Types d'onduleurs de stockage d'énergie Voie technologique des onduleurs de stockage d'énergie : il existe deux voies principales de couplage CC et de couplage CA Système de stockage photovoltaïque, comprenant des modules solaires, des contrôleurs, des onduleurs, des batteries domestiques au lithium, des charges et autres équipements. À l'heure actuelle,onduleurs de stockage d'énergieIl existe principalement deux voies techniques : le couplage DC et le couplage AC. Le couplage AC ou DC fait référence à la manière dont les panneaux solaires sont couplés ou connectés au système de stockage ou de batterie. Le type de connexion entre les modules solaires et les batteries peut être AC ou DC. La plupart des circuits électroniques utilisent du courant continu, le module solaire générant du courant continu et la batterie stockant du courant continu. Cependant, la plupart des appareils fonctionnent sur courant alternatif. 
Système solaire hybride + système de stockage d'énergie Onduleur solaire hybride + systèmes de stockage d'énergie, où la puissance CC des modules PV est stockée, via un contrôleur, dans unbanque de batteries domestiques au lithium, et le réseau peut également charger la batterie via un convertisseur DC-AC bidirectionnel. Le point de convergence de l’énergie se situe du côté de la batterie DC. Pendant la journée, l'énergie photovoltaïque est d'abord fournie à la charge, puis la batterie domestique au lithium est chargée par le contrôleur MPPT, et le système de stockage d'énergie est connecté au réseau, de sorte que l'énergie excédentaire puisse être connectée au réseau ; la nuit, la batterie est déchargée jusqu'à la charge, et le manque est comblé par le réseau ; lorsque le réseau est hors réseau, l'énergie photovoltaïque et la batterie domestique au lithium ne sont fournies qu'à la charge hors réseau, et la charge à l'extrémité du réseau ne peut pas être utilisée. Lorsque la puissance de la charge est supérieure à la puissance photovoltaïque, le réseau et le photovoltaïque peuvent alimenter la charge en même temps. Étant donné que ni la puissance photovoltaïque ni la puissance de charge ne sont stables, elles dépendent de la batterie domestique au lithium pour équilibrer l’énergie du système. De plus, le système aide également l'utilisateur à définir le temps de charge et de décharge pour répondre à sa demande en électricité. Principe de fonctionnement du système de couplage DC 
L'onduleur hybride dispose d'une fonction hors réseau intégrée pour une efficacité de charge améliorée. Les onduleurs connectés au réseau coupent automatiquement l'alimentation du système de panneaux solaires lors d'une panne de courant pour des raisons de sécurité. Les onduleurs hybrides, quant à eux, permettent aux utilisateurs de disposer de fonctionnalités à la fois hors réseau et liées au réseau, de sorte que l'énergie soit disponible même en cas de panne de courant. Les onduleurs hybrides simplifient la surveillance de l'énergie, permettant de vérifier des données importantes telles que les performances et la production d'énergie via le panneau de l'onduleur ou les appareils intelligents connectés. Si le système dispose de deux onduleurs, ils doivent être surveillés séparément. Le couplage DC réduit les pertes lors de la conversion AC-DC. L'efficacité de charge de la batterie est d'environ 95 à 99 %, tandis que le couplage CA est de 90 %. Les onduleurs hybrides sont économiques, compacts et faciles à installer. L'installation d'un nouvel onduleur hybride avec des batteries couplées en courant continu peut être moins coûteuse que l'installation de batteries couplées en courant alternatif sur un système existant, car le contrôleur est un peu moins cher qu'un onduleur connecté au réseau, l'interrupteur de commutation est un peu moins cher qu'une armoire de distribution et le courant continu. -La solution couplée peut être transformée en un onduleur de contrôle tout-en-un, économisant à la fois les coûts d'équipement et les coûts d'installation. Les systèmes couplés DC sont extrêmement rentables, en particulier pour les systèmes hors réseau de petite et moyenne puissance. L'onduleur hybride est hautement modulaire et il est facile d'ajouter de nouveaux composants et contrôleurs, et des composants supplémentaires peuvent être facilement ajoutés à l'aide de contrôleurs solaires CC relativement peu coûteux. Les onduleurs hybrides sont conçus pour intégrer le stockage à tout moment, facilitant ainsi l’ajout de parcs de batteries. Le système d’onduleur hybride est plus compact et utilise des cellules haute tension, avec des câbles de plus petite taille et des pertes moindres. 
