Типы инверторов хранения энергии
Технический маршрут: Существует два основных маршрута: связывание DC и соединение переменного тока
Система фотоэлектрического хранения включает солнечные батареи, контроллеры,Солнечные инверторы, батареи для хранения энергии, нагрузки и другое оборудование. Есть два основных технических маршрута: связывание постоянного тока и соединение переменного тока. Соединение переменного тока или постоянного тока относится к тому, как солнечная панель связана или подключена к системе хранения энергии или батареи. Тип соединения между солнечной панелью и батареей может быть переменным током или постоянным током. Большинство электронных цепей используют DC, солнечные батареи, генерирующие DC, а батареи хранят DC, но большинство электрических приборов работают на AC.
Гибридный фотоэлектрический + система хранения энергии, то есть постоянный ток, генерируемый фотоэлектрическим модулем, хранится в аккумуляторе через контроллер, и сетка также может заряжать аккумулятор через двунаправленный преобразователь DC-AC. Точка сбора энергии находится на аккумуляторе DC. В течение дня фотоэлектрическая выработка электроэнергии сначала поставляет нагрузку, а затем заряжает аккумулятор через контроллер MPPT. Система хранения энергии подключена к сетке, а избыточная мощность может быть подключена к сетке; Ночью батарея разряжается, чтобы подать нагрузку, а недостаточная часть дополняется сеткой; Когда сетка выходит из питания, фотоэлектрическая выработка электроэнергии и литиевые батареи подают только питание на нагрузку в автономной сети, а нагрузка, подключенная к сетке, не может быть использована. Когда мощность нагрузки больше, чем фотоэлектрическая мощность производства электроэнергии, сетка и фотоэлектрическая мощность могут одновременно подавать питание в нагрузку. Поскольку фотоэлектрическая выработка электроэнергии и энергопотребление нагрузки не являются стабильными, они полагаются на батареи, чтобы сбалансировать энергию системы. Кроме того, система также поддерживает пользователей, чтобы установить время зарядки и разгрузки для удовлетворения потребности в мощности пользователя.
Как работает система, связанная с DC
Источник: Spirityenergy, Haitong Securities Institute
Гибридная фотоэлектрическая система хранения энергии
Источник: Goodwe Photosoltaic Community, Haitong Securities Institute
Гибридный инвертор интегрирует функциональность вне сети для повышения эффективности зарядки. Инверторы сетки автоматически выключают питание в систему солнечной батареи во время отключения электроэнергии по соображениям безопасности. Гибридные инверторы, с другой стороны, позволяют пользователям иметь возможности без сетки и на сетей одновременно, поэтому мощность может использоваться даже во время отключений электроэнергии. Гибридные инверторы упрощают мониторинг энергии, позволяя проверять жизненно важные данные, такие как производительность и производство энергии через панель инвертора или подключенные к интеллектуальным устройствам. Если в системе есть два инвертора, они должны контролироваться отдельно. Соединение постоянного тока уменьшает потери конверсии AC-DC. Эффективность зарядки аккумулятора составляет около 95-99%, в то время как соединение переменного тока составляет 90%.
Гибридные инверторы экономичны, компактны и просты в установке. Установка нового гибридного инвертора с аккумулятором, связанной с DC, может быть дешевле, чем модернизация аккумулятора, связанной с AC, в существующую систему, поскольку контроллер дешевле, чем инвертор, связанный с сетью, переключатель дешевле, чем распределительный шкаф, а DC- Соединенное решение также может быть сделано в все в одном в одном, сохраняя как оборудование, так и затраты на установку. Специально для малых и средних автономных систем, системы, связанные с DC, являются очень экономически эффективными. Гибридные инверторы очень модульные, и легко добавить новые компоненты и контроллеры. Дополнительные компоненты могут быть легко добавлены с использованием относительно дешевых солнечных контроллеров постоянного тока. А гибридные инверторы предназначены для интеграции хранения в любое время, что облегчает добавление аккумуляторных батарей. Гибридные инверторные системы являются относительно компактными, используют высоковольтные батареи и имеют меньшие размеры кабелей и более низкие потери.
