Типове инвертори за съхранение на енергия
Технически маршрут: Има два основни маршрута: свързване на постоянен ток и променлив ток
Фотоволтаичната система за съхранение включва слънчеви панели, контролери,слънчеви инвертори, батерии за съхранение на енергия, товари и друго оборудване. Има два основни технически маршрута: свързване на постоянен ток и променлив ток. AC или DC свързването се отнася до начина, по който слънчевият панел е свързан или свързан към системата за съхранение на енергия или батерията. Типът на връзката между слънчевия панел и батерията може да бъде AC или DC. Повечето електронни вериги използват постоянен ток, слънчевите панели генерират постоянен ток, а батериите съхраняват постоянен ток, но повечето електрически уреди работят на AC.
Хибридната фотоволтаична + система за съхранение на енергия, тоест директният ток, генериран от фотоволтаичния модул, се съхранява в батерията през контролера, а мрежата може също да зарежда батерията през двупосочния DC-AC конвертор. Точката за събиране на енергия е в края на батерията на DC. През деня фотоволтаичното генериране на енергия първо доставя натоварването и след това зарежда батерията през контролера на MPPT. Системата за съхранение на енергия е свързана към мрежата и излишната мощност може да бъде свързана към мрежата; През нощта батерията се изхвърля за захранване на товара, а недостатъчната част се допълва от мрежата; Когато мрежата е извън захранването, фотоволтаичното производство на електроенергия и литиевите батерии захранват само мощността на натоварването извън мрежата и не може да се използва, свързан с мрежата. Когато мощността на натоварването е по -голяма от фотоволтаичното производство на енергия, мрежата и фотоволтаичната могат да захранват захранването на натоварването едновременно. Тъй като фотоволтаичното генериране на енергия и консумацията на енергия на товара не са стабилни, те разчитат на батерии, за да балансират енергията на системата. В допълнение, системата също така подкрепя потребителите да зададат времето за зареждане и разтоварване, за да отговори на потреблението на мощността на потребителя.
Как работи системата, свързана с постоянен ток
Източник: Spiritenergy, Haitong Securities Research Institute
Хибридна фотоволтаична + система за съхранение на енергия
Източник: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Хибридният инвертор интегрира функционалността извън мрежата, за да подобри ефективността на зареждане. Инверторите, обвързани с мрежата, автоматично изключват мощността към вашата система за слънчеви панели по време на прекъсване на електрозахранването от съображения за безопасност. Хибридните инвертори, от друга страна, позволяват на потребителите да имат възможности извън мрежата и мрежата едновременно, така че мощността може да се използва дори по време на прекъсвания на захранването. Хибридните инвертори опростяват мониторинга на енергията, като позволяват жизненоважни данни като производителност и производство на енергия да бъдат проверени чрез инверторния панел или свързани интелигентни устройства. Ако системата има два инвертора, те трябва да бъдат наблюдавани отделно. DC свързването намалява загубите от преобразуване на AC-DC. Ефективността на зареждане на батерията е около 95-99%, докато свързването на променлив ток е 90%.
Хибридните инвертори са икономични, компактни и лесни за инсталиране. Инсталирането на нов хибриден инвертор с DC-свързана батерия може да бъде по-евтино от преоборудването на AC-свързана батерия към съществуваща система, тъй като контролерът е по-евтин от обвързания с мрежа инвертор, превключвателят е по-евтин от разпределителния шкаф, а DC- Свързаният разтвор също може да бъде направен в контролер-инвертор всичко в едно, спестявайки както оборудване, така и разходи за монтаж. Особено за малки и средни системи извън мрежата, DC-свързаните системи са много рентабилни. Хибридните инвертори са силно модулни и е лесно да се добавят нови компоненти и контролери. Допълнителни компоненти могат лесно да се добавят с помощта на сравнително евтини DC слънчеви контролери. И хибридните инвертори са проектирани да интегрират съхранението по всяко време, което улеснява добавянето на батерии. Хибридните инверторни системи са сравнително компактни, използват батерии с високо напрежение и имат по-малки размери на кабела и по-ниски загуби.
