エネルギー貯蔵インバーターの種類 エネルギー貯蔵インバータ技術ルート: DC カップリングと AC カップリングの 2 つの主要なルートがあります 太陽電池モジュール、コントローラー、インバーター、家庭用リチウム電池、負荷、その他の機器を含む PV 蓄電システム。現在のところ、エネルギー貯蔵インバーター技術的なルートは主に DC カップリングと AC カップリングの 2 つです。 AC または DC 結合は、ソーラー パネルが蓄電システムまたはバッテリー システムに結合または接続される方法を指します。ソーラーモジュールとバッテリー間の接続のタイプは、AC または DC のいずれかです。ほとんどの電子回路は DC 電源を使用し、ソーラーモジュールが DC 電力を生成し、バッテリーが DC 電力を蓄えますが、ほとんどの電化製品は AC 電源で動作します。 
ハイブリッド太陽光発電システム + 蓄電システム ハイブリッド ソーラー インバーター + エネルギー貯蔵システム。PV モジュールからの DC 電力がコントローラーを介して蓄電されます。家庭用リチウム電池バンクまた、グリッドは双方向 DC-AC コンバーターを介してバッテリーを充電することもできます。エネルギーの収束点は直流バッテリー側にあります。日中は、まず PV 電力が負荷に供給され、次に MPPT コントローラーによって家庭用リチウム電池が充電され、エネルギー貯蔵システムがグリッドに接続されるため、余剰電力はグリッドに接続できます。夜間にはバッテリーが負荷に放電され、不足分は送電網によって補充されます。系統が停電すると、太陽光発電電力と家庭用リチウム電池はオフグリッド負荷にのみ供給され、系統端の負荷は使用できなくなります。負荷電力が PV 電力より大きい場合、グリッドと PV は同時に負荷に電力を供給できます。 PV 電力も負荷電力も安定していないため、システム エネルギーのバランスをとるために家庭用リチウム電池に依存しています。さらに、このシステムは、ユーザーの電力需要に合わせて充電および放電時間を設定することもサポートします。 DCカップリングシステムの動作原理 
ハイブリッド インバーターにはオフグリッド機能が組み込まれており、充電効率が向上します。グリッドタイドインバーターは、安全上の理由から、停電中にソーラーパネルシステムへの電力を自動的に遮断します。一方、ハイブリッド インバータを使用すると、ユーザーはオフグリッド機能とグリッド接続機能の両方を利用できるため、停電時でも電力を利用できます。ハイブリッド インバーターはエネルギー監視を簡素化し、パフォーマンスやエネルギー生産などの重要なデータをインバーター パネルまたは接続されたスマート デバイスを通じて確認できるようにします。システムに 2 つのインバータがある場合は、それらを個別に監視する必要があります。 DC カップリングにより、AC-DC 変換における損失が軽減されます。バッテリーの充電効率は約 95 ～ 99%、AC 結合は 90% です。 ハイブリッドインバータは経済的で、コンパクトで設置が簡単です。 DC 結合バッテリーを備えた新しいハイブリッド インバーターを設置することは、既存のシステムに AC 結合バッテリーを改造するよりも安価になる可能性があります。これは、コントローラーが系統接続インバーターよりも若干安価であり、スイッチング スイッチが配電盤よりも若干安価であり、DC - 結合ソリューションをオールインワン制御インバータにすることができ、設備コストと設置コストの両方を節約できます。特に中小規模の電力オフグリッド システムの場合、DC 結合システムは非常にコスト効率が高くなります。ハイブリッド インバータは高度にモジュール化されているため、新しいコンポーネントやコントローラを追加するのが簡単で、比較的低コストの DC ソーラー コントローラを使用してコンポーネントを簡単に追加できます。ハイブリッド インバーターは、いつでもストレージを統合できるように設計されており、バッテリー バンクを簡単に追加できます。ハイブリッド インバーター システムはよりコンパクトで、高電圧セルを使用しており、ケーブル サイズが小さく、損失が低くなります。 
DCカップリングシステム構成 