Конфигурация системы связи постоянного тока
Источник: сеть освещения Zhongrui, Haitong Securities Institute
Конфигурация системы соединения переменного тока
Источник: сеть освещения Zhongrui, Haitong Securities Institute
Тем не менее, гибридные инверторы не подходят для обновления существующих солнечных систем, а более сложные системы более сложны и дороги в установке. Если пользователь хочет обновить существующую солнечную систему, чтобы включить хранение батареи, выбор гибридного инвертора может усложнить ситуацию, а инвертор аккумулятора может быть более экономичным, поскольку выбор для установки гибридного инвертора требует комплексного и дорогого перевода всей работы всей Система солнечной батареи. Большие системы более сложны для установки и более дороги из-за необходимости более высоковольтных контроллеров. Если в течение дня используется электричество, будет небольшое снижение эффективности из -за постоянного тока (PV) до DC (BATT) до AC.
Система хранения фотоэлектрических фотоэлектрических + системы накопления энергии, также известная как система хранения фотоэлектрических энергосбережений AC, может понять, что мощность постоянного тока, генерируемое фотоэлектрическим модулем, преобразуется в мощность переменного тока через инвертор, подключенную к сетке, а затем превышение мощности преобразуется в мощность постоянного тока и хранятся в батарее через инвертор с хранением энергии, связанный с AC. Точка сбора энергии находится в конце концов. Он включает в себя фотоэлектрическую систему источника питания и систему питания аккумулятора. Фотоэлектрическая система состоит из фотоэлектрической массивы и инвертора, подключенного к сетке, а система батареи состоит из аккумулятора и двунаправленного инвертора. Две системы могут работать независимо, не мешая друг другу, или они могут быть отделены от большой мощности, образуя микросетку.
Как работают системы, связанные
Источник: Spirityenergy, Haitong Securities Institute
Связанная домашняя фотоэлектрическая система + система хранения энергии
Источник: Goodwe Solar Community, Haitong Securities Institute
Система соединения переменного тока на 100% совместима с энергосистемой, простой в установке и простой в расширении. Доступны стандартные компоненты домашних хозяйств, и даже относительно крупные системы (2 кВт до MW) легко расширяются и могут быть объединены с подключенными к сети и автономными наборами генераторов (дизельные единицы, ветряные турбины и т. Д.). Большинство строковых солнечных инверторов выше 3 кВт имеют двойные входы MPPT, поэтому длинные строки панелей могут быть установлены в разных ориентациях и углах наклона. При более высоких напряжениях постоянного тока соединение переменного тока легче, менее сложна и, следовательно, менее дорогостоящей для установки больших систем, чем системы DC, требующих нескольких контроллеров заряда MPPT.
Соединение переменного тока подходит для преобразования системы, и более эффективно использовать нагрузки переменного тока в течение дня. Существующие фотоэлектрические системы, подключенные к сетке, могут быть преобразованы в системы хранения энергии с низкими инвестиционными затратами. Он может обеспечить пользователям безопасную защиту энергии, когда сетка выходит из -за власти. Он совместим с PV-системами, подключенными к сетке от разных производителей. Расширенные системы сцепления переменного тока часто используются для более крупных автономных систем и используют строковые солнечные инверторы в сочетании с передовыми многомодовыми инверторами или инверторами/зарядными устройствами для управления батареями и сетками/генераторами. Несмотря на то, что они относительно просты в настройке и мощные, они немного менее эффективны (90-94%) при зарядке батарей по сравнению с системами связывания постоянного тока (98%). Тем не менее, эти системы более эффективны при питании высоких нагрузок переменного тока в течение дня, достигая более 97%, а некоторые системы могут быть расширены с помощью нескольких солнечных инверторов для формирования микросетей.