Конфигурация на системата за свързване на постоянен ток
Източник: Мрежа за осветление Zhongrui, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
Конфигурация на системата за свързване на променлив ток
Източник: Мрежа за осветление Zhongrui, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
Хибридните инвертори обаче не са подходящи за надграждане на съществуващите слънчеви системи, а по -големите системи са по -сложни и скъпи за инсталиране. Ако потребителят иска да надстрои съществуваща слънчева система, за да включи съхранението на батерията, изборът на хибриден инвертор може да усложни ситуацията, а инверторът на батерията може да бъде по-рентабилен, тъй като изборът за инсталиране Система за слънчеви панели. По-големите системи са по-сложни за инсталиране и по-скъпи поради необходимостта от повече контролери с високо напрежение. Ако електричеството се използва повече през деня, ще има леко намаляване на ефективността поради DC (PV) до DC (Batt) до AC.
Свързаната фотоволтаична + система за съхранение на енергия, известна още като система за фотоволтаична + енергия за трансформация на променлив ток, може да осъзнае, че DC мощността, генерирана от фотоволтаичния модул в постоянен ток и се съхранява в батерията през инвертора за съхранение на енергия, свързан с променлив ток. Точката за събиране на енергия е в края на променлив ток. Тя включва фотоволтаична система за захранване и система за захранване на батерията. Фотоволтаичната система се състои от фотоволтаичен масив и свързан с решетка инвертор, а батерията се състои от батерия и двупосочен инвертор. Двете системи могат да работят независимо, без да се намесват една в друга, или те могат да бъдат отделени от мрежата за голяма захранване, за да образуват система за микрорешетка.
Как работят системите, свързани с променлив ток
Източник: Spiritenergy, Haitong Securities Research Institute
Свързана домакинска фотоволтаична + система за съхранение на енергия
Източник: Соларна общност Goodwe, Haitong Securities Research Institute
Системата за свързване на променлив ток е 100% съвместима с електрическата мрежа, лесна за инсталиране и лесна за разширяване. Предлагат се стандартни компоненти за инсталиране на домакинствата и дори сравнително големи системи (ниво от 2kW до MW) са лесно разширяващи се и могат да се комбинират с свързани с мрежата и самостоятелни генераторни набори (дизелови единици, вятърни турбини и др.). Повечето струни слънчеви инвертори над 3kW имат двойни MPPT входове, така че дългите струни от панели могат да бъдат инсталирани в различни ориентации и ъгли на наклона. При по -високи постояннотокови напрежения свързването на променлив ток е по -лесно, по -малко сложно и следователно по -малко скъпо за инсталиране на големи системи от системите, свързани с постоянен ток, изискващи множество контролери за зареждане на MPPT.
Свързването на променлив ток е подходящо за трансформация на системата и е по -ефективно да се използват променливи товари през деня. Съществуващите PV системи, свързани с мрежата, могат да бъдат трансформирани в системи за съхранение на енергия с ниски инвестиционни разходи. Той може да осигури на потребителите безопасна защита на мощността, когато мрежата е извън захранването. Той е съвместим с PV системи, свързани с мрежата от различни производители. Усъвършенстваните системи за свързване на променлив ток често се използват за по-големи системи извън мрежата и използват струнни слънчеви инвертори, комбинирани с усъвършенствани многомодови инвертори или инвертор/зарядни устройства за управление на батерии и мрежи/генератори. Макар и сравнително лесни за настройка и мощни, те са малко по-малко ефективни (90-94%) при зареждане на батерии в сравнение със системите за свързване на постоянен ток (98%). Тези системи обаче са по -ефективни при захранване на високи променливи товари през деня, достигайки повече от 97%, а някои системи могат да бъдат разширени с множество слънчеви инвертори, за да образуват микросетки.
Свързването на променлив ток е по -малко ефективно и по -скъпо за малките системи. Енергията, влизаща в батерията в променливотоковата връзка, трябва да се преобразува два пъти и когато потребителят започне да използва тази енергия, тя трябва да бъде преобразувана отново, добавяйки повече загуби към системата. Следователно, когато използвате система за батерия, ефективността на свързване на променлив ток спада до 85-90%. Инверторите, свързани с променлив ток, са по -скъпи за малките системи.
