Energilagringsinverterstyper
Teknisk rute: Der er to vigtige ruter: DC -kobling og AC -kobling
Det fotovoltaiske opbevaringssystem inkluderer solcellepaneler, controllere,solinvertere, energilagringsbatterier, belastninger og andet udstyr. Der er to vigtigste tekniske ruter: DC -kobling og AC -kobling. AC- eller DC -kobling henviser til den måde, solcellepanelet er koblet eller tilsluttet til energilagrings- eller batterisystemet. Forbindelsestypen mellem solcellepanelet og batteriet kan være AC eller DC. De fleste elektroniske kredsløb bruger DC, solcellepaneler genererer DC, og batterier opbevarer DC, men de fleste elektriske apparater kører på AC.
Hybrid fotovoltaisk + energilagringssystem, det vil sige den jævnstrøm, der genereres af det fotovoltaiske modul, gemmes i batteripakken gennem controlleren, og gitteret kan også oplade batteriet gennem det tovejs DC-AC-konverter. Energisamlingspunktet er ved DC -batteriets ende. I løbet af dagen leverer fotovoltaisk kraftproduktion først belastningen og oplader derefter batteriet gennem MPPT -controlleren. Energilagringssystemet er forbundet til gitteret, og den overskydende effekt kan tilsluttes til nettet; Om natten udledes batteriet for at levere belastningen, og den utilstrækkelige del suppleres med gitteret; Når gitteret er ude af strøm, leverer fotovoltaisk kraftproduktion og lithiumbatterier kun strøm til off-grid-belastningen, og det gitterforbundne belastning kan ikke bruges. Når belastningseffekten er større end den fotovoltaiske kraftproduktionseffekt, kan gitteret og fotovoltaisk levere strøm til belastningen på samme tid. Da fotovoltaisk kraftproduktion og belastningseffektforbrug ikke er stabile, er de afhængige af batterier for at afbalancere systemenergien. Derudover understøtter systemet også brugerne til at indstille opladnings- og afladningstiden for at imødekomme brugerens strømbehov.
Hvordan et DC-koblet system fungerer
Kilde: Spiritenergy, Haitong Securities Research Institute
Hybrid fotovoltaisk + energilagringssystem
Kilde: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Hybridinverteren integrerer off-grid-funktionalitet for at forbedre opladningseffektiviteten. Gitterbundet invertere lukker automatisk strømmen til dit solcellepanel-system under et strømafbrydelse af sikkerhedsmæssige årsager. Hybrid-invertere giver på den anden side brugerne mulighed for at have off-grid og on-grid-kapaciteter på samme tid, så strøm kan bruges selv under strømafbrydelser. Hybrid -invertere forenkler energiformering, hvilket gør det muligt at kontrollere vigtige data, såsom ydelse og energiproduktion, gennem inverterpanelet eller tilsluttede smarte enheder. Hvis systemet har to invertere, skal de overvåges separat. DC-kobling reducerer AC-DC-konverteringstab. Batteriopladningseffektivitet er ca. 95-99%, mens AC-kobling er 90%.
Hybridinvertere er økonomiske, kompakte og lette at installere. Installation af en ny hybridinverter med et DC-koblet batteri kan være billigere end at eftermontere et AC-koblet batteri til et eksisterende system, fordi controlleren er billigere end en gitterbundet inverter, kontakten er billigere end et distributionsskab og DC- Koblet løsning kan også laves til en controller-inverter alt-i-en, der sparer både udstyr og installationsomkostninger. Især for små og mellemstore off-grid-systemer er DC-koblede systemer meget omkostningseffektive. Hybridinvertere er meget modulære, og det er let at tilføje nye komponenter og controllere. Yderligere komponenter kan let tilføjes ved hjælp af relativt billige DC-solcontrollere. Og hybridinvertere er designet til at integrere opbevaring når som helst, hvilket gør det lettere at tilføje batteripakker. Hybridinvertersystemer er relativt kompakte, bruger højspændingsbatterier og har mindre kabelstørrelser og lavere tab.