Соединение переменного тока менее эффективна и дороже для небольших систем. Энергия, попадающая в батарею в соединении переменного тока, должна быть преобразована дважды, и когда пользователь начинает использовать эту энергию, ее необходимо снова преобразовать, добавляя в систему больше потерь. Следовательно, при использовании батареи эффективность связи переменного тока снижается до 85-90%. Связывание AC инверторы дороже для небольших систем.
Система фотоэлектрического хранения внедорожного хозяйства внедорожного домохозяйства, как правило, состоит из фотоэлектрических модулей, литиевых батарей, инверторов хранения энергии вне сети, нагрузочных и дизельных генераторов. Система может реализовать прямую зарядку аккумуляторов с помощью фотоэлектрической системы посредством преобразования DC-DC, а также может реализовать двунаправленное преобразование DC-AC для зарядки батареи и разгрузки. В течение дня фотоэлектрическая выработка электроэнергии сначала поставляет нагрузку, а затем заряжает аккумулятор; Ночью аккумулятор разряжается для подачи нагрузки, а когда батарея недостаточна, нагрузка поставляется дизельными генераторами. Это может удовлетворить ежедневный спрос на электроэнергию в областях без сетки. Он может быть объединен с дизельными генераторами, чтобы дизельные генераторы подавали нагрузки или зарядные батареи. Большинство инверторов хранения энергии вне сети не имеют сертификации подключения к сети, и даже если система имеет сетку, она не может быть подключена к сетке.
Off Grid Inverter
Источник: официальный веб -сайт Gorhatt, Haitong Securities Institute
Off-Grid Home Photovoltaic + система хранения энергии
Источник: Goodwe Photosoltaic Community, Haitong Securities Institute
Применимые сценарии для инверторов хранения энергии
Инверторы хранения энергии имеют три основные функции, в том числе пиковое бритье, резервный источник питания и независимый источник питания. С региональной точки зрения, пиковое бритье является спросом в Европе. Взяв в качестве примера Германию, цена на электроэнергию в Германии достигла 2,3 юаня/кВтч в 2019 году, рейтинг первого в мире. В последние годы цены на электроэнергию в немецкие цены на электроэнергию продолжали расти. В 2021 году цена на жилищное жилье в немецком жилье достигла 34 цента евро/кВтч, в то время как фотоэлектрическое/фотоэлектрическое распределение и хранение составляет всего 9,3/14,1 цента евро/кВтч, что на 73%/59% ниже цены на электроэнергию. Цена на электроэнергию в жилых помещениях такая же, как разница между фотоэлектрическим распределением и затратами на электроэнергию на хранение будет продолжаться. Домашние системы фотоэлектрического распределения и хранения могут снизить затраты на электроэнергию, поэтому пользователи в областях с высокими ценами на электроэнергию имеют сильные стимулы для установки хранилища домохозяйства.
Цены на жилые электроэнергии в различных странах в 2019 году
Источник: Eupd Research, Haitong Securities Institute
Уровень цен на электроэнергию в Германии (центы/кВтч)
Источник: Eupd Research, Haitong Securities Institute
На рынке пиковой нагрузки пользователи выбирают гибридные инверторы и AC-связанные батареи, которые более экономически эффективны и проще в производстве. Зарядные устройства для инверторов с сети с тяжелыми трансформаторами дороже, а гибридные инверторы и системы аккумуляторных батареи используют инверторы без трансформаций с переключающими транзисторами. Эти компактные и легкие инверторы имеют более низкие рейтинги выхода и пиковые мощности, но они являются более экономически эффективными, дешевле и проще в производстве.