Системата за фотоволтаична + енергия на домакинството извън мрежата обикновено се състои от фотоволтаични модули, литиеви батерии, инвертори за съхранение на енергия извън мрежата, товари и дизелови генератори. Системата може да реализира директно зареждане на батерии чрез фотоволтаици чрез преобразуване на DC-DC, а също така може да реализира двупосочно преобразуване на DC-AC за зареждане и изхвърляне на батерията. През деня фотоволтаичното производство на енергия първо доставя товара, а след това зарежда батерията; През нощта батерията се изхвърля за захранване на товара и когато батерията е недостатъчна, товарът се доставя от дизелови генератори. Той може да отговори на ежедневното търсене на електроенергия в райони без електроенергии. Може да се комбинира с дизелови генератори, за да се даде възможност на дизеловите генератори да доставят товари или да зареждат батерии. Повечето инвертори за съхранение на енергия извън мрежата нямат сертификат за връзка с мрежата и дори ако системата има мрежа, тя не може да бъде свързана към мрежата.
Извън мрежата на мрежата
Източник: Официален уебсайт на Growatt, Haitong Securities Research Institute
Извън мрежата домашна фотоволтаична + система за съхранение на енергия
Източник: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Приложими сценарии за инвертори за съхранение на енергия
Инверторите за съхранение на енергия имат три основни функции, включително пиково бръснене, резервно захранване и независимо захранване. От регионална гледна точка върховото бръснене е търсене в Европа. Приемайки Германия за пример, цената на електроенергията в Германия достигна 2,3 юана/kWh през 2019 г., класирайки се на първо място в света. През последните години немските цени на електроенергията продължават да нарастват. През 2021 г. немската цена на жилищната електроенергия е достигнала 34 евро цента/kWh, докато фотоволтаичното/фотоволтаичното разпределение и съхранение на LCOE е само с 9,3/14,1 евро цента/kWh, което е 73%/59% по -ниска от цената на жилищната електроенергия. Цената на жилищната електроенергия е същата като разликата между фотоволтаичното разпределение и разходите за съхранение на електроенергията ще продължат да се разширяват. Системите за разпространение и съхранение на фотоволтаично домакинство могат да намалят разходите за електроенергия, така че потребителите в райони с високи цени на електроенергията имат силни стимули за инсталиране на съхранение на домакинства.
Цените на електроенергията в различни страни през 2019 г.
Източник: EUPD Research, Haitong Securities Research Institute
Ниво на цената на електроенергия в Германия (центи/kWh)
Източник: EUPD Research, Haitong Securities Research Institute
На пазара на пикови натоварвания потребителите избират хибридни инвертори и системи за батерии, свързани с променлив ток, които са по-рентабилни и по-лесни за производство. Инверторните зарядни устройства за батерии извън мрежата с тежки трансформатори са по-скъпи, а хибридните инвертори и променливотоковите системи за батерии използват без трансформатор с превключващи транзистори. Тези компактни и леки инвертори имат по-ниски оценки на изхода на мощност и пик, но са по-рентабилни, по-евтини и по-лесни за производство.
Резервното захранване е необходимо от САЩ и Япония, а независимото захранване е в спешно търсене на пазара, включително Южна Африка и други региони. Според ОВОС средната продължителност на прекъсване на електрозахранването в Съединените щати през 2020 г. надхвърля 8 часа, което е повлияно главно от разпръснатото резиденция на американските жители, стареенето на някои енергийни решетки и природни бедствия. Прилагането на системите за разпределение и съхранение на фотоволтаично домакинство може да намали зависимостта от електрическата мрежа и да увеличи надеждността на захранването от страна на потребителя. Фотоволтаичната система за съхранение на енергия в Съединените щати е по -голяма и е оборудвана с повече батерии, защото трябва да съхранява електричество, за да се справи с природни бедствия. Независимото захранване е спешно търсене на пазара. В страни като Южна Африка, Пакистан, Ливан, Филипини и Виетнам, където глобалната верига за доставки е тясна, националната инфраструктура не е достатъчна, за да поддържа потреблението на електроенергия на хората, така че потребителите трябва да бъдат оборудвани със системи за фотоволтаична енергия на хората.