DC -koblingssystemkonfiguration
Kilde: Zhongrui Lighting Network, Haitong Securities Research Institute
AC -koblingssystemkonfiguration
Kilde: Zhongrui Lighting Network, Haitong Securities Research Institute
Imidlertid er hybridinvertere ikke egnede til at opgradere eksisterende solsystemer, og større systemer er mere komplekse og dyre at installere. Hvis en bruger ønsker at opgradere et eksisterende solsystem til at omfatte batterilagring, kan det være mere omkostningseffektivt at vælge en hybridinverter, og et batteri-inverter kan være mere omkostningseffektivt, fordi det at vælge at installere en hybridinverter kræver et omfattende og dyrt omarbejdning af hele hele Solpanel -system. Større systemer er mere komplekse at installere og dyrere på grund af behovet for flere højspændingskontrollere. Hvis der bruges elektricitet mere om dagen, vil der være et let fald i effektiviteten på grund af DC (PV) til DC (BATT) til AC.
Det koblede fotovoltaiske + energilagringssystem, også kendt som AC-transformationsfotovoltaisk + energilagringssystem, kan indse, at DC-strømmen genereret af det fotovoltaiske modul omdannes til vekselstrøm gennem det gitterforbundne inverter, og derefter konverteres overskydende strøm til DC -strøm og opbevaret i batteriet gennem den vekselstrømsopbevaring af energilagring. Energisamlingspunktet er i AC -enden. Det inkluderer et fotovoltaisk strømforsyningssystem og et batteri strømforsyningssystem. Det fotovoltaiske system består af en fotovoltaisk matrix og en gitterforbundet inverter, og batterisystemet består af en batteripakke og en tovejsinverter. De to systemer kan fungere uafhængigt uden at forstyrre hinanden, eller de kan adskilles fra det store strømnet til at danne et mikrogrid -system.
Hvordan AC-koblede systemer fungerer
Kilde: Spiritenergy, Haitong Securities Research Institute
Koblet husholdning fotovoltaisk + energilagringssystem
Kilde: Goodwe Solar Community, Haitong Securities Research Institute
AC -koblingssystemet er 100% kompatibelt med strømnettet, let at installere og let at udvide. Standard husholdningsinstallationskomponenter er tilgængelige, og endda relativt store systemer (2 kW til MW-niveau) kan let udvides og kan kombineres med gitterforbundne og fristående generatorsæt (dieselenheder, vindmøller osv.). De fleste streng solinvertere over 3 kW har dobbelt MPPT -indgange, så lange strenge af paneler kan installeres i forskellige orienteringer og vippevinkler. Ved højere DC -spændinger er AC -kobling lettere, mindre kompleks og derfor billigere at installere store systemer end DC -koblede systemer, der kræver flere MPPT -ladningscontrollere.
AC -kobling er velegnet til systemtransformation, og det er mere effektivt at bruge AC -belastninger i løbet af dagen. Eksisterende gitterforbundne PV-systemer kan omdannes til energilagringssystemer med lave investeringsomkostninger. Det kan give brugerne sikker strømbeskyttelse, når gitteret er ude af strøm. Det er kompatibelt med gitterforbundne PV-systemer fra forskellige producenter. Avancerede AC-koblingssystemer bruges ofte til større off-grid-systemer og bruger strenge solinvertere kombineret med avancerede multi-mode invertere eller inverter/opladere til at administrere batterier og gitter/generatorer. Selvom de er relativt enkle at konfigurere og kraftfuld, er de lidt mindre effektive (90-94%), når de oplades batterier sammenlignet med DC-koblingssystemer (98%). Imidlertid er disse systemer mere effektive, når de driver høje vekselstrømsbelastninger i løbet af dagen og når mere end 97%, og nogle systemer kan udvides med flere solinvertere til dannelse af mikrogrider.
AC -kobling er mindre effektiv og dyrere for små systemer. Energien, der går ind i batteriet i AC -kobling, skal konverteres to gange, og når brugeren begynder at bruge denne energi, skal den konverteres igen og tilføje flere tab til systemet. Derfor, når du bruger et batterisystem, falder AC-koblingseffektiviteten til 85-90%. AC -koblede invertere er dyrere for små systemer.