Composition du système de couplage CC 
Composition du système de couplage AC Cependant, les onduleurs solaires hybrides ne conviennent pas à la mise à niveau des systèmes solaires existants et sont plus coûteux à installer pour les systèmes de puissance supérieure. Si un client souhaite mettre à niveau un système solaire existant pour inclure une batterie domestique au lithium, le choix d'un onduleur solaire hybride peut compliquer la situation. En revanche, un onduleur à batterie peut être plus rentable, car choisir d’installer un onduleur solaire hybride nécessiterait une refonte complète et coûteuse de l’ensemble du système de panneaux solaires. Les systèmes de puissance plus élevée sont plus complexes à installer et peuvent être plus coûteux en raison de la nécessité de disposer d’un plus grand nombre de contrôleurs haute tension. Si plus d'énergie est utilisée pendant la journée, il y a une légère diminution de l'efficacité due au passage du courant continu (PV) au courant continu (batterie) au courant alternatif. 
Système Solaire Couplé + Système de Stockage d'Énergie Le système couplé PV + stockage, également connu sous le nom de système PV + stockage AC, peut réaliser que la puissance CC émise par les modules PV est convertie en puissance CA par un onduleur connecté au réseau, puis la puissance excédentaire est convertie en puissance CC et stockée dans le batterie par onduleur de stockage couplé AC. Le point de convergence énergétique se situe du côté AC. Il comprend un système d'alimentation photovoltaïque et un système d'alimentation par batterie domestique au lithium. Le système photovoltaïque se compose d'un générateur photovoltaïque et d'un onduleur connecté au réseau, tandis que le système de batterie domestique au lithium se compose d'un parc de batteries et d'un onduleur bidirectionnel. Ces deux systèmes peuvent soit fonctionner indépendamment sans interférer l’un avec l’autre, soit être séparés du réseau pour former un système de micro-réseau. Principe de fonctionnement du système de couplage AC 
Les systèmes couplés AC sont 100 % compatibles avec le réseau, faciles à installer et facilement extensibles. Des composants d'installation domestique standard sont disponibles, et même des systèmes relativement grands (classe de 2 kW à MW) sont facilement extensibles pour être utilisés en combinaison avec des groupes électrogènes reliés au réseau et autonomes (groupes diesel, éoliennes, etc.). La plupart des onduleurs solaires à chaîne de plus de 3 kW ont deux entrées MPPT, de sorte que les panneaux à chaîne longue peuvent être montés dans différentes orientations et angles d'inclinaison. À des tensions CC plus élevées, le couplage CA est plus facile et moins complexe à installer sur de grands systèmes que les systèmes couplés CC qui nécessitent plusieurs contrôleurs de charge MPPT, et donc moins coûteux. Le couplage AC convient à la modernisation du système et est plus efficace pendant la journée avec des charges AC. Les systèmes photovoltaïques existants connectés au réseau peuvent être transformés en systèmes de stockage d’énergie avec de faibles coûts d’intrants. Il peut fournir une alimentation sûre aux utilisateurs lorsque le réseau électrique est coupé. Compatible avec les systèmes photovoltaïques connectés au réseau de différents fabricants. Les systèmes avancés couplés au courant alternatif sont généralement utilisés pour les systèmes hors réseau à plus grande échelle et utilisent des onduleurs solaires à chaîne en combinaison avec des onduleurs multimodes avancés ou des onduleurs/chargeurs pour gérer les batteries et le réseau/générateurs. Bien que relativement simples et puissants à installer, ils sont légèrement moins efficaces (90 à 94 %) pour charger les batteries que les systèmes couplés au courant continu (98 %). Cependant, ces systèmes sont plus efficaces lorsqu’ils alimentent des charges CA élevées pendant la journée, atteignant 97 % ou plus, et certains peuvent être étendus avec plusieurs onduleurs solaires pour former des micro-réseaux. La recharge couplée au courant alternatif est beaucoup moins efficace et plus coûteuse pour les petits systèmes. L'énergie entrant dans la batterie en couplage AC doit être convertie deux fois, et lorsque l'utilisateur commence à utiliser l'énergie, elle doit être à nouveau convertie, ajoutant ainsi des pertes supplémentaires au système. En conséquence, l'efficacité du couplage CA tombe à 85-90 % lors de l'utilisation d'un système de batterie. Les onduleurs couplés au courant alternatif sont plus chers pour les petits systèmes. 