Продължителност на прекъсването на електрозахранването на глава от населението (часове)
Източник: EIA, Haitong Securities Research Institute
През юни 2022 г. Южна Африка започва ниво на мощност на ниво шест, като много места преживяват прекъсвания на електрозахранването в продължение на 6 часа на ден.
Източник: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Хибридните инвертори имат някои ограничения като резервна мощност. В сравнение със специалните инвертори на батерията извън мрежата, хибридните инвертори имат някои ограничения, главно ограничен скок или пиков мощност по време на прекъсвания на захранването. В допълнение, някои хибридни инвертори нямат способност за резервно захранване или ограничена резервна мощност, така че само малки или необходими натоварвания като осветление и основни силови вериги могат да бъдат архивирани по време на прекъсвания на електрозахранването, а много системи ще имат 3-5 секунди закъснение по време на мощността прекъсвания. Инверторите извън мрежата осигуряват много висок преход и пиков мощност и могат да се справят с високи индуктивни натоварвания. Ако потребителите планират да захранват оборудване с висока оценка като помпи, компресори, перални машини и електроинструменти, инверторът трябва да може да се справи с високите индуктивни натоварвания на пренапрежение.
Сравнение на хибридна инверторна изходна мощност
Източник: Прегледи на чиста енергия, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
DC свързан хибриден инвертор
Понастоящем повечето фотоволтаични системи за съхранение на енергия в индустрията използват DC свързване за постигане на интегриран дизайн на фотоволтаично и енергия, особено в новите системи, където хибридните инвертори са лесни за инсталиране и ниска цена. При добавяне на нова система, използването на фотоволтаичен и енергиен хибриден инвертор може да намали разходите за оборудване и разходите за монтаж, тъй като един инвертор може да постигне интегриран контрол и инвертор. Контролерът и превключвателят на превключването в системата за свързване на постоянен ток са по-евтини от свързания с мрежата инвертор и шкаф за разпределение в системата за свързване на променлив ток, така че разтворът за свързване на постоянен ток е по-евтин от разтвора на променлив ток. В системата за свързване на постоянен ток контролерът, батерията и инверторът са серийни, връзката е сравнително стегната, а гъвкавостта е лоша. За новона инсталирани системи фотоволтаиците, батериите и инверторите са проектирани според натоварването на натоварването на потребителя и консумацията на енергия, така че те са по-подходящи за хибридни инвертори, свързани с постоянен ток.
DC-свързани хибридни инверторни продукти са основната тенденция, а основните местни производители са ги разположили. С изключение на AP Energy, основните производители на вътрешни инвертори са разположили хибридни инвертори, сред коитоSineng Electric, Goodwe и Jinlongсъщо са разгърнали инвертори с променлив ток и формата на продукта е пълна. Хибридният инвертор на Deye поддържа променливотоковото свързване въз основа на DC Coupling, който осигурява удобство за инсталиране за нуждите на трансформацията на запасите на потребителите.Sungrow, Huawei, Sineng Electric и GoodweРазгърнете батериите за съхранение на енергия и интеграцията на инвертора на батерията може да се превърне в тенденция в бъдеще.
Оформление на основните производители на вътрешни инвертори
Източник: Официални уебсайтове на различни компании, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
Трифазните продукти с високо напрежение са в центъра на вниманието на всички компании и Deye се фокусира върху продуктовия пазар с ниско напрежение. Понастоящем повечето хибридни инверторни продукти са в рамките на 10kW, продуктите под 6kW са предимно еднофазни продукти с ниско напрежение, а продуктите от 5-10kW са предимно трифазни продукти с високо напрежение. Deye разработи различни продукти с ниско напрежение с висока мощност, а тази година започна да се продава ниско напрежение 15kW продукт, стартиран.
Домашни инверторни производители Хибридни инверторни продукти
Максималната ефективност на преобразуване на новите продукти от местните производители на инвертори достигна около 98%, а времето за превключване на мрежата и извън мрежата обикновено е по-малко от 20 ms. Максималната ефективност на преобразуванена Jinlong, Sungrow и HuaweiПродуктите са достигнали 98,4%иGoodweсъщо е достигнал 98,2%. Максималната ефективност на конверсия на Homai и Deye е малко по-ниска от 98%, но времето за превключване на мрежата на Deye и извън мрежата е само 4 ms, далеч по-ниско от 10-20ms на неговите връстници.