Husholdning af husholdningsfotovoltaisk + energilagringssystem er generelt sammensat af fotovoltaiske moduler, lithiumbatterier, invertere af energilagringsinvertere, belastninger og dieselgeneratorer. Systemet kan realisere direkte opladning af batterier ved fotovoltaik gennem DC-DC-konvertering og kan også realisere tovejs DC-AC-konvertering til opladning og afladning af batteri. I løbet af dagen leverer fotovoltaisk kraftproduktion først belastningen og oplader derefter batteriet; Om natten udledes batteriet for at levere belastningen, og når batteriet er utilstrækkeligt, leveres belastningen af dieselgeneratorer. Det kan imødekomme den daglige el -efterspørgsel i områder uden strømnet. Det kan kombineres med dieselgeneratorer for at gøre det muligt for dieselgeneratorer at levere belastninger eller oplade batterier. De fleste invertere uden for grid-energilagringer har ikke gitterforbindelsescertificering, og selvom systemet har et gitter, kan det ikke tilsluttes gitteret.
Fra gitterinverter
Kilde: Growatt Official Website, Haitong Securities Research Institute
Off-grid hjemmefotovoltaisk + energilagringssystem
Kilde: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Relevante scenarier for energilagringsinvertere
Inverter af energilagringer har tre hovedfunktioner, herunder spidsbarbering, backup -strømforsyning og uafhængig strømforsyning. Fra et regionalt perspektiv er spidsbarbering et krav i Europa. Ved at tage Tyskland som eksempel nåede elprisen i Tyskland 2,3 Yuan/KWh i 2019 og rangerede først i verden. I de senere år er tyske elpriser fortsat med at stige. I 2021 har den tyske boligelektricitetspris nået 34 euro cent/kWh, mens den fotovoltaiske/fotovoltaiske distribution og opbevaring LCOE kun er 9,3/14,1 euro cent/kWh, hvilket er 73%/59% lavere end boligprisen. Boligelektricitetsprisen er den samme som forskellen mellem fotovoltaisk distribution og opbevaring af elektricitetsomkostninger vil fortsat udvides. Husholdningsfotovoltaiske distributions- og opbevaringssystemer kan reducere elektricitetsomkostningerne, så brugere i områder med høje elektricitetspriser har stærke incitamenter til at installere husholdningsopbevaring.
Boligelektricitetspriser i forskellige lande i 2019
Kilde: EUPD Research, Haitong Securities Research Institute
Elektricitetsprisniveau i Tyskland (cent/kWh)
Kilde: EUPD Research, Haitong Securities Research Institute
På markedet for topbelastning vælger brugerne hybridinvertere og AC-koblede batterisystemer, som er mere omkostningseffektive og lettere at fremstille. Off-grid-batteri-inverteropladere med tunge transformatorer er dyrere, og hybridinvertere og AC-koblede batterisystemer bruger transformerløse invertere med skifte transistorer. Disse kompakte og lette invertere har lavere stigninger i stigningen i peak-effekt, men er mere omkostningseffektive, billigere og lettere at fremstille.
Backup -strømforsyning er nødvendig af De Forenede Stater og Japan, og uafhængig strømforsyning er i presserende markedets efterspørgsel, herunder Sydafrika og andre regioner. I henhold til VVM oversteg den gennemsnitlige strømafbrydelse i USA i 2020 8 timer, hvilket hovedsageligt blev påvirket af de spredte opholdssted for amerikanske beboere, aldring af nogle strømnet og naturkatastrofer. Anvendelsen af husholdningsfotovoltaiske distributions- og opbevaringssystemer kan reducere afhængigheden af strømnettet og øge pålideligheden af strømforsyningen på brugersiden. Det fotovoltaiske energilagringssystem i USA er større og udstyret med flere batterier, fordi det er nødvendigt at opbevare elektricitet til at håndtere naturkatastrofer. Uafhængig strømforsyning er en presserende efterspørgsel efter markedet. I lande som Sydafrika, Pakistan, Libanon, Filippinerne og Vietnam, hvor den globale forsyningskæde er stram, er de nationale infrastruktur ikke nok til at støtte folks elforbrug, så brugerne skal være udstyret med husholdningsfotovoltaiske energilagringssystemer.