Подоток питания необходимо для Соединенных Штатов и Японии, а независимое энергоснабжение удовлетворяет срочному рыночному спросу, включая Южную Африку и другие регионы. Согласно ОВОС, средняя продолжительность отключения электроэнергии в Соединенных Штатах в 2020 году превысила 8 часов, что в основном затронуло разбросанную резиденцию американских жителей, старение некоторых энергетических сетей и стихийных бедствий. Применение фотоэлектрических систем распределения и хранения домохозяйств может снизить зависимость от энергосистемы и повысить надежность питания на стороне пользователя. Фотоэлектрическая система хранения энергии в Соединенных Штатах больше и оснащена большим количеством батарей, потому что ей необходимо хранить электроэнергию для борьбы с стихийными бедствиями. Независимый энергоснабжение является срочным рыночным спросом. В таких странах, как Южная Африка, Пакистан, Ливан, Филиппины и Вьетнам, где глобальная цепочка поставок ограничена, национальной инфраструктуры недостаточно для поддержки потребления электроэнергии людей, поэтому пользователи должны быть оснащены системами хранения фотоэлектрической энергии домохозяйства.
Продолжительность отключения электроэнергии в США на душу населения (часы)
Источник: EIA, Haitong Securities Institute
В июне 2022 года Южная Африка начала нормирование электроэнергии в шестом уровне, и многие места испытывали отключения электроэнергии по 6 часов в день.
Источник: Goodwe Photosoltaic Community, Haitong Securities Institute
Гибридные инверторы имеют некоторые ограничения в качестве резервной мощности. По сравнению с выделенными инверторами батареи вне сети гибридные инверторы имеют некоторые ограничения, в основном ограниченные всплески или пиковую мощность во время перебоев в электроэнергии. Кроме того, некоторые гибридные инверторы не обладают возможностями резервного копирования или ограниченной мощности резервного копирования, поэтому только небольшие или необходимые нагрузки, такие как освещение и базовые схемы питания, могут быть резервны во время перебоев на электроэнергии, и многие системы будут иметь 3-5-секундную задержку во время питания перебои. Неоткрытые инверторы обеспечивают очень высокий всплеск и пиковую мощность и могут обрабатывать высокие индуктивные нагрузки. Если пользователи планируют питание оборудования с высоким содержанием, такого как насосы, компрессоры, стиральные машины и электроинструменты, инвертор должен иметь возможность обрабатывать высокие индуктивные всплески перейти.
Сравнение выходной мощности гибридного инвертора
Источник: обзоры чистой энергии, исследовательский институт Haitong Securities
Гибридный инвертор постоянного тока
В настоящее время большинство фотоэлектрических систем хранения энергии в отрасли используют связку постоянного тока для достижения интегрированной фотоэлектрической конструкции и хранения энергии, особенно в новых системах, где гибридные инверторы просты в установке и низкая стоимость. При добавлении новой системы, использование гибридного инвертора фотоэлектрического и хранения энергии может снизить затраты на оборудование и затраты на установку, поскольку один инвертор может достичь интегрированного управления и инвертора. Контроллер и переключатель в системе связи постоянного тока дешевле, чем инвертор, подключенный к сетке, и шкаф для распределения в системе соединения переменного тока, поэтому раствор связывания постоянного тока дешевле, чем решение для соединения переменного тока. В системе связывания постоянного тока контроллер, батарея и инвертор являются последовательными, соединение относительно плотное, а гибкость плохая. Для вновь установленных систем фотоэлектрика, батареи и инверторы разработаны в соответствии с нагрузкой и энергопотреблением пользователя, поэтому они более подходят для гибридных инверторов, связанных с DC.
Служба гибридных инверторных продуктов, связанных с DC, являются основной тенденцией, и их развернули основные домашние производители. За исключением AP Energy, крупные внутренние производители инверторов развернули гибридные инверторы, среди которыхSineng Electric, Goodwe и Jinlongтакже развернули инверторы, связанные с AC, и форма продукта завершена. Гибридный инвертор Deye поддерживает соединение переменного тока на основе связи с DC, что обеспечивает удобство установки для потребностей пользователей в преобразовании запаса.Солнце, Huawei, Sineng Electric и Goodweразвернули батареи для хранения энергии, и интеграция инвертора батареи может стать тенденцией в будущем.
