Tipi di inverter per l'accumulo di energia Percorso tecnologico degli inverter per l'accumulo di energia: esistono due percorsi principali di accoppiamento CC e accoppiamento CA Sistema di accumulo fotovoltaico, inclusi moduli solari, controller, inverter, batterie domestiche al litio, carichi e altre apparecchiature. Attualmente,inverter per accumulo di energiasono principalmente due percorsi tecnici: accoppiamento DC e accoppiamento AC. L'accoppiamento CA o CC si riferisce al modo in cui i pannelli solari sono accoppiati o collegati al sistema di accumulo o batteria. Il tipo di collegamento tra moduli solari e batterie può essere AC o DC. La maggior parte dei circuiti elettronici utilizza energia CC, con il modulo solare che genera energia CC e la batteria che immagazzina energia CC, tuttavia la maggior parte degli apparecchi funziona con alimentazione CA. 
Sistema solare ibrido + sistema di accumulo dell'energia Sistemi ibridi di inverter solare + accumulo di energia, in cui la potenza CC dei moduli fotovoltaici viene immagazzinata, tramite un controller, in aBanco di batterie domestiche al litioe la rete può anche caricare la batteria tramite un convertitore DC-AC bidirezionale. Il punto di convergenza dell'energia è sul lato della batteria CC. Durante il giorno, l'energia fotovoltaica viene prima fornita al carico, quindi la batteria domestica al litio viene caricata dal controller MPPT e il sistema di accumulo dell'energia è collegato alla rete, in modo che l'energia in eccesso possa essere collegata alla rete; di notte la batteria si scarica sul carico e la carenza viene reintegrata dalla rete; quando la rete è assente, l'energia fotovoltaica e la batteria domestica al litio vengono fornite solo al carico off-grid e il carico all'estremità della rete non può essere utilizzato. Quando la potenza del carico è maggiore della potenza FV, la rete e il FV possono fornire energia al carico contemporaneamente. Poiché né la potenza fotovoltaica né la potenza del carico sono stabili, il sistema si affida alla batteria domestica al litio per bilanciare l'energia del sistema. Inoltre, il sistema supporta l'utente anche nell'impostazione del tempo di carica e scarica per soddisfare la domanda di elettricità dell'utente. Principio di funzionamento del sistema di accoppiamento DC 
L'inverter ibrido ha una funzione off-grid integrata per una migliore efficienza di ricarica. Gli inverter collegati alla rete interrompono automaticamente l'alimentazione al sistema di pannelli solari durante un'interruzione di corrente per motivi di sicurezza. Gli inverter ibridi, d'altro canto, consentono agli utenti di avere funzionalità sia off-grid che collegate alla rete, quindi l'energia è disponibile anche durante le interruzioni di corrente. Gli inverter ibridi semplificano il monitoraggio energetico, consentendo di controllare dati importanti come prestazioni e produzione di energia attraverso il pannello dell'inverter o i dispositivi intelligenti collegati. Se l'impianto è dotato di due inverter questi devono essere monitorati separatamente. L'accoppiamento DC riduce le perdite nella conversione AC-DC. L'efficienza di carica della batteria è di circa il 95-99%, mentre l'accoppiamento CA è del 90%. Gli inverter ibridi sono economici, compatti e facili da installare. Installare un nuovo inverter ibrido con batterie accoppiate in DC può essere più economico che adattare le batterie accoppiate in AC a un sistema esistente perché il controller è un po’ più economico di un inverter connesso alla rete, l’interruttore di commutazione è un po’ più economico di un armadio di distribuzione e il DC La soluzione accoppiata può essere trasformata in un inverter di controllo tutto in uno, risparmiando sia sui costi delle apparecchiature che sui costi di installazione. Soprattutto per i sistemi off-grid di piccola e media potenza, i sistemi accoppiati in CC sono estremamente convenienti. L'inverter ibrido è altamente modulare ed è facile aggiungere nuovi componenti e controller, inoltre è possibile aggiungere facilmente componenti aggiuntivi utilizzando controller solari CC relativamente economici. Gli inverter ibridi sono progettati per integrare lo storage in qualsiasi momento, facilitando l'aggiunta di banchi batterie. Il sistema inverter ibrido è più compatto e utilizza celle ad alta tensione, con cavi di dimensioni inferiori e perdite inferiori. 