Système solaire hors réseau + système de stockage d'énergie Système solaire hors réseau+ Les systèmes de stockage se composent généralement de modules photovoltaïques, d'une batterie domestique au lithium, d'un onduleur de stockage hors réseau, d'une charge et d'un générateur diesel. Le système peut réaliser une charge directe de la batterie par PV via une conversion DC-DC, ou une conversion DC-AC bidirectionnelle pour charger et décharger la batterie. Pendant la journée, l'énergie photovoltaïque est d'abord fournie à la charge, puis la batterie est chargée ; la nuit, la batterie est déchargée vers la charge, et lorsque la batterie est insuffisante, le générateur diesel est alimenté vers la charge. Il peut répondre à la demande quotidienne d’électricité dans les zones sans réseau. Il peut être combiné avec des générateurs diesel pour alimenter des charges ou charger des batteries. La plupart des onduleurs de stockage d'énergie hors réseau ne sont pas certifiés pour être connectés au réseau, même si le système dispose d'un réseau, il ne peut pas être connecté au réseau. Scénarios applicables aux onduleurs de stockage d'énergie Les onduleurs à stockage d'énergie jouent trois rôles principaux, à savoir la régulation des pointes, la puissance de veille et la puissance indépendante. Par région, la demande culmine en Europe, prenons l'exemple de l'Allemagne, le prix de l'électricité en Allemagne a atteint 0,46 $/kWh en 2023, se classant au premier rang mondial. Ces dernières années, les prix de l'électricité en Allemagne ont continué d'augmenter et le LCOE photovoltaïque/stockage photovoltaïque n'est que de 10,2/15,5 cents par degré, soit 78 %/66 % de moins que les prix de l'électricité résidentielle, les prix de l'électricité résidentielle et le coût de stockage photovoltaïque de l'électricité entre la différence. va continuer à s’élargir. Les systèmes de distribution et de stockage photovoltaïques domestiques peuvent réduire le coût de l'électricité. Ainsi, dans les zones où les prix sont élevés, les utilisateurs sont fortement incités à installer un stockage domestique. Sur le marché en pointe, les utilisateurs ont tendance à choisir des onduleurs hybrides et des systèmes de batteries couplés au courant alternatif, qui sont plus rentables et plus faciles à fabriquer. Les chargeurs d'onduleurs de batterie hors réseau équipés de transformateurs robustes sont plus chers, tandis que les onduleurs hybrides et les systèmes de batteries couplés au courant alternatif utilisent des onduleurs sans transformateur avec des transistors de commutation. Ces onduleurs compacts et légers ont des puissances nominales de pointe et de sortie inférieures, mais sont plus rentables, moins chers et plus faciles à fabriquer. Une alimentation de secours est nécessaire aux États-Unis et au Japon, et une alimentation autonome est exactement ce dont le marché a besoin, y compris dans des régions comme l'Afrique du Sud. Selon l'EIA, la durée moyenne des coupures de courant aux États-Unis en 2020 est supérieure à 8 heures, principalement à cause des résidents américains vivant de manière dispersée, en raison du vieillissement du réseau et des catastrophes naturelles. L'application de systèmes de distribution et de stockage photovoltaïques domestiques peut réduire la dépendance vis-à-vis du réseau et augmenter la fiabilité de l'approvisionnement électrique du côté du client. Le système de stockage photovoltaïque américain est plus grand et équipé de plus de batteries, en raison de la nécessité de stocker de l'énergie en réponse aux catastrophes naturelles. L'approvisionnement électrique indépendant est la demande immédiate du marché, l'Afrique du Sud, le Pakistan, le Liban, les Philippines, le Vietnam et d'autres pays dans la tension de la chaîne d'approvisionnement mondiale, l'infrastructure du pays n'est pas suffisante pour soutenir la population en électricité, donc les utilisateurs doivent être équipés de ménages Système de stockage photovoltaïque. Les onduleurs hybrides comme alimentation de secours