エネルギー貯蔵インバータータイプ
技術的ルート：2つの主要なルートがあります：DCカップリングとACカップリング
太陽光発電ストレージシステムには、ソーラーパネル、コントローラーが含まれます。ソーラーインバーター、エネルギー貯蔵バッテリー、荷重やその他の機器。 2つの主要な技術ルートがあります：DCカップリングとACカップリング。 ACまたはDCの結合とは、ソーラーパネルがエネルギー貯蔵またはバッテリーシステムに結合または接続されている方法を指します。ソーラーパネルとバッテリー間の接続タイプは、ACまたはDCにすることができます。ほとんどの電子回路はDCを使用し、ソーラーパネルはDCを生成し、バッテリーはDCを保存しますが、ほとんどの電化製品はACで実行されます。
ハイブリッド太陽光発電 +エネルギー貯蔵システム、つまり、太陽光発電モジュールによって生成される直接電流は、コントローラーを介してバッテリーパックに保存され、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。エネルギー収集ポイントは、DCバッテリーエンドにあります。日中、太陽光発電の発電は最初に負荷を供給し、次にMPPTコントローラーを介してバッテリーを充電します。エネルギー貯蔵システムはグリッドに接続されており、過剰な電力をグリッドに接続できます。夜になると、バッテリーは負荷を供給するために放電し、不十分な部分はグリッドによって補完されます。グリッドが電源が切れていない場合、太陽光発電の発電とリチウムバッテリーは、グリッドオフグリッド負荷にのみ電力を供給し、グリッドに接続された負荷を使用できません。負荷電力が太陽光発電の発電力よりも大きい場合、グリッドと太陽光発電は同時に負荷に電力を供給できます。太陽光発電の発電と負荷電力は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バッテリーに依存しています。さらに、このシステムは、ユーザーの電力需要を満たすために充電と排出時間を設定するユーザーもサポートします。
DC結合システムの仕組み
出典：Spiritenergy、Haitong Securities Research Institute
ハイブリッド太陽光発電 +エネルギー貯蔵システム
出典：Goodwe Photovoltaic Community、Haitong Securities Research Institute
ハイブリッドインバーターは、オフグリッド機能を統合して充電効率を向上させます。グリッド結合インバーターは、安全上の理由で停電中にソーラーパネルシステムに電力を自動的にシャットダウンします。一方、ハイブリッドインバーターでは、ユーザーがオフグリッドとグリッドの機能を同時に使用できるようにするため、停電中でも電源を使用できます。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介してチェックできるようにします。システムに2つのインバーターがある場合、それらは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変換損失が減少します。バッテリーの充電効率は約95〜99％ですが、ACカップリングは90％です。
ハイブリッドインバーターは、経済的でコンパクトで、設置が簡単です。 DC共役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と、コントローラーがグリッド縛られたインバーターよりも安価であるため、AC共役バッテリーを既存のシステムに改造するよりも安い場合があります。結合ソリューションは、コントローラーインバーターオールインワンになり、機器と設置コストの両方を節約することもできます。特に、中小電力のオフグリッドシステムの場合、DC共役システムは非常に費用対効果が高いです。ハイブリッドインバーターは非常にモジュール式であり、新しいコンポーネントとコントローラーを簡単に追加できます。比較的低コストのDCソーラーコントローラーを使用して、追加のコンポーネントを簡単に追加できます。また、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するように設計されており、バッテリーパックを簡単に追加できるようにします。ハイブリッドインバーターシステムは比較的コンパクトで、高電圧バッテリーを使用し、ケーブルサイズが小さく、損失が低いです。
DCカップリングシステム構成
出典：Zhongrui Lighting Network、Haitong Securities Research Institute
ACカップリングシステムの構成
出典：Zhongrui Lighting Network、Haitong Securities Research Institute
ただし、ハイブリッドインバーターは既存のソーラーシステムのアップグレードには適しておらず、大規模なシステムはより複雑で高価です。ユーザーが既存のソーラーシステムをバッテリーストレージにアップグレードしたい場合、ハイブリッドインバーターを選択すると状況が複雑になる可能性があり、ハイブリッドインバーターを設置することを選択するには、包括的で高価なリワークが必要であるため、より費用対効果が高くなる可能性があります。ソーラーパネルシステム。大規模なシステムは、より多くの高電圧コントローラーが必要であるため、インストールがより複雑で、より高価です。日中に電気がより多く使用されると、DC（PV）からDC（BATT）からACによる効率がわずかに低下します。