Composizione del sistema di accoppiamento DC 
Composizione del sistema di accoppiamento AC Tuttavia, gli inverter solari ibridi non sono adatti per aggiornare i sistemi solari esistenti e sono più costosi da installare per i sistemi di potenza superiore. Se un cliente desidera aggiornare un sistema solare esistente per includere una batteria domestica al litio, la scelta di un inverter solare ibrido potrebbe complicare la situazione. Al contrario, un inverter a batteria può essere più conveniente, poiché la scelta di installare un inverter solare ibrido richiederebbe una rielaborazione completa e costosa dell’intero sistema di pannelli solari. I sistemi di potenza più elevata sono più complessi da installare e possono essere più costosi a causa della necessità di più controller ad alta tensione. Se durante il giorno viene utilizzata più energia, si verifica una leggera diminuzione dell'efficienza dovuta alla conversione da CC (PV) a CC (batt) a CA. 
Sistema solare accoppiato + sistema di accumulo dell'energia Il sistema fotovoltaico+accumulo accoppiato, noto anche come sistema fotovoltaico+accumulo AC retrofit, può realizzare che la potenza CC emessa dai moduli fotovoltaici viene convertita in potenza CA da un inverter collegato alla rete, quindi la potenza in eccesso viene convertita in potenza CC e immagazzinata nel batteria tramite inverter di accumulo accoppiato in AC. Il punto di convergenza energetica è all'estremità AC. Comprende il sistema di alimentazione fotovoltaico e il sistema di alimentazione con batteria domestica al litio. Il sistema fotovoltaico è costituito da un campo fotovoltaico e da un inverter connesso alla rete, mentre il sistema di batterie domestiche al litio è costituito da un banco di batterie e un inverter bidirezionale. Questi due sistemi possono funzionare in modo indipendente senza interferire tra loro oppure possono essere separati dalla rete per formare un sistema microrete. Principio di funzionamento del sistema di accoppiamento CA 
I sistemi accoppiati CA sono compatibili al 100% con la rete, facili da installare e facilmente espandibili. Sono disponibili componenti standard per l'installazione domestica e anche sistemi relativamente grandi (classe da 2 kW a MW) sono facilmente espandibili per l'uso in combinazione con gruppi elettrogeni collegati alla rete e autonomi (gruppi diesel, turbine eoliche, ecc.). La maggior parte degli inverter solari a stringa superiori a 3kW hanno doppi ingressi MPPT, quindi i pannelli a stringa lunghi possono essere montati con diversi orientamenti e angoli di inclinazione. A tensioni CC più elevate, l'accoppiamento CA è più semplice e meno complesso da installare in sistemi di grandi dimensioni rispetto ai sistemi accoppiati CC che richiedono più regolatori di carica MPPT, e quindi meno costosi. L'accoppiamento CA è adatto per l'ammodernamento del sistema ed è più efficiente durante il giorno con carichi CA. Gli impianti fotovoltaici esistenti collegati alla rete possono essere trasformati in sistemi di accumulo di energia con bassi costi di input. Può fornire energia sicura agli utenti quando la rete elettrica è interrotta. Compatibile con sistemi fotovoltaici collegati alla rete di diversi produttori. I sistemi avanzati accoppiati in CA vengono generalmente utilizzati per sistemi off-grid su larga scala e utilizzano inverter solari a stringa in combinazione con inverter multimodali avanzati o inverter/caricabatterie per gestire le batterie e la rete/generatori. Sebbene siano relativamente semplici e potenti da configurare, sono leggermente meno efficienti (90-94%) nel caricare le batterie rispetto ai sistemi accoppiati in corrente continua (98%). Tuttavia, questi sistemi sono più efficienti quando alimentano carichi CA elevati durante il giorno, raggiungendo il 97% o più, e alcuni possono essere espansi con più inverter solari per formare microreti. La ricarica accoppiata in CA è molto meno efficiente e più costosa per i sistemi più piccoli. L'energia che entra nella batteria nell'accoppiamento CA deve essere convertita due volte e quando l'utente inizia a utilizzare l'energia, deve essere convertita nuovamente, aggiungendo ulteriori perdite al sistema. Di conseguenza, l'efficienza dell'accoppiamento CA scende all'85-90% quando si utilizza un sistema a batteria. Gli inverter accoppiati in CA sono più costosi per i sistemi più piccoli. 
