده، بخشی از شبکه قدیمی و بلایای طبیعی زندگی می کنند. استفاده از سیستم های توزیع و ذخیره سازی PV خانگی می تواند وابستگی به شبکه را کاهش دهد و قابلیت اطمینان منبع تغذیه را در سمت مشتری افزایش دهد. سیستم ذخیره سازی PV ایالات متحده بزرگتر و مجهز به باتری های بیشتری است، زیرا نیاز به ذخیره انرژی در پاسخ به بلایای طبیعی است. منبع تغذیه مستقل تقاضای بازار فوری است، آفریقای جنوبی، پاکستان، لبنان، فیلیپین، ویتنام و سایر کشورها در تنش زنجیره تامین جهانی، زیرساخت های کشور برای حمایت از جمعیت با برق کافی نیست، بنابراین کاربران باید به وسایل خانگی مجهز شوند. سیستم ذخیره سازی PV اینورترهای هیبریدی به عنوان قدرت پشتیبان دارای محدودیت هایی هستند. در مقایسه با اینورترهای اختصاصی باتری خارج از شبکه، اینورترهای هیبریدی دارای محدودیت‌هایی هستند، که عمدتاً در صورت قطع برق، نوسان یا حداکثر توان خروجی محدود دارند. بعلاوه، برخی از اینورترهای هیبریدی فاقد یا محدود قابلیت برق پشتیبان هستند، بنابراین تنها بارهای کوچک یا ضروری مانند روشنایی و مدارهای برق اولیه را می توان در هنگام قطع برق پشتیبان گیری کرد و بسیاری از سیستم ها در هنگام قطع برق با تاخیر 3 تا 5 ثانیه ای مواجه می شوند. . از سوی دیگر، اینورترهای خارج از شبکه، توان خروجی نوسان و پیک بسیار بالایی را ارائه می دهند و می توانند بارهای القایی بالا را تحمل کنند. اگر کاربر قصد دارد دستگاه‌های با ولتاژ بالا مانند پمپ‌ها، کمپرسورها، ماشین‌های لباسشویی و ابزار برقی را تغذیه کند، اینورتر باید بتواند بارهای موج با اندوکتانس بالا را تحمل کند. اینورترهای هیبریدی جفت شده با DC صنعت در حال حاضر از سیستم های ذخیره سازی PV بیشتری با کوپلینگ DC برای دستیابی به طراحی یکپارچه ذخیره سازی PV استفاده می کند، به ویژه در سیستم های جدید که نصب اینورترهای هیبریدی آسان و کم هزینه است. هنگام افزودن سیستم‌های جدید، استفاده از اینورترهای هیبریدی برای ذخیره‌سازی انرژی PV می‌تواند هزینه‌های تجهیزات و هزینه‌های نصب را کاهش دهد، زیرا یک اینورتر ذخیره‌سازی می‌تواند به یکپارچگی کنترل-اینورتر دست یابد. کنترلر و سوئیچ سوئیچ در سیستم های جفت شده DC نسبت به اینورترهای متصل به شبکه و کابینت های توزیع در سیستم های کوپل شده AC هزینه کمتری دارند، بنابراین راه حل های کوپل شده با DC هزینه کمتری نسبت به راه حل های کوپل شده AC دارند. کنترلر، باتری و اینورتر در سیستم DC-coupled سریال هستند، نزدیک تر و انعطاف پذیرتر هستند. برای سیستم تازه نصب شده، PV، باتری و اینورتر با توجه به توان بار و مصرف برق کاربر طراحی شده است، بنابراین برای اینورتر هیبریدی کوپل شده DC مناسب تر است. محصولات اینورتر هیبریدی جفت شده DC روند اصلی هستند، BSLBATT نیز خود را راه اندازی کرداینورتر خورشیدی هیبریدی 5 کیلوواتیدر پایان سال گذشته، و امسال اینورترهای خورشیدی هیبریدی 6 کیلوواتی و 8 کیلوواتی را به صورت متوالی راه اندازی خواهد کرد! محصولات اصلی سازندگان اینورتر ذخیره انرژی بیشتر برای سه بازار عمده اروپا، آمریکا و استرالیا می باشد. در بازار اروپا، آلمان، اتریش، سوئیس، سوئد، هلند و سایر بازارهای اصلی PV سنتی عمدتاً بازار سه فازی است که نسبت به قدرت محصولات بزرگتر مطلوب تر است. ایتالیا، اسپانیا و سایر کشورهای اروپای جنوبی عمدتاً به محصولات تک فاز فشار ضعیف نیاز دارند. و جمهوری چک، لهستان، رومانی، لیتوانی و سایر کشورهای اروپای شرقی عمدتاً برای محصولات سه فاز تقاضا دارند، اما پذیرش قیمت کمتر است. ایالات متحده سیستم ذخیره انرژی بزرگتری دارد و محصولات با قدرت بالاتر را ترجیح می دهد. نوع تقسیم اینورتر باتری و ذخیره سازی در بین نصابان محبوب تر است، اما اینورتر باتری