AC変換太陽光発電 +エネルギー貯蔵システムとしても知られる結合太陽光発電 +エネルギー貯蔵システムは、太陽光発電モジュールによって生成されたDC電力がグリッド接続インバーターを介してAC電力に変換され、過剰な電力が変換されることを認識できます。 DC電源に入り、AC結合されたエネルギー貯蔵インバーターを介してバッテリーに保存されます。エネルギー収集ポイントはACエンドです。太陽光発電電源システムとバッテリー電源システムが含まれています。太陽光発電システムは、太陽光発電アレイとグリッド接続インバーターで構成され、バッテリーシステムはバッテリーパックと双方向インバーターで構成されています。 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ができます。または、大規模な電力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ができます。
AC結合システムの仕組み
出典：Spiritenergy、Haitong Securities Research Institute
結合された家庭用太陽光発電 +エネルギー貯蔵システム
出典：Goodwe Solar Community、Haitong Securities Research Institute
ACカップリングシステムは、電源グリッドと100％互換性があり、インストールが簡単で拡張が簡単です。標準の家庭用設置コンポーネントが利用可能であり、比較的大きなシステム（2kW〜MWレベル）でさえ簡単に拡張可能であり、グリッド接続とスタンドアロンの発電機セット（ディーゼルユニット、風力タービンなど）と組み合わせることができます。 3KWを超えるほとんどの弦ソーラーインバーターにはデュアルMPPT入力があるため、さまざまな方向と傾斜角度で長いパネルの文字列を設置できます。より高いDC電圧では、ACカップリングは、複数のMPPT充電コントローラーを必要とするDC結合システムよりも大きなシステムをインストールするのが簡単で、複雑ではないため、コストがかかりません。
ACカップリングはシステム変換に適しており、日中はAC負荷を使用する方が効率的です。既存のグリッド接続されたPVシステムは、投資コストが低いエネルギー貯蔵システムに変換できます。グリッドが電源が切れていない場合、ユーザーに安全な電力保護を提供できます。さまざまなメーカーのグリッド接続PVシステムと互換性があります。高度なアックカップリングシステムは、より大きなオフグリッドシステムに使用されることがよくあり、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たストリングソーラーインバーターを使用して、バッテリーとグリッド/ジェネレーターを管理します。セットアップが比較的簡単で強力ですが、DCカップリングシステム（98％）と比較してバッテリーを充電する場合、それらはわずかに効率が低く（90〜94％）。ただし、これらのシステムは、日中に高いAC負荷に電力を供給し、97％以上に達するとより効率的であり、複数のソーラーインバーターで拡張してマイクログリッドを形成する場合があります。
ACカップリングの効率が低く、小規模システムではより高価です。 ACカップリング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、ユーザーがそのエネルギーの使用を開始すると、再度変換してシステムにさらに損失を加える必要があります。したがって、バッテリーシステムを使用する場合、ACカップリング効率は85〜90％に低下します。 AC結合インバーターは、小さなシステムの方が高価です。
オフグリッドの家庭用太陽光発電 +エネルギー貯蔵システムは、一般に、太陽光発電モジュール、リチウムバッテリー、オフグリッドエネルギー貯蔵インバーター、荷重、ディーゼル発電機で構成されています。このシステムは、DC-DC変換を通じて太陽光発電によるバッテリーの直接充電を実現でき、バッテリーの充電と放電のための双方向DC-AC変換を実現することもできます。日中、太陽光発電の発電は最初に負荷を供給し、次にバッテリーを充電します。夜間、バッテリーは荷重を供給するために放電し、バッテリーが不十分な場合、負荷はディーゼル発電機によって供給されます。電力グリッドのない地域の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、ディーゼル発電機が荷重を供給したり、電池を充電できるようにすることができます。ほとんどのオフグリッドエネルギー貯蔵インバーターにはグリッド接続認証がありません。システムにグリッドがある場合でも、グリッドに接続することはできません。
オフグリッドインバーター
出典：Haitong Securities Research Institute、Growatt公式ウェブサイト
オフグリッドホームPhotovoltaic +エネルギー貯蔵システム
出典：Goodwe Photovoltaic Community、Haitong Securities Research Institute
エネルギー貯蔵インバーターに適用可能なシナリオ