ACカップリングシステム構成 ただし、ハイブリッド ソーラー インバータは、既存の太陽光発電システムのアップグレードには適しておらず、高出力システムの設置はより高価になります。顧客が既存の太陽光発電システムをアップグレードして家庭用リチウム電池を組み込むことを希望している場合、ハイブリッド ソーラー インバータを選択すると状況が複雑になる可能性があります。対照的に、ハイブリッド ソーラー インバーターの設置を選択すると、ソーラー パネル システム全体を完全かつ高価にやり直す必要があるため、バッテリー インバーターの方が費用対効果が高い可能性があります。高電力システムは設置がより複雑になり、より多くの高電圧コントローラが必要になるため、より高価になる可能性があります。日中により多くの電力が使用される場合、DC (PV) から DC (バット)、そして AC への電力変換により、効率がわずかに低下します。 
ソーラーシステム + エネルギー貯蔵システムの結合 AC レトロフィット PV+ 蓄電システムとも呼ばれる結合型 PV+蓄電システムは、PV モジュールから放出される DC 電力が系統接続されたインバーターによって AC 電力に変換され、その後余剰電力が DC 電力に変換されて蓄電されることを実現できます。 AC結合蓄電インバーターによるバッテリー。エネルギーの収束点は交流端にあります。太陽光発電システムと家庭用リチウム電池電源システムを含む。太陽光発電システムは太陽電池アレイと系統接続されたインバーターで構成され、家庭用リチウム電池システムはバッテリーバンクと双方向インバーターで構成されます。これら 2 つのシステムは、互いに干渉することなく独立して動作することも、グリッドから分離してマイクログリッド システムを形成することもできます。 ACカップリングシステムの動作原理 
AC 結合システムは 100% グリッド互換性があり、設置が簡単で、拡張も簡単です。標準的な家庭用設置コンポーネントが入手可能であり、比較的大規模なシステム (2kW ～ MW クラス) であっても、系統接続型および独立型発電機セット (ディーゼル セット、風力タービンなど) と組み合わせて使用するために簡単に拡張できます。 3kWを超えるほとんどのストリングソーラーインバーターにはデュアルMPPT入力が備わっているため、長いストリングパネルをさまざまな向きや傾斜角度で取り付けることができます。より高い DC 電圧では、複数の MPPT 充電コントローラを必要とする DC 結合システムよりも、AC 結合の方が大規模システムの設置が容易で複雑さが少ないため、コストが低くなります。 AC カップリングはシステムの改造に適しており、AC 負荷のある日中の効率が高くなります。既存のグリッド接続された PV システムは、低い投入コストでエネルギー貯蔵システムに変換できます。送電網が停電した場合でも、ユーザーに安全な電力を供給できます。さまざまなメーカーの系統接続された太陽光発電システムと互換性があります。高度な AC 結合システムは通常、大規模なオフグリッド システムに使用され、ストリング ソーラー インバーターを高度なマルチモード インバーターまたはインバーター/充電器と組み合わせてバッテリーとグリッド/発電機を管理します。セットアップは比較的簡単で強力ですが、DC 結合システム (98%) に比べてバッテリーの充電効率がわずかに低くなります (90 ～ 94%)。ただし、これらのシステムは、日中の高 AC 負荷に電力を供給する場合の効率が高く、その効率は 97% 以上に達し、複数の太陽光発電インバーターで拡張してマイクログリッドを形成できるものもあります。 AC 結合充電は、小規模なシステムでは効率が大幅に低下し、高価になります。 AC結合でバッテリーに入るエネルギーは2回変換する必要があり、ユーザーがエネルギーの使用を開始するときに再度変換する必要があるため、システムの損失が増加します。その結果、バッテリーシステムを使用すると、AC 結合効率が 85 ～ 90% に低下します。 AC 結合インバータは、小規模なシステムではより高価になります。 
オフグリッド太陽光発電システム + エネルギー貯蔵システム オフグリッド太陽光発電システム+ 蓄電システムは通常、PV モジュール、家庭用リチウム電池、オフグリッド蓄電インバータ、負荷およびディーゼル発電機で構成されます。このシステムは、DC-DC 変換を介した PV によるバッテリーの直接充電、またはバッテリーの充放電のための双方向 DC-AC 変換を実現できます。日中は、まず PV 電力が負荷に供給され、次にバッテリーが充電されます。夜間はバッテリーが負荷に放電され、バッテリーが不足する場合はディーゼル発電機が負荷に供給されます。送電網のない地域でも毎日の電力需要を満たすことができます。ディーゼル発電機と組み合わせて負荷に電力を供給したり、バッテリーを充電したりできます。