US strømafbrydelse varighed pr. Indbygger (timer)
Kilde: EIA, Haitong Securities Research Institute
I juni 2022 begyndte Sydafrika niveau seks strømrationering, hvor mange steder oplevede strømafbrydelser i 6 timer om dagen.
Kilde: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
Hybrid -invertere har nogle begrænsninger som backup -strøm. Sammenlignet med dedikerede off-grid-batteri-invertere har hybridinvertere nogle begrænsninger, hovedsageligt begrænset bølge eller spids effekt under strømafbrydelser. Derudover har nogle hybridinvertere ingen sikkerhedskapacitet i sikkerhedskopiering eller begrænset sikkerhedskopiering, så kun små eller nødvendige belastninger såsom belysning og grundlæggende strømkredsløb kan sikkerhedskopieres under strømafbrydelser, og mange systemer vil have en 3-5 sekunders forsinkelse under strøm strømafbrydelser. Off-grid-invertere giver meget høj bølge og spids effekt og kan håndtere høje induktive belastninger. Hvis brugere planlægger at drive udstyr med høj kur, såsom pumper, kompressorer, vaskemaskiner og elværktøj, skal inverteren være i stand til at håndtere høje induktive overspændingsbelastninger.
Hybrid inverter udgangseffekt sammenligning
Kilde: Rene energianmeldelser, Haitong Securities Research Institute
DC koblet hybridinverter
På nuværende tidspunkt bruger de fleste fotovoltaiske energilagringssystemer i industrien DC -kobling til at opnå integreret fotovoltaisk og energilagringsdesign, især i nye systemer, hvor hybrid -invertere er lette at installere og lave omkostninger. Når du tilføjer et nyt system, kan brug af en fotovoltaisk og energilagringshybridinverter reducere omkostninger til udstyr og installationsomkostninger, fordi en inverter kan opnå integreret kontrol og inverter. Controller og switch-switch i DC-koblingssystemet er billigere end de gitterforbundne inverter- og distributionsskab i AC-koblingssystemet, så DC-koblingsopløsningen er billigere end AC-koblingsopløsningen. I DC -koblingssystemet er controller, batteri og inverter seriel, forbindelsen er relativt stram, og fleksibiliteten er dårlig. For nyligt installerede systemer er fotovoltaik, batterier og invertere designet i henhold til brugerens belastningseffekt og strømforbrug, så de er mere velegnede til DC-koblede hybridinvertere.
DC-koblede hybridinverterprodukter er mainstream-tendensen, og større indenlandske producenter har implementeret dem. Bortset fra AP -energi har store indenlandske inverterproducenter implementeret hybridinvertere, blandt hvilkeSineng Electric, Goodwe og Jinlonghar også implementeret AC-koblede invertere, og produktformularen er afsluttet. Deyes hybridinverter understøtter AC -kobling på grundlag af DC -kobling, som giver installationens bekvemmelighed for brugernes lagerbehandlingsbehov.Sungrow, Huawei, Sineng Electric og Goodwehar implementeret energilagringsbatterier, og inverter af batteriinverter kan blive en tendens i fremtiden.
Layout af store indenlandske inverterproducenter
Kilde: Officielle websteder for forskellige virksomheder, Haitong Securities Research Institute
Tre-fase højspændingsprodukter er i fokus for alle virksomheder, og Deye fokuserer på markedet for lavspændingsprodukter. I øjeblikket er de fleste hybridinverterprodukter inden for 10 kW, produkter under 6 kW er for det meste enfaset lavspændingsprodukter, og 5-10 kW produkter er for det meste trefasede højspændingsprodukter. Deye har udviklet en række højeffekt-lavspændingsprodukter, og lavspændings 15kW-produktet, der blev lanceret i år, er begyndt at sælge.
Indenlandske inverterproducenter hybrid inverterprodukter
Den maksimale konverteringseffektivitet af nye produkter fra producenter af indenlandske inverter har nået ca. 98%, og on-grid og off-grid switching-tid er generelt mindre end 20ms. Den maksimale konverteringseffektivitetaf Jinlong, Sungrow og HuaweiProdukter har nået 98,4%ogGoodwehar også nået 98,2%. Den maksimale konverteringseffektivitet af Homai og Deye er lidt lavere end 98%, men Deyes on-grid og off-grid switching-tid er kun 4ms, langt lavere end 10-20ms af dets jævnaldrende.