エネルギー貯蔵インバーターには、ピークシェービング、バックアップ電源、独立した電源を含む3つの主要な機能があります。地域の観点から見ると、ピークシェービングはヨーロッパの需要です。ドイツを例にとると、ドイツの電気価格は2019年に2.3元/kWhに達し、世界で1位にランクされました。近年、ドイツの電力価格が上昇し続けています。 2021年には、ドイツの住宅用電力価格は34ユーロセント/kWhに達しましたが、太陽光/太陽光発電および貯蔵LCOEはわずか9.3/14.1ユーロセント/kWhで、住宅の電気価格よりも73％/59％低くなっています。住宅の電力価格は、太陽光発電の流通と貯蔵電力コストの違いが引き続き拡大し続けるのと同じです。家庭用太陽光発電システムと貯蔵システムは電力コストを削減できるため、電気価格が高い地域のユーザーは、家庭用貯蔵を設置するための強いインセンティブを持っています。
2019年のさまざまな国の住宅価格
出典：EUPD Research、Haitong Securities Research Institute
ドイツの電気価格レベル（セント/kWh）
出典：EUPD Research、Haitong Securities Research Institute
ピーク負荷市場では、ユーザーはハイブリッドインバーターとAC共役バッテリーシステムを選択します。これは、より費用対効果が高く、製造が容易です。重い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あり、ハイブリッドインバーターとAC共役バッテリーシステムは、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を使用します。これらのコンパクトで軽量のインバーターは、サージとピークの出力定格が低くなりますが、より費用対効果が高く、安価で、製造が容易です。
バックアップ電源は米国と日本に必要であり、独立した電源は南アフリカや他の地域を含む緊急の市場需要があります。 EIAによると、2020年の米国の平均停電期間は8時間を超えていました。これは、主にアメリカ人住民の散在する居住地、一部の電力網の老化、および自然災害の影響を受けました。家庭用太陽光発電システムとストレージシステムを適用すると、電源グリッドへの依存を減らし、ユーザー側の電源の信頼性を高めることができます。米国の太陽光発電エネルギー貯蔵システムは、自然災害に対処するために電気を保管する必要があるため、より多くのバッテリーを装備しています。独立した電源は緊急の市場需要です。南アフリカ、パキスタン、レバノン、フィリピン、ベトナムなどの国では、グローバルなサプライチェーンが厳しいため、国内インフラは人々の電力消費をサポートするのに十分ではないため、ユーザーには家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システムを装備する必要があります。
米国の停電期間あたりの停電期間（時間）
出典：EIA、Haitong Securities Research Institute
2022年6月、南アフリカはレベル6の電力配給を開始し、多くの場所で1日6時間の停電を経験しています。
出典：Goodwe Photovoltaic Community、Haitong Securities Research Institute
ハイブリッドインバーターには、バックアップパワーとしていくつかの制限があります。専用のオフグリッドバッテリーインバーターと比較して、ハイブリッドインバーターにはいくつかの制限があり、停電時には主にサージまたはピーク出力が限られています。さらに、一部のハイブリッドインバーターにはバックアップパワー機能やバックアップ電源が限られていないため、停電時に照明や基本電源回路などの小規模または必要な負荷のみがバックアップでき、多くのシステムは電源中に3〜5秒の遅延があります。停止。オフグリッドインバーターは非常に高いサージとピークの出力を提供し、高い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、電動工具などの高層機器に電力を供給することを計画している場合、インバーターは高い誘導サージ負荷を処理できる必要があります。
ハイブリッドインバーター出力電力比較
出典：Clean Energy Reviews、Haitong Securities Research Institute
DC結合ハイブリッドインバーター
現在、業界のほとんどの太陽光発電エネルギー貯蔵システムは、DCカップリングを使用して、特にハイブリッドインバーターが簡単に設置し、低コストである新しいシステムで、統合された太陽光発電およびエネルギー貯蔵設計を実現しています。新しいシステムを追加するとき、1つのインバーターが統合制御とインバーターを実現できるため、太陽光発電およびエネルギー貯蔵ハイブリッドインバーターを使用すると、機器のコストと設置コストを削減できます。 DCカップリングシステムのコントローラーとスイッチングスイッチは、ACカップリングシステムのグリッド接続インバーターおよび配布キャビネットよりも安価であるため、DCカップリングソリューションはACカップリングソリューションよりも安価です。 DCカップリングシステムでは、コントローラー、バッテリー、インバーターはシリアルであり、接続は比較的タイトで、柔軟性が低くなっています。