Сравнение на максимална ефективност на конверсия на хибридни инвертори от различни компании
Източник: Официални уебсайтове на всяка компания, Haitong Securities Research Institute
Сравнение на времето за превключване на хибридните инвертори на различни компании (MS)
Източник: Официални уебсайтове на всяка компания, Haitong Securities Research Institute
Основните продукти на местните производители на инвертори са насочени най -вече към трите основни пазара на Европа, САЩ и Австралия. На европейския пазар традиционните фотоволтаични основни пазари като Германия, Австрия, Швейцария, Швеция и Холандия са главно трифазни пазари, които предпочитат продукти с по-висока енергия. Традиционните производители с предимства са слънце и Goodwe. Ginlang се ускорява, за да навакса, разчита на ценовото предимство и стартирането на продукти с висока мощност над 15kW се предпочита от потребителите. Южноевропейските страни като Италия и Испания се нуждаят главно от еднофазни продукти с ниско напрежение.Goodwe, Ginlang и ShouhangИзпълнява се добре в Италия миналата година, като всеки от тях представлява около 30% от пазара. Източноевропейските страни като Чехия, Полша, Румъния и Литва изискват главно трифазни продукти, но тяхното приемане на цените е ниско. Следователно Shouhang се представи добре на този пазар с ниската си ценова предимство. През второто тримесечие на тази година Deye започна да доставя 15 кВт нови продукти в Съединените щати. Съединените щати разполагат с по -големи системи за съхранение на енергия и предпочитат продукти с по -висока енергия.
Хибридните продукти на производителите на вътрешни инвертори са насочени към пазара
Източник: Официални уебсайтове на всяка компания, Haitong Securities Research Institute
Инверторът на батерията с разделен тип е по-популярен сред инсталаторите, но инверторът на батерията All-in-One е бъдещата тенденция за развитие. Хибридните инвертори на слънчевото съхранение са разделени на хибридни инвертори, продавани отделно и системи за съхранение на енергия на батерията (BESS), които продават инвертори и батерии заедно. Понастоящем, като дилърите, които контролират каналите, директните клиенти са сравнително концентрирани, а продуктите с отделни батерии и инвертори са по -популярни, особено извън Германия, тъй като те са лесни за инсталиране и разширяване и могат да намалят разходите за обществени поръчки. , Ако един доставчик не може да достави батерии или инвертори, можете да намерите втори доставчик и доставката ще бъде по -гарантирана. Тенденцията в Германия, Съединените щати и Япония са все по-големи машини. Машината за всичко в едно може да спести много проблеми след продажбата и има фактори за сертифициране. Например сертифицирането на пожарната система в Съединените щати трябва да бъде свързано с инвертора. Настоящата технологична тенденция е към машините за всичко в едно, но по отношение на продажбите на пазара, разделеният тип е по-приет от инсталаторите.
Повечето местни производители започнаха да разгръщат интегрирани машини за батерии. Производители катоShohang Xinneng, Growatt и Kehuaвсички са избрали този модел. Продажбите на батерии за съхранение на енергия на Shougang Xinneng през 2021 г. достигнаха 35 100 бр, увеличение с 25 пъти в сравнение с 20 години; Енергийното съхранение на Growatt през 2021 г. Продажбите на батерии бяха 53 000 комплекта, петкратно увеличение от преди 20 години. Отличното качество на инверторите за съхранение на енергия на AIRO е довело до продължаването на ръста на продажбите на батерии. През 2021 г. доставките на батерии на Airo са 196,99mwh, с приходи от 383 милиона юана, повече от двойно по -големи от приходите на инверторите за съхранение на енергия. Клиентите имат висока степен на разпознаване на производителите на инвертори, които правят батерии, тъй като имат добра връзка с кооперативните с производителите на инвертора и имат доверие в продуктите.
Пропорцията на приходите на батерията за нова батерия за съхранение на Shouhang бързо се увеличава
RCE: EIA, Haitong Securities Research Institute
Приходите от батерията за съхранение на енергия на AIRO ще представляват 46% през 2021 г.