Sammenligning af maksimal konverteringseffektivitet af hybridinvertere fra forskellige virksomheder
Kilde: Officielle websteder for hver virksomhed, Haitong Securities Research Institute
Sammenligning af skiftetid for hybrid invertere af forskellige virksomheder (MS)
Kilde: Officielle websteder for hver virksomhed, Haitong Securities Research Institute
De vigtigste produkter fra producenter af indenlandske inverter er for det meste målrettet mod de tre store markeder i Europa, De Forenede Stater og Australien. På det europæiske marked er traditionelle fotovoltaiske kernemarkeder som Tyskland, Østrig, Schweiz, Sverige og Holland hovedsageligt tre-fase markeder, der foretrækker produkter med højere magt. De traditionelle producenter med fordele er solskin og Goodwe. Ginlang accelererer for at indhente, idet den er afhængig af prisfordelen, og lanceringen af højeffektprodukter over 15 kW favoriseres af brugere. Sydeuropæiske lande som Italien og Spanien har hovedsageligt brug for enfaset lavspændingsprodukter.Goodwe, Ginlang og ShouhangOptrådte godt i Italien sidste år, der hver tegner sig for ca. 30% af markedet. Østeuropæiske lande som Tjekkiet, Polen, Rumænien og Litauen kræver hovedsageligt trefasede produkter, men deres prisaccept er lav. Derfor fungerede Shouhang godt på dette marked med sin lave prisfordel. I andet kvartal i år begyndte Deye at sende 15 kW nye produkter til USA. De Forenede Stater har større energilagringssystemer og foretrækker højere kraftprodukter.
Indenlandske inverterproducenters hybridinverterprodukter er målrettet mod markedet
Kilde: Officielle websteder for hver virksomhed, Haitong Securities Research Institute
Inverteren med delt type batteri er mere populært blandt installatører, men alt-i-en-batteri-inverteren er den fremtidige udviklingstrend. Solarage-hybrid-invertere er opdelt i hybridinvertere, der sælges separat og batterilagringssystemer (BESS), der sælger invertere og batterier sammen. I øjeblikket med forhandlere, der kontrollerer kanalerne, er direkte kunder relativt koncentrerede, og produkter med separate batterier og invertere er mere populære, især uden for Tyskland, fordi de er lette at installere og udvide og kan reducere indkøbsomkostninger. , hvis en leverandør ikke kan levere batterier eller invertere, kan du finde en anden leverandør, og leveringen vil være mere garanteret. Tendensen i Tyskland, USA og Japan er alt-i-en-maskiner. Den alt-i-en-maskine kan spare en masse eftersalgsproblemer, og der er certificeringsfaktorer. For eksempel skal brandsystemcertificeringen i USA være knyttet til inverteren. Den nuværende teknologiske tendens er mod alt-i-en-maskiner, men med hensyn til markedssalg accepteres den splittede type mere af installatører.
De fleste indenlandske producenter er begyndt at implementere integrerede maskiner i batteri-inverter. Producenter somShohang Xinneng, Growatt og KehuaHar alle valgt denne model. Shougang Xinnengs salg af energilagringsbatteri i 2021 nåede 35.100 stk, en stigning på 25 gange sammenlignet med 20 år; Growatts energilagring i 2021-batterisalg var 53.000 sæt, en fem gange stigning fra 20 år siden. Den fremragende kvalitet af Airo Energy Storage Inverters har drevet den fortsatte vækst af batterisalg. I 2021 var Airo -batteriforsendelser 196.99mwh, med en omsætning på 383 millioner yuan, mere end det dobbelte af omsætningen af energilagringsinvertere. Kunder har en høj grad af anerkendelse af inverterproducenter, der skaber batterier, fordi de har et godt samarbejdsvilligt forhold til inverterproducenterne og har tillid til produkterne.