新しく設置されたシステムの場合、太陽光発電、バッテリー、インバーターは、ユーザーの負荷電力と消費電力に応じて設計されているため、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共役ハイブリッドインバーター製品は主流の傾向であり、主要な国内メーカーがそれらを展開しています。 APエネルギーを除き、主要な国内インバーターメーカーがハイブリッドインバーターを展開しています。Sineng Electric、Goodwe、およびJinlongまた、AC共役インバーターを展開しており、製品フォームが完成しています。 Deyeのハイブリッドインバーターは、DCカップリングに基づいてACカップリングをサポートしています。これは、ユーザーの株式変換のニーズに便利なインストールを提供します。Sungrow、Huawei、Sineng Electric、およびGoodweエネルギー貯蔵バッテリーを展開しており、バッテリーインバーターの統合が将来の傾向になる可能性があります。
主要な国内インバーターメーカーのレイアウト
出典：さまざまな企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
3フェーズの高電圧製品はすべての企業の焦点であり、DEYEは低電圧製品市場に焦点を当てています。現在、ほとんどのハイブリッドインバーター製品は10kW以内にあり、6kW未満の製品はほとんどが単一相の低電圧製品であり、5〜10kWの製品は主に3相の高電圧製品です。 Deyeは、さまざまな高電力低電圧製品を開発しており、今年発売された低電圧15kW製品は販売を開始しました。
国内のインバーターメーカーハイブリッドインバーター製品
国内のインバーターメーカーからの新製品の最大変換効率は約98％に達し、グリッド上およびオフグリッドのスイッチング時間は一般に20ミリ秒未満です。最大変換効率ジンロング、サングロー、フアウェイの製品は98.4％に達しましたグッドウェ98.2％にも達しました。 HomaiとDeyeの最大変換効率は98％よりわずかに低くなりますが、Deyeのオングリッドおよびオフグリッドスイッチング時間は、ピアの10〜20ミリ秒よりもはるかに低く、4msのみです。
さまざまな企業からのハイブリッドインバーターの最大変換効率の比較
出典：各企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
さまざまな企業のハイブリッドインバーターのスイッチング時間の比較（MS）
出典：各企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
国内のインバーターメーカーの主な製品は、主にヨーロッパ、米国、オーストラリアの3つの主要市場を対象としています。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、オランダなどの従来の太陽光発電コア市場は、主に3段階の市場であり、より高い電力を備えた製品を好みます。有利な伝統的なメーカーは、太陽とグッドエです。 Ginlangは追いつくために加速しており、価格の優位性に依存しており、15kWを超える高出力製品の発売はユーザーに好まれています。イタリアやスペインなどの南ヨーロッパ諸国には、主に単相低電圧製品が必要です。Goodwe、Ginlang、Shouhang昨年イタリアではうまく機能し、それぞれが市場の約30％を占めています。チェコ共和国、ポーランド、ルーマニア、リトアニアなどの東ヨーロッパ諸国は、主に3段階の製品を要求していますが、価格の受け入れは低いです。したがって、Shouhangはこの市場で低価格の優位性を持ってうまく機能しました。今年の第2四半期に、Deyeは米国に15kWの新製品の出荷を開始しました。米国には、より大きなエネルギー貯蔵システムがあり、より高い電力製品を好みます。
国内のインバーターメーカーのハイブリッドインバーター製品は、市場をターゲットにしています
出典：各企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
スプリットタイプのバッテリーインバーターはインストーラーの間でより人気がありますが、オールインワンのバッテリーインバーターは将来の開発動向です。太陽ストレージハイブリッドインバーターは、個別に販売されたハイブリッドインバーターと、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（BES）に分けられます。現在、ディーラーがチャンネルを制御しているため、直接的な顧客は比較的集中しており、特にドイツ以外では、独立したバッテリーとインバーターを備えた製品は、設置と拡張が簡単で、調達コストを削減できるため、より人気があります。 、1人のサプライヤーがバッテリーやインバーターを供給できない場合は、2番目のサプライヤーを見つけることができ、配達がより保証されます。ドイツ、米国、日本の傾向は、オールインワンの機械です。オールインワンマシンは、多くのアフターセールスのトラブルを節約でき、認定要因があります。たとえば、米国の消防システム認証は、インバーターにリンクする必要があります。現在の技術的傾向は、オールインワンマシンに向かっていますが、市場の販売に関しては、スプリットタイプはインストーラーに受け入れられています。