Планировка крупных производителей внутренних инверторов
Источник: Официальные сайты различных компаний, Haitong Securities Institute
Трехфазные высоковольтные продукты находятся в центре внимания всех компаний, и Deye фокусируется на рынке продуктов с низким напряжением. В настоящее время большинство гибридных инверторных продуктов находятся в пределах 10 кВт, продукты ниже 6 кВт в основном представляют собой однофазные продукты с низким напряжением, а продукты мощностью 5-10 кВт в основном представляют собой трехфазные высоковольтные продукты. Deye разработал различные мощные низковольтные продукты, а продукт с низким напряжением 15 кВт, запущенный в этом году, начал продавать.
Домашние производители инверторов гибридные продукты инвертора
Максимальная эффективность конверсии новых продуктов из бытовых производителей инверторов достигла около 98%, а время переключения и вне сети, как правило, составляет менее 20 мс. Максимальная эффективность конверсииJinlong, Sungrow и HuaweiПродукты достиг 98,4%, иГудветакже достиг 98,2%. Максимальная эффективность конверсии Homai и Deye немного ниже 98%, но время переключения и вне сети Deye составляет всего 4 мс, что намного ниже 10-20 мс его сверстников.
Сравнение максимальной эффективности конверсии гибридных инверторов из различных компаний
Источник: Официальные веб -сайты каждой компании, Haitong Securities Institute
Сравнение времени переключения гибридных инверторов различных компаний (MS)
Источник: Официальные веб -сайты каждой компании, Haitong Securities Institute
Основные продукты домашних производителей инверторов в основном предназначены на трех основных рынках Европы, Соединенных Штатов и Австралии. На европейском рынке традиционные фотоэлектрические основные рынки, такие как Германия, Австрия, Швейцария, Швеция и Нидерланды, являются в основном трехфазными рынками, которые предпочитают продукты с более высокой мощностью. Традиционные производители с преимуществами - солнечный свет и Гудве. Джинланг ускоряется, чтобы наверстать упущенное, полагаясь на преимущество в цену, и запуск мощных продуктов выше 15 кВт предпочитает пользователями. Странам южной европейцы, такие как Италия и Испания, в основном нуждаются в однофазных продуктах с низким напряжением.Гудве, Гинланг и ШухангВ прошлом году выступил хорошо в Италии, каждый составляет около 30% рынка. Восточно-европейские страны, такие как Чешская Республика, Польша, Румыния и Литва, в основном требуют трехфазных продуктов, но их признание цены низкая. Поэтому Shouhang хорошо показал на этом рынке хорошо с его преимуществом с низкой ценой. Во втором квартале этого года Дей начал отправлять в Соединенные Штаты новые продукты мощностью 15 кВт. Соединенные Штаты имеют более крупные системы хранения энергии и предпочитают продукты с более высокой мощностью.
Гибридные инверторные продукты домашних инверторов нацелены на рынок
Источник: Официальные веб -сайты каждой компании, Haitong Securities Institute
Инвертор аккумулятора сплит-типа более популярен среди установщиков, но инвертор аккумулятора All-One Battery является тенденцией к будущей разработке. Гибридные инверторы солнечного хранения делятся на гибридные инверторы, продаваемые отдельно, и системы хранения энергии аккумулятора (BESS), которые продают инверторы и батареи вместе. В настоящее время, когда дилеры контролируют каналы, прямые клиенты относительно сконцентрированы, а продукты с отдельными батареями и инверторами более популярны, особенно за пределами Германии, потому что их легко установить и расширять, и могут снизить затраты на закупки. , если один поставщик не может поставлять батареи или инверторы, вы можете найти второго поставщика, и доставка будет более гарантированной. Тенденция в Германии, Соединенных Штатах и Японии-все в одном машинах. Машина «Все в одном» может сэкономить много проблем после продажи, и есть факторы сертификации. Например, сертификация пожарной системы в Соединенных Штатах должна быть связана с инвертором. Текущая технологическая тенденция связана с всеобъемлющими машинами, но с точки зрения рыночных продаж, тип разделения более принимается установщиками.