ont des limites. Par rapport aux onduleurs à batterie hors réseau dédiés, les onduleurs hybrides présentent certaines limites, principalement une puissance de pointe ou de puissance de pointe limitée en cas de panne de courant. De plus, certains onduleurs hybrides n'ont pas de capacité d'alimentation de secours ou sont limitées, de sorte que seules les charges petites ou essentielles telles que l'éclairage et les circuits électriques de base peuvent être sauvegardées lors d'une panne de courant, et de nombreux systèmes subissent un délai de 3 à 5 secondes lors d'une panne de courant. . Les onduleurs hors réseau, en revanche, fournissent des pointes de puissance et des puissances de pointe très élevées et peuvent gérer des charges inductives élevées. Si l'utilisateur envisage d'alimenter des appareils à forte surtension tels que des pompes, des compresseurs, des machines à laver et des outils électriques, l'onduleur doit être capable de gérer des charges de surtension à haute inductance. Onduleurs hybrides couplés en courant continu L'industrie utilise actuellement davantage de systèmes de stockage photovoltaïque avec couplage CC pour parvenir à une conception de stockage photovoltaïque intégré, en particulier dans les nouveaux systèmes où les onduleurs hybrides sont faciles et moins coûteux à installer. Lors de l'ajout de nouveaux systèmes, l'utilisation d'onduleurs hybrides pour le stockage de l'énergie photovoltaïque peut réduire les coûts d'équipement et d'installation, car un onduleur de stockage peut réaliser une intégration contrôle-onduleur. Le contrôleur et le commutateur de commutation dans les systèmes couplés en courant continu sont moins chers que les onduleurs et les armoires de distribution connectés au réseau dans les systèmes couplés en courant alternatif. Les solutions couplées en courant continu sont donc moins coûteuses que les solutions couplées en courant alternatif. Le contrôleur, la batterie et l'onduleur dans le système couplé DC sont en série, connectés plus étroitement et moins flexibles. Pour le système nouvellement installé, le photovoltaïque, la batterie et l'onduleur sont conçus en fonction de la puissance de charge et de la consommation électrique de l'utilisateur, ils sont donc plus adaptés aux onduleurs hybrides couplés en courant continu. 
Les produits d'onduleurs hybrides couplés en courant continu sont la tendance dominante, BSLBATT a également lancé le sienOnduleur solaire hybride 5kwà la fin de l'année dernière, et lancera successivement cette année des onduleurs solaires hybrides de 6 kW et 8 kW ! Les principaux produits des fabricants d’onduleurs de stockage d’énergie sont davantage destinés aux trois principaux marchés que sont l’Europe, les États-Unis et l’Australie. Sur le marché européen, l'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, la Suède, les Pays-Bas et d'autres marchés traditionnels du photovoltaïque sont principalement des marchés triphasés, plus favorables à la puissance de produits plus gros. L'Italie, l'Espagne et d'autres pays du sud de l'Europe ont principalement besoin de produits basse tension monophasés. Et la République tchèque, la Pologne, la Roumanie, la Lituanie et d'autres pays d'Europe de l'Est demandent principalement des produits triphasés, mais l'acceptation des prix est plus faible. Les États-Unis disposent d’un système de stockage d’énergie plus vaste et préfèrent les produits à plus forte puissance. Le type divisé d’onduleur de batterie et de stockage est plus populaire auprès des installateurs, mais l’onduleur de batterie tout-en-un est la tendance de développement future. L'onduleur hybride de stockage d'énergie photovoltaïque est divisé en onduleur hybride vendu séparément et en système de stockage d'énergie par batterie (BESS) qui vend l'onduleur de stockage d'énergie et la batterie ensemble. À l'heure actuelle, dans le cas des concessionnaires contrôlant le canal, chaque client direct est plus concentré, les produits de batterie et d'onduleur divisés sont plus populaires, en