Shouhang New Energy Storage Battery's indtægtsandel øges hurtigt
RCE: EIA, Haitong Securities Research Institute
Airos indtægter til energilagringsbatteri vil tegne sig for 46% i 2021
Kilde: Goodwe Photovoltaic Community, Haitong Securities Research Institute
I DC -koblede systemer er højspændingsbatterisystemer mere effektive, men dyrere i tilfælde af højspændingsbatterimangel. Sammenlignet med 48V batterisystemer har højspændingsbatterier et driftsspændingsområde på 200-500V DC, lavere kabeltab og højere effektivitet, fordi solcellepaneler normalt fungerer ved 300-600V, svarende til batterispænding og meget lav tab og høj effektivitet DC-DC-konvertere kan bruges. Højspændingsbatterisystemer har højere batteripriser og lavere inverterpriser end lavspændingssystemer. I øjeblikket er højspændingsbatterier i høj efterspørgsel og utilstrækkelig forsyning, så højspændingsbatterier er vanskelige at købe. I tilfælde af mangel på højspændingsbatteri er det billigere at bruge lavspændingsbatterisystemer.
DC -kobling mellem solarray og inverter
Kilde: Rene energianmeldelser, Haitong Securities Research Institute
Direkte DC -kobling til kompatible hybridinvertere
RCE: REUN ENERGY REVIEWS, Haitong Securities Research Institute
Hybridinvertere fra større indenlandske producenter er velegnede til off-grid-systemer, fordi deres backup-effekt under strømafbrydelser ikke er begrænset. Backup -strømforsyningseffekten for nogle produkter er lidt lavere end det normale effektområde, menBackup -strømforsyningseffekten af nye produkter fra Goodwe, Jinlang, Sungrow og Hemai er den samme som den normale værdi, det vil sige, at strømmen ikke er mere begrænset, når man kører off-grid, så indenlandske inverterproducenternes energilagringsinvertere er velegnet til off-grid-systemer.
Sammenligning af backup -strømforsyningseffekt for hybridinverterprodukter fra indenlandske inverterproducenter
Datakilder: Officielle websteder for hver virksomhed, Haitong Securities Research Institute
AC -koblet inverter
DC-koblede systemer er ikke egnede til eftermontering af eksisterende netforbundne systemer. DC-koblingsmetoden har hovedsageligt følgende problemer: For det første har systemet, der bruger DC-kobling, problemer med komplekse ledninger og overflødigt moduldesign, når man modificerer det eksisterende netforbundne system; For det andet er forsinkelsen med at skifte mellem gitterforbundet og off-grid lang, hvilket er vanskeligt for brugerne at bruge. Elektricitetsoplevelsen er dårlig; For det tredje er de intelligente kontrolfunktioner ikke omfattende nok, og kontrolresponsen er ikke rettidig nok, hvilket gør det vanskeligt at implementere mikrogrid-applikationer til helhus strømforsyning. Derfor har nogle virksomheder valgt AC -koblingsteknologiruten, såsom Yuneng.
AC -koblingssystem gør produktinstallation lettere. Yuneng indser den to-vejs strøm af energi ved at koble AC-siden og det fotovoltaiske system, hvilket eliminerer behovet for adgang til den fotovoltaiske DC-bus, hvilket gør produktinstallation lettere; Det er klar over, at grid-grid-integration gennem en kombination af software realtidskontrol og hardware-designforbedringer Millisecond-niveau-switching; Gennem outputkontrol af energilagringsinverteren og det innovative kombinerede design af strømforsynings- og distributionssystemet realiseres mikrogrid-anvendelsen af helhus strømforsyning under kontrol af den automatiske kontrolboks.
Den maksimale konverteringseffektivitet af AC-koblede produkter er lidt lavere end for hybridinvertere. Jinlong og Goodwe har også implementeret AC-koblede produkter, hovedsageligt målrettet mod markedet for lagertransformation. Den maksimale konverteringseffektivitet af AC-koblede produkter er 94-97%, hvilket er lidt lavere end for hybrid invertere. Dette skyldes hovedsageligt, at komponenterne skal gennemgå to konverteringer, før de kan opbevares i batteriet efter generering af elektricitet, hvilket reducerer konverteringseffektiviteten.
Sammenligning af AC-koblede produkter fra producenter af indenlandske inverter
Kilde: Officielle websteder for forskellige virksomheder, Haitong Securities Research Institute
Posttid: maj-20-2024