Большинство отечественных производителей начали развертывать интегрированные машины инвертора батареи. Производители, такие какШоханг Синненг, Граут и Кехуавсе выбрали эту модель. Продажи батареи батареи для хранения энергии Shougang Xinneng в 2021 году достиг 35 100 шт., Увеличившись в 25 раз по сравнению с 20 годами; Хранение энергии Growtatt в 2021 году продажа батареи составила 53 000 комплектов, что в пять раз больше, чем 20 лет назад. Превосходное качество инверторов Airo Energy Staverters привело к дальнейшему росту продаж аккумуляторов. В 2021 году поставки батареи Airo были 196,99 МВтч, доход 383 миллиона юаней, что более чем вдвое превышает доход от инверторов хранения энергии. Клиенты имеют высокую степень признания производителей инверторов, которые производят батареи, потому что они имеют хорошие кооперативные отношения с производителями инверторов и доверяют продуктам.
Shouhang New Energy Storage Batterys Prosemece быстро увеличивается
RCE: EIA, Haitong Securities Institute
Доходы от батареи для хранения энергии Airo будут составлять 46% в 2021 году.
Источник: Goodwe Photosoltaic Community, Haitong Securities Institute
В системах постоянного тока системы высокого напряжения батареи являются более эффективными, но более дороги в случае нехватки батареи с высоким напряжением. По сравнению с батареями 48 В, батареи высокого напряжения имеют диапазон рабочего напряжения 200-500 В постоянного тока, более низкие потери кабеля и более высокую эффективность, потому что солнечные батареи обычно работают при 300-600 В, аналогично напряжению батареи, а также очень низкой потери и высокой эффективности Конвертеры DC-DC могут быть использованы. Системы батареи с высоким напряжением имеют более высокие цены на аккумулятор и более низкие цены на инвертор, чем системы низкого напряжения. В настоящее время батареи высокого напряжения пользуются высоким спросом и недостаточным поставками, поэтому батареи высокого напряжения трудно купить. В случае высокого нехватки аккумуляторов, дешевле использовать батареи с низким напряжением.
Соединение постоянного тока между солнечной батареей и инвертором
Источник: обзоры чистой энергии, исследовательский институт Haitong Securities
Прямая связь постоянного тока с совместимыми гибридными инверторами
RCE: Обзоры чистой энергии, Haitong Securities Institute
Гибридные инверторы от крупных внутренних производителей подходят для систем вне сети, потому что их резервная мощность во время перебоев в электроэнергии не ограничена. Мощность питания резервного питания некоторых продуктов немного ниже, чем в обычном диапазоне мощности, ноМощность питания резервного питания новых продуктов Goodwe, Jinlang, Sungrow и Hemai совпадает с нормальной ценностьюТо есть мощность не более ограничена при выпуске без сетки, поэтому инверторы хранения энергии домашнего производителя инверторов подходят для автономных систем.
Сравнение мощности энергоснабжения гибридных продуктов инверторов от бытовых производителей инверторов
Источники данных: официальные веб -сайты каждой компании, Haitong Securities Research Institute
AC связан с инвертором
Системы, связанные с DC, не подходят для модернизации существующих систем, связанных с сетью. Метод связи постоянного тока в основном имеет следующие проблемы: во-первых, система, использующая соединение DC, имеет проблемы со сложной проводной и избыточной конструкцией модуля при изменении существующей системы подключенной к сети; Во-вторых, задержка в переключении между подключенной к сети и вне сети является длинной, что трудно использовать пользователям. Электрический опыт беден; В-третьих, интеллектуальные функции управления недостаточно всеобъемлющими, и управляющий отклик недостаточно своевременен, что затрудняет реализацию микросетки для источника питания всего дома. Поэтому некоторые компании выбрали технологический маршрут связи AC, такой как Юненг.
Система соединения переменного тока облегчает установку продукта. Юненг реализует двусторонний поток энергии, связывая сторону переменного тока и фотоэлектрическую систему, устраняя необходимость в доступе к фотоэлектрической шине постоянного тока, что облегчает установку продукта; Он реализует интеграцию вне сети посредством комбинации программного обеспечения управления в реальном времени