Източник: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
В системите, свързани с DC, системите за батерии с високо напрежение са по -ефективни, но по -скъпи в случай на недостиг на батерии с високо напрежение. В сравнение с 48V батерии, батериите с високо напрежение имат диапазон на работно напрежение от 200-500V DC, по-ниски загуби на кабела и по-висока ефективност, тъй като слънчевите панели обикновено работят при 300-600V, подобно на напрежението на батерията и много ниска загуба и висока ефективност Могат да се използват DC-DC конвертори. Системите за батерии с високо напрежение имат по -високи цени на батерията и по -ниски цени на инвертора от системите с ниско напрежение. Понастоящем батериите с високо напрежение са с високо търсене и недостатъчно захранване, така че батериите с високо напрежение са трудни за закупуване. В случай на недостиг на батерии с високо напрежение е по -евтино да се използват системи за батерии с ниско напрежение.
DC свързване между слънчев масив и инвертор
Източник: Прегледи на чиста енергия, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
Директно свързване на DC към съвместими хибридни инвертори
RCE: Чисто прегледи на енергия, изследователски институт за ценни книжа Haitong
Хибридните инвертори от големите местни производители са подходящи за системи извън мрежата, тъй като тяхната резервна мощност по време на прекъсвания на електрозахранването не е ограничена. Резервното захранване на някои продукти е малко по -ниска от нормалния диапазон на мощност, ноРезервното захранване на новите продукти на Goodwe, Jinlang, Sungrow и Hemai е същата като нормалната стойност, тоест, мощността не е по-ограничена при работа извън мрежата, така че инверторите за съхранение на енергия на вътрешните инвертори са подходящи за системи извън мрежата.
Сравнение на резервното захранване на захранването на хибридни инверторни продукти от местните производители на инвертор
Източници на данни: Официални уебсайтове на всяка компания, Haitong Securities Research Institute
Променлив инвертор, свързан с променлив ток
DC-свързаните системи не са подходящи за модернизиране на съществуващи системи, свързани с мрежата. Методът на свързване на постоянен ток главно има следните проблеми: Първо, системата, използваща DC Coupling, има проблеми със сложно окабеляване и излишен дизайн на модула при промяна на съществуващата система, свързана с мрежата; Второ, забавянето на превключването между свързаната с мрежата и извън мрежата е дълго, което е трудно за използването на потребителите. Опитът с електричество е лош; Трето, интелигентните функции за управление не са достатъчно изчерпателни и контролната реакция не е достатъчно навременна, което затруднява прилагането на приложения за микрорешетка за захранване в цялата къща. Следователно някои компании са избрали маршрута на технологията за свързване на променлив ток, като Yuneng.
Системата за свързване на променлив ток улеснява инсталирането на продукта. Yuneng осъзнава двупосочния поток на енергия, като свързва променливотоковата страна и фотоволтаичната система, премахвайки нуждата от достъп до фотоволтаичната постоянен ток, което прави инсталацията на продукта по-лесна; Той осъзнава интеграцията извън мрежата чрез комбинация от софтуер за контрол в реално време и подобрения на хардуерния дизайн милисекундни превключване на нивото на нивото на нивото; Чрез контрола на изхода на инвертора за съхранение на енергия и иновативния комбиниран дизайн на системата за захранване и разпределение, се реализира прилагането на микрорешета на захранването на цялата къща под контрола на автоматичната контролна кутия.
Максималната ефективност на конверсия на продуктите, свързани с променлив ток, е малко по-ниска от тази на хибридните инвертори. Jinlong и Goodwe също са разположили продукти, свързани с променлив ток, насочени главно към пазара за трансформация на акции. Максималната ефективност на конверсия на продуктите, свързани с променлив ток, е 94-97%, което е малко по-ниско от тази на хибридните инвертори. Това се дължи главно на това, че компонентите трябва да претърпят две реализации, преди да могат да се съхраняват в батерията след генериране на електричество, което намалява ефективността на преобразуване.
Сравнение на продукти, свързани с променлив ток от местните производители на инвертори
Източник: Официални уебсайтове на различни компании, Институт за изследване на ценни книжа Haitong
Време за публикация: 20-2024 май