ほとんどのオフグリッド エネルギー貯蔵インバータは系統接続が認定されておらず、システムに系統があっても系統接続することはできません。 エネルギー貯蔵インバータの適用シナリオ エネルギー貯蔵インバータには、ピーク調整、待機電力、独立電源という 3 つの主要な役割があります。地域別ではヨーロッパでの需要がピークに達しており、ドイツを例に挙げると、ドイツの電力料金は2023年に0.46ドル/kWhに達し、世界第1位となっている。近年、ドイツの電力価格は上昇を続けており、太陽光発電/太陽光発電貯蔵のLCOEは1度当たりわずか10.2/15.5セントで、家庭用電力価格よりも78%/66%低く、住宅用電力価格と太陽光発電貯蔵の電力コストの差広がり続けます。家庭用太陽光発電配電および蓄電システムは電気料金を削減できるため、物価の高い地域ではユーザーは家庭用蓄電器を設置する強い動機を持っています。 ピーク市場では、ユーザーはコスト効率が高く、製造が容易なハイブリッド インバーターや AC 結合バッテリー システムを選択する傾向があります。高耐久変圧器を備えたオフグリッド バッテリー インバーター充電器はより高価ですが、ハイブリッド インバーターや AC 結合バッテリー システムでは、スイッチング トランジスタを備えたトランスレス インバーターが使用されます。これらのコンパクトで軽量のインバータは、サージとピーク電力の出力定格が低いだけでなく、コスト効率が高く、より安価で、製造が容易です。 米国と日本ではバックアップ電力が必要であり、南アフリカなどの地域を含め、市場が必要としているのはまさにスタンドアロン電力です。 EIA によると、2020 年の米国の平均停電時間は 8 時間以上で、主に老朽化した送電網の一部に点在する米国居住者と自然災害によるものです。家庭用 PV 配電および蓄電システムを適用すると、送電網への依存を軽減し、顧客側の電力供給の信頼性を高めることができます。米国の太陽光発電蓄電システムは、自然災害に備えて電力を蓄える必要があるため、より大規模で、より多くのバッテリーを搭載しています。独立した電力供給は当面の市場需要であり、南アフリカ、パキスタン、レバノン、フィリピン、ベトナム、および世界的なサプライチェーンの緊張にさらされているその他の国々では、国のインフラが電力で人口をサポートするのに十分ではないため、ユーザーは家庭用電力を供給する必要があります。太陽光発電蓄電システム。 バックアップ電源としてのハイブリッド インバータには制限があります。専用のオフグリッドバッテリーインバータと比較すると、ハイブリッドインバータにはいくつかの制限があり、主に停電時のサージまたはピーク電力出力が制限されます。さらに、一部のハイブリッド インバータにはバックアップ電源機能がないか制限されているため、停電時にバックアップできるのは照明や基本的な電源回路などの小規模または必須の負荷のみであり、多くのシステムでは停電中に 3 ～ 5 秒の遅延が発生します。 。一方、オフグリッド インバータは、非常に高いサージとピーク電力出力を提供し、高誘導負荷を処理できます。ユーザーがポンプ、コンプレッサー、洗濯機、電動工具などの高サージ機器に電力を供給する予定の場合、インバーターは高インダクタンスのサージ負荷に対応できる必要があります。 DC結合ハイブリッドインバータ 業界は現在、統合型 PV 蓄電設計を実現するために、DC 結合を備えた PV 蓄電システムをより多く使用しており、特にハイブリッド インバータの設置が簡単で低コストである新しいシステムで使用されています。新しいシステムを追加する場合、太陽光発電エネルギー貯蔵にハイブリッド インバータを使用すると、蓄電用インバータが制御とインバータの統合を実現できるため、設備コストと設置コストを削減できます。 DC 結合システムのコントローラとスイッチング スイッチは、AC 結合システムの系統接続インバータや配電キャビネットよりも安価であるため、DC 結合ソリューションは AC 結合ソリューションよりも安価です。 DC 結合システムのコントローラー、バッテリー、インバーターは直列であり、より密接に接続されており、柔軟性が低くなります。新設システムでは、ユーザーの負荷電力と消費電力に応じてPV、バッテリー、インバーターを設計するため、DC結合ハイブリッドインバーターにより適しています。 