ほとんどの国内メーカーは、バッテリーインバーター統合マシンの展開を開始しています。などのメーカーShohang Xinneng、Growatt、Kehuaすべてこのモデルを選択してください。 2021年のShougang Xinnengのエネルギー貯蔵バッテリーの売り上げは35,100 PCに達し、20年と比較して25倍に増加しました。 2021年のバッテリー販売のGrowattのエネルギー貯蔵は53,000セットで、20年前から5倍に増加しました。エアロエネルギー貯蔵インバーターの優れた品質により、バッテリー販売の継続的な成長が促進されました。 2021年には、Airoバッテリーの出荷は196.99mwhで、収益は3億8300万元で、エネルギー貯蔵インバーターの収益の2倍以上でした。顧客は、インバーターメーカーと良好な協力関係を持ち、製品を信頼しているため、バッテリーを作るインバーターメーカーを高度に認識しています。
Shouhang New Energy Storage Batteryの収益率は急速に増加します
RCE：EIA、Haitong Securities Research Institute
Airoのエネルギー貯蔵バッテリーの収益は、2021年に46％を占めます
出典：Goodwe Photovoltaic Community、Haitong Securities Research Institute
DC結合システムでは、高電圧バッテリーシステムがより効率的ですが、高電圧バッテリー不足の場合はより高価です。 48Vバッテリーシステムと比較して、高電圧バッテリーの動作電圧範囲は200〜500V DC、ケーブル損失が低く、効率が高くなります。これは、ソーラーパネルが通常300〜600Vで動作し、バッテリー電圧と同様に、非常に低い損失と高効率が高いためDC-DCコンバーターを使用できます。高電圧バッテリーシステムは、低電圧システムよりもバッテリー価格が高く、インバーター価格が低くなっています。現在、高電圧バッテリーは需要が高く、供給が不十分であるため、高電圧バッテリーを購入するのは困難です。高電圧バッテリー不足の場合、低電圧バッテリーシステムを使用する方が安価です。
ソーラーアレイとインバーターの間のDCカップリング
出典：Clean Energy Reviews、Haitong Securities Research Institute
互換性のあるハイブリッドインバーターへの直接DCカップリング
RCE：Clean Energy Reviews、Haitong Securities Research Institute
主要な国内メーカーのハイブリッドインバーターは、停電時のバックアップ出力が限定されないため、オフグリッドシステムに適しています。一部の製品のバックアップ電源電力は、通常の電力範囲よりもわずかに低いですが、Goodwe、Jinlang、SunGrow、およびHemaiの新製品のバックアップ電源電力は、通常の価値と同じです、つまり、オフグリッドを実行する場合、電力はこれ以上制限されていないため、国内のインバーターメーカーのエネルギー貯蔵インバーターはオフグリッドシステムに適しています。
国内インバーターメーカーからのハイブリッドインバーター製品のバックアップ電源電力の比較
データソース：各企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
AC結合インバーター
DC結合システムは、既存のグリッド接続システムの改造には適していません。 DCカップリング法には主に次の問題があります。まず、DCカップリングを使用するシステムは、既存のグリッド接続システムを変更する際に複雑な配線と冗長モジュール設計に問題があります。第二に、グリッド接続とオフグリッドの切り替えの遅延は長く、ユーザーが使用するのは困難です。電気体験は貧弱です。第三に、インテリジェントな制御機能は十分に包括的ではなく、制御応答は十分にタイムリーではなく、家全体の電源にマイクログリッドアプリケーションを実装することが困難です。したがって、一部の企業は、YunengなどのACカップリングテクノロジールートを選択しています。
ACカップリングシステムにより、製品のインストールが容易になります。 Yunengは、AC側と太陽光発電システムを結合することにより、エネルギーの双方向の流れを実現し、太陽光発電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コントロールとハードウェア設計の改善のミリ秒レベルのスイッチングの組み合わせを通じて、オフグリッドの統合を実現します。エネルギー貯蔵インバーターの出力制御と、電源および配電システムの革新的な組み合わせ設計により、自動制御ボックスの制御下での家全体の電源のマイクログリッドアプリケーションが実現されます。
AC共役製品の最大変換効率は、ハイブリッドインバーターの変換効率よりもわずかに低いです。 JinlongとGoodweは、主に株式変換市場をターゲットにしたAC結合製品も展開しています。 AC共役製品の最大変換効率は94〜97％で、これはハイブリッドインバーターの変換効率よりもわずかに低いです。これは主に、コンポーネントが電力を生成した後にバッテリーに保存する前に2つの変換を受ける必要があるためです。これにより、変換効率が低下します。
国内のインバーターメーカーからのAC結合製品の比較
出典：さまざまな企業の公式ウェブサイト、Haitong Securities Research Institute
投稿時間：5月20日