Sistema solare off-grid + sistema di accumulo dell'energia Sistema solare off-grid+ I sistemi di accumulo sono generalmente costituiti da moduli fotovoltaici, batteria domestica al litio, inverter di accumulo off-grid, carico e generatore diesel. Il sistema può realizzare la ricarica diretta della batteria tramite fotovoltaico tramite conversione DC-DC o conversione bidirezionale DC-AC per caricare e scaricare la batteria. Durante il giorno, l'energia fotovoltaica viene prima fornita al carico e poi viene caricata la batteria; di notte la batteria viene scaricata al carico e quando la batteria è insufficiente il generatore diesel viene alimentato al carico. Può soddisfare la domanda giornaliera di elettricità in aree prive di rete. Può essere abbinato a generatori diesel per alimentare carichi o caricare batterie. La maggior parte degli inverter per l'accumulo di energia off-grid non sono certificati per essere collegati alla rete, anche se il sistema dispone di una rete, non può essere connesso alla rete. Scenari applicabili agli inverter per l'accumulo di energia Gli inverter per l'accumulo di energia hanno tre ruoli principali, tra cui la regolazione dei picchi, l'alimentazione in standby e l'alimentazione indipendente. Per regione, il picco è la domanda in Europa, prendiamo come esempio la Germania, il prezzo dell’elettricità in Germania ha raggiunto 0,46 dollari/kWh nel 2023, classificandosi al primo posto nel mondo. Negli ultimi anni, i prezzi dell'elettricità tedeschi continuano ad aumentare e il LCOE dello stoccaggio fotovoltaico/fotovoltaico è di soli 10,2/15,5 centesimi per grado, inferiore del 78%/66% rispetto ai prezzi dell'elettricità residenziale, ai prezzi dell'elettricità residenziale e al costo dello stoccaggio fotovoltaico dell'elettricità tra la differenza continuerà ad ampliarsi. Il sistema di distribuzione e accumulo fotovoltaico domestico può ridurre il costo dell’elettricità, quindi nelle aree con prezzi elevati gli utenti hanno un forte incentivo a installare l’accumulo domestico. Nel mercato di punta, gli utenti tendono a scegliere inverter ibridi e sistemi di batterie accoppiate in CA, che sono più convenienti e più facili da produrre. I caricabatterie con inverter per batterie off-grid con trasformatori per carichi pesanti sono più costosi, mentre gli inverter ibridi e i sistemi di batterie accoppiati in CA utilizzano inverter senza trasformatore con transistor di commutazione. Questi inverter compatti e leggeri hanno valori nominali di potenza di picco e di picco inferiori, ma sono più convenienti, più economici e più facili da produrre. Negli Stati Uniti e in Giappone è necessaria energia di riserva, e l’energia autonoma è proprio ciò di cui il mercato ha bisogno, anche in regioni come il Sud Africa. Secondo l'EIA, il tempo medio di interruzione di corrente negli Stati Uniti nel 2020 è di oltre 8 ore, principalmente a causa dei residenti statunitensi che vivono in aree sparse, parte della rete che invecchia e disastri naturali. L’applicazione di sistemi di distribuzione e accumulo fotovoltaico domestico può ridurre la dipendenza dalla rete e aumentare l’affidabilità dell’approvvigionamento energetico da parte del cliente. Il sistema di accumulo fotovoltaico statunitense è più grande e dotato di più batterie, a causa della necessità di immagazzinare energia in risposta ai disastri naturali. L'approvvigionamento energetico indipendente è la domanda immediata del mercato, Sud Africa, Pakistan, Libano, Filippine, Vietnam e altri paesi nella tensione della catena di approvvigionamento globale, l'infrastruttura del paese non è sufficiente per fornire elettricità alla popolazione, quindi gli utenti devono essere dotati di elettrodomestici Sistema di accumulo fotovoltaico. Gli inverter ibridi come alimentazione di backup presentano limitazioni. Rispetto agli inverter