particulier en dehors de l'Allemagne, principalement en raison de leur installation et de leur expansion faciles, ainsi que de la facilité de réduction des coûts d'approvisionnement. , la batterie ou l'onduleur ne peuvent pas être alimentés pour trouver une seconde alimentation, la livraison est plus sécurisée. La tendance en Allemagne, aux États-Unis et au Japon est une machine tout-en-un. La machine tout-en-un peut éviter bien des problèmes après la vente, et il existe des facteurs de certification, tels que la certification du système d'incendie des États-Unis, qui doit être liée à l'onduleur. La tendance technologique actuelle va vers la machine tout-en-un, mais du marché des ventes de type split chez l'installateur, il faut accepter un peu plus. Dans les systèmes couplés en courant continu, les systèmes de batteries haute tension sont plus efficaces, mais plus coûteux en cas de pénurie de batteries haute tension. Comparé àSystèmes de batterie 48 V, les batteries haute tension fonctionnent dans la plage 200-500 V CC, ont des pertes de câble plus faibles et un rendement plus élevé car les panneaux solaires fonctionnent généralement à 300-600 V, similaire à la tension de la batterie, permettant l'utilisation de convertisseurs DC-DC à haut rendement avec très faibles pertes. Les systèmes de batteries haute tension sont plus chers que les batteries des systèmes basse tension, tandis que les onduleurs sont moins chers. Il existe actuellement une forte demande de batteries haute tension et une pénurie d'approvisionnement, de sorte que les batteries haute tension sont difficiles à acheter, et en cas de pénurie de batteries haute tension, il est moins coûteux d'utiliser un système de batteries basse tension. Couplage DC entre les panneaux solaires et les onduleurs 
Couplage direct DC à un onduleur hybride compatible 
Onduleurs couplés CA Les systèmes couplés en courant continu ne conviennent pas à la modernisation des systèmes existants connectés au réseau. La méthode de couplage CC présente principalement les problèmes suivants : premièrement, le système utilisant le couplage CC présente des problèmes de câblage compliqué et de conception de modules redondants lors de la modernisation du système connecté au réseau existant ; deuxièmement, le délai de commutation entre le raccordement au réseau et le hors réseau est long, ce qui rend l'expérience électrique de l'utilisateur médiocre ; troisièmement, la fonction de contrôle intelligent n'est pas assez complète et la réponse du contrôle n'est pas assez rapide, ce qui rend plus difficile la réalisation de l'application de micro-réseau pour l'alimentation électrique de toute la maison. Par conséquent, certaines entreprises ont choisi la voie de la technologie de couplage AC, comme René. Le système de couplage AC facilite l'installation du produit. ReneSola utilise le couplage côté AC et système PV pour obtenir un flux d'énergie bidirectionnel, éliminant le besoin d'accès au bus PV DC, facilitant ainsi l'installation du produit ; grâce à une combinaison de contrôle logiciel en temps réel et d'améliorations de la conception matérielle pour obtenir un basculement en millisecondes vers et depuis le réseau ; grâce à la combinaison innovante du contrôle de sortie de l'onduleur de stockage d'énergie et de la conception du système d'alimentation et de distribution d'énergie pour obtenir une alimentation électrique pour toute la maison sous le contrôle automatique du boîtier de commande. L'application micro-réseau du contrôle automatique du boîtier de commande. L'efficacité de conversion maximale des produits couplés AC est légèrement inférieure à celle deonduleurs hybrides. L'efficacité de conversion maximale des produits couplés AC est de 94 à 97 %, ce qui est légèrement inférieur à celui des onduleurs hybrides, principalement parce que les modules doivent être convertis deux fois avant de pouvoir être stockés dans la batterie après la production d'énergie, ce qui réduit l'efficacité de conversion. .
Heure de publication : 08 mai 2024