همه در یک روند توسعه آینده است. اینورتر هیبریدی ذخیره انرژی PV به اینورتر هیبریدی که به طور جداگانه فروخته می شود و سیستم ذخیره انرژی باتری (BESS) تقسیم می شود که اینورتر ذخیره انرژی و باتری را با هم می فروشد. در حال حاضر، در مورد نمایندگی‌هایی که کانال را کنترل می‌کنند، هر یک از مشتریان مستقیم تمرکز بیشتری دارند، باتری، محصولات تقسیم اینورتر به ویژه در خارج از آلمان محبوب‌تر هستند، عمدتاً به دلیل نصب آسان و گسترش آسان و کاهش هزینه‌های تهیه آسان. ، باتری یا اینورتر را نمی توان برای یافتن منبع دوم تامین کرد، تحویل امن تر است. روند آلمان، ایالات متحده، ژاپن یک دستگاه همه کاره است. دستگاه All-in-one می تواند پس از فروش از مشکلات زیادی جلوگیری کند و فاکتورهایی برای صدور گواهینامه وجود دارد، مانند گواهینامه سیستم آتش نشانی ایالات متحده که باید به اینورتر متصل شود. روند فعلی فن آوری است که به همه در یک دستگاه، اما از فروش بازار از نوع تقسیم در نصاب به پذیرش کمی بیشتر. در سیستم های کوپل شده DC، سیستم های باتری ولتاژ بالا کارآمدتر هستند، اما در مورد کمبود باتری ولتاژ بالا، هزینه بیشتری دارند. در مقایسه باسیستم های باتری 48 ولتباتری های ولتاژ بالا در محدوده 200-500 ولت DC کار می کنند، تلفات کابل کمتری دارند و راندمان بالاتری دارند، زیرا پنل های خورشیدی معمولاً با ولتاژ 300-600 ولت کار می کنند، مشابه ولتاژ باتری، که امکان استفاده از مبدل های DC-DC با راندمان بالا را فراهم می کند. تلفات کم سیستم های باتری ولتاژ بالا گران تر از باتری های سیستم های ولتاژ پایین هستند، در حالی که اینورترها ارزان تر هستند. در حال حاضر تقاضای زیادی برای باتری های فشار قوی و کمبود عرضه وجود دارد، بنابراین خرید باتری های فشار قوی دشوار است و در صورت کمبود باتری های فشار قوی، استفاده از سیستم باتری با ولتاژ پایین ارزان تر است. کوپلینگ DC بین آرایه های خورشیدی و اینورترها کوپلینگ مستقیم DC به یک اینورتر هیبریدی سازگار اینورترهای کوپل شده AC سیستم های DC-coupled برای مقاوم سازی سیستم های متصل به شبکه موجود مناسب نیستند. روش کوپلینگ DC عمدتاً مشکلات زیر را دارد: اولاً، سیستمی که از کوپلینگ DC استفاده می‌کند، مشکلات سیم‌کشی پیچیده و طراحی ماژول اضافی را در هنگام مقاوم‌سازی سیستم متصل به شبکه موجود دارد. دوم، تأخیر در سوئیچینگ بین متصل به شبکه و خارج از شبکه طولانی است، که تجربه مصرف برق را ضعیف می کند. سوم، عملکرد کنترل هوشمند به اندازه کافی جامع نیست و پاسخ کنترل به اندازه کافی به موقع نیست، که تحقق کاربرد میکرو شبکه منبع تغذیه کل خانه را دشوارتر می کند. از این رو برخی از شرکت ها مسیر فناوری کوپلینگ AC مانند Rene را انتخاب کرده اند. سیستم کوپلینگ AC نصب محصول را آسان تر می کند. ReneSola از کوپلینگ سمت AC و سیستم PV برای دستیابی به جریان انرژی دو جهته استفاده می کند، که نیاز به دسترسی به باس PV DC را از بین می برد و نصب محصول را آسان تر می کند. از طریق ترکیبی از کنترل بلادرنگ نرم افزار و بهبود طراحی سخت افزار برای دستیابی به جابجایی میلی ثانیه به و از شبکه. از طریق ترکیب نوآورانه کنترل خروجی اینورتر ذخیره انرژی و طراحی سیستم منبع تغذیه و توزیع برای دستیابی به منبع تغذیه کل خانه تحت کنترل جعبه کنترل اتوماتیک. کاربرد میکرو شبکه کنترل جعبه کنترل خودکار. حداکثر راندمان تبدیل محصولات جفت شده AC کمی کمتر از بازده تبدیل استاینورترهای هیبریدی. حداکثر راندمان تبدیل محصولات کوپل شده AC 94-97٪ است که کمی کمتر از اینورترهای هیبریدی است، عمدتاً به این دلیل که ماژول ها باید دو بار قبل از ذخیره شدن در باتری پس از تولید برق تبدیل شوند، که باعث کاهش راندمان تبدیل می شود. .