DC結合ハイブリッドインバータ製品は主流のトレンドであり、BSLBATTも独自の製品を発売しました5kwハイブリッドソーラーインバーター昨年末に6kW、8kWのハイブリッドソーラーパワーコンディショナーを今年中に順次発売します！ エネルギー貯蔵インバータ メーカーの主力製品は、ヨーロッパ、米国、オーストラリアの 3 つの主要市場向けです。ヨーロッパ市場では、ドイツ、オーストリア、スイス、スウェーデン、オランダなどの伝統的な太陽光発電コア市場は主に三相市場であり、より大型の製品の電力に有利です。イタリア、スペインなどの南ヨーロッパ諸国では主に単相低電圧製品が必要です。また、チェコ共和国、ポーランド、ルーマニア、リトアニア、その他の東ヨーロッパ諸国は主に三相製品を需要していますが、受け入れられる価格は低くなります。米国には大規模なエネルギー貯蔵システムがあり、より高出力の製品が好まれています。 設置業者の間ではバッテリと蓄電インバータの分割型の方が人気がありますが、バッテリ インバータ一体型が今後の開発トレンドです。 PV エネルギー貯蔵ハイブリッド インバーターは、別売りのハイブリッド インバーターと、エネルギー貯蔵インバーターとバッテリーを一緒に販売するバッテリー エネルギー貯蔵システム (BESS) にさらに分けられます。現在、チャネルを管理しているディーラーの場合、各直接顧客がより集中しており、特にドイツ国外ではバッテリーとインバーターの分割製品の人気が高く、その主な理由は、設置と拡張が簡単で、調達コストを削減しやすいためです。 、バッテリーまたはインバーターは二次電源を見つけるために供給することができません、配達はより安全です。ドイツ、アメリカ、日本のトレンドはオールインワンマシンです。オールインワン機は販売後の手間が大幅に省けますし、米国の消防システム認証をインバーターと連動させる必要があるなど、認証の要素もあります。現在の技術トレンドはオールインワン機に向かっていますが、市場販売からインストーラの分割型ももう少し受け入れられるようになりました。 DC 結合システムでは、高電圧バッテリ システムの方が効率的ですが、高電圧バッテリが不足するとコストが高くなります。に比べ48Vバッテリーシステム、高電圧バッテリーは 200 ～ 500 V DC の範囲で動作し、ソーラー パネルは通常、バッテリー電圧と同様の 300 ～ 600 V で動作するため、ケーブル損失が低く効率が高く、高効率 DC-DC コンバータを非常に優れた電圧で使用できます。損失が少ない。高電圧バッテリー システムは低電圧システム バッテリーより高価ですが、インバーターは安価です。現在、高電圧バッテリーの需要が高く、供給が不足しているため、高電圧バッテリーの購入は困難であり、高電圧バッテリーが不足した場合には、低電圧バッテリーシステムを使用する方が安価です。 太陽電池アレイとインバーター間の DC 結合 
互換性のあるハイブリッドインバーターへの DC 直結 
AC結合インバータ DC 結合システムは、既存の系統接続システムの改修には適していません。 DC 結合方式には主に次のような問題があります。まず、DC 結合を使用するシステムには、既存の系統接続システムを改修する際の複雑な配線と冗長モジュール設計の問題があります。 2 つ目は、系統接続とオフグリッドの間の切り替えの遅延が長く、ユーザーの電力エクスペリエンスが低下することです。第三に、インテリジェント制御機能が十分に包括的ではなく、制御の応答性も十分にタイムリーではないため、家全体の電力供給のマイクログリッドアプリケーションの実現がさらに困難になります。したがって、Rene などの一部の企業は AC カップリング技術の道を選択しました。 ACカップリングシステムにより製品の設置が容易になります。 ReneSola は、AC 側と PV システムのカップリングを使用して双方向のエネルギーの流れを実現し、PV DC バスへのアクセスの必要性を排除し、製品の設置を容易にします。ソフトウェアのリアルタイム制御とハードウェア設計の改善を組み合わせて、グリッドとの間のミリ秒単位の切り替えを実現します。エネルギー貯蔵インバータ出力制御と電源および配電システム設計の革新的な組み合わせにより、自動制御ボックス制御の下で家全体の電力供給を実現します。 自動制御ボックス制御のマイクログリッドアプリケーション。 AC結合品の最大変換効率は従来品に比べて若干低くなります。ハイブリッドインバータ。 AC結合製品の最大変換効率は94～97%で、ハイブリッドインバータよりわずかに低くなります。これは主に、発電後にモジュールをバッテリーに保存する前にモジュールを2回変換する必要があり、変換効率が低下するためです。 。
投稿日時: 2024 年 5 月 8 日