dedicati a batteria off-grid, gli inverter ibridi presentano alcune limitazioni, principalmente picchi limitati o potenza di picco in caso di interruzioni di corrente. Inoltre, alcuni inverter ibridi non hanno o hanno una capacità di alimentazione di backup limitata, quindi solo i carichi piccoli o essenziali come l'illuminazione e i circuiti di alimentazione di base possono essere sottoposti a backup durante un'interruzione di corrente e molti sistemi subiscono un ritardo di 3-5 secondi durante un'interruzione di corrente. . Gli inverter off-grid, d'altro canto, forniscono una potenza di picco e di picco molto elevata e possono gestire carichi induttivi elevati. Se l'utente prevede di alimentare dispositivi ad alta sovratensione come pompe, compressori, lavatrici e utensili elettrici, l'inverter deve essere in grado di gestire carichi di sovratensione ad alta induttanza. Inverter ibridi accoppiati in corrente continua L’industria sta attualmente utilizzando più sistemi di accumulo fotovoltaico con accoppiamento CC per ottenere una progettazione di accumulo fotovoltaico integrato, soprattutto nei nuovi sistemi in cui gli inverter ibridi sono facili e meno costosi da installare. Quando si aggiungono nuovi sistemi, l'uso di inverter ibridi per l'accumulo di energia fotovoltaica può ridurre i costi delle apparecchiature e di installazione, poiché un inverter di accumulo può ottenere l'integrazione di controllo-inverter. Il controller e l'interruttore di commutazione nei sistemi accoppiati in CC sono meno costosi degli inverter collegati alla rete e degli armadi di distribuzione nei sistemi accoppiati in CA, quindi le soluzioni accoppiate in CC sono meno costose delle soluzioni accoppiate in CA. Il controller, la batteria e l'inverter nel sistema accoppiato in CC sono seriali, collegati più strettamente e meno flessibili. Per il sistema appena installato, il fotovoltaico, la batteria e l'inverter sono progettati in base alla potenza di carico e al consumo energetico dell'utente, quindi è più adatto per l'inverter ibrido accoppiato in corrente continua. 
I prodotti inverter ibridi accoppiati in corrente continua sono la tendenza principale, BSLBATT ha anche lanciato il proprioInverter solare ibrido da 5kwalla fine dello scorso anno, e lancerà successivamente gli inverter solari ibridi da 6kW e 8kW quest'anno! I principali prodotti dei produttori di inverter per l'accumulo di energia sono destinati principalmente ai tre principali mercati di Europa, Stati Uniti e Australia. Nel mercato europeo, Germania, Austria, Svizzera, Svezia, Paesi Bassi e altri mercati tradizionali del fotovoltaico sono principalmente un mercato trifase, più favorevole alla potenza dei prodotti più grandi. L'Italia, la Spagna e altri paesi dell'Europa meridionale necessitano principalmente di prodotti monofase a bassa tensione. E la Repubblica Ceca, la Polonia, la Romania, la Lituania e altri paesi dell'Europa orientale richiedono principalmente prodotti trifase, ma l'accettazione dei prezzi è inferiore. Gli Stati Uniti hanno un sistema di accumulo di energia più ampio e preferiscono prodotti a maggiore potenza. Il tipo split con batteria e inverter di accumulo è più popolare tra gli installatori, ma l'inverter con batteria all-in-one è la tendenza di sviluppo futura. L'inverter ibrido per l'accumulo di energia fotovoltaica è ulteriormente suddiviso in inverter ibrido venduto separatamente e sistema di accumulo dell'energia a batteria (BESS) che vende insieme l'inverter e la batteria per l'accumulo di energia. Attualmente, nel caso dei rivenditori che controllano il canale, ogni cliente diretto è più concentrato, la batteria e i prodotti split con inverter sono più popolari, soprattutto al di fuori della Germania, principalmente per la facilità di installazione e di espansione e la facile riduzione dei costi di approvvigionamento , la batteria o l'inverter non possono essere forniti per trovare una seconda fornitura, la consegna è più sicura. La tendenza di Germania, Stati Uniti e Giappone è una macchina all-in-one. La macchina tutto in uno può risparmiare molti problemi dopo la vendita e ci sono fattori di certificazione, come la certificazione del sistema antincendio degli Stati Uniti che deve essere collegata all'inverter. L'attuale tendenza tecnologica va verso le macchine all-in-one, ma dal mercato delle vendite di tipo split per l'installatore si accetta qualcosa di più. Nei sistemi accoppiati in corrente continua, i sistemi di batterie ad alta tensione sono più efficienti, ma più costosi in caso di carenza di batterie ad alta tensione. Rispetto aSistemi di batterie da 48 V, le batterie ad alta tensione funzionano nell'intervallo 200-500 V CC, hanno perdite di cavo inferiori e maggiore efficienza perché i pannelli solari generalmente funzionano a 300-600 V, simile alla tensione della batteria, consentendo l'uso di convertitori CC-CC ad alta efficienza con molto basse perdite. I sistemi di batterie ad alta tensione sono più costosi delle batterie di sistemi a bassa tensione, mentre gli inverter sono meno costosi. Attualmente c'è una forte domanda di batterie ad alta tensione e una carenza di fornitura, quindi le batterie ad alta tensione sono difficili da acquistare e, in caso di carenza di batterie ad alta tensione, è più economico utilizzare un sistema di batterie a bassa tensione. Accoppiamento DC tra pannelli solari e inverter 
Accoppiamento diretto CC a un inverter ibrido compatibile 
Invertitori accoppiati CA I sistemi accoppiati in corrente continua non sono adatti per l'adeguamento di sistemi esistenti collegati alla rete. Il metodo di accoppiamento DC presenta principalmente i seguenti problemi: in primo luogo, il sistema che utilizza l'accoppiamento DC presenta i problemi di cablaggio complicato e progettazione di moduli ridondanti quando si adatta il sistema esistente connesso alla rete; in secondo luogo, il ritardo nel passaggio da connesso alla rete a offline è lungo, il che rende scarsa l'esperienza elettrica dell'utente; in terzo luogo, la funzione di controllo intelligente non è sufficientemente completa e la risposta del controllo non è sufficientemente tempestiva, il che rende più difficile realizzare l'applicazione della microrete per l'alimentazione elettrica di tutta la casa. Pertanto, alcune aziende hanno scelto la strada della tecnologia di accoppiamento AC, come Rene. Il sistema di accoppiamento AC semplifica l'installazione del prodotto. ReneSola utilizza l'accoppiamento lato CA e sistema fotovoltaico per ottenere un flusso di energia bidirezionale, eliminando la necessità di accesso al bus CC fotovoltaico e semplificando l'installazione del prodotto; attraverso una combinazione di controllo software in tempo reale e miglioramenti della progettazione hardware per ottenere una commutazione da e verso la rete in millisecondi; attraverso la combinazione innovativa del controllo dell'uscita dell'inverter per l'immagazzinamento dell'energia e della progettazione del sistema di alimentazione e distribuzione per ottenere un'alimentazione elettrica per tutta la casa sotto il controllo automatico della scatola di controllo. L'applicazione della microrete del controllo automatico della scatola di controllo. L'efficienza di conversione massima dei prodotti accoppiati in CA è leggermente inferiore a quella diinverter ibridi. L'efficienza di conversione massima dei prodotti accoppiati in CA è del 94-97%, leggermente inferiore a quella degli inverter ibridi, principalmente perché i moduli devono essere convertiti due volte prima di poter essere immagazzinati nella batteria dopo la generazione di energia, il che riduce l'efficienza di conversione .
Orario di pubblicazione: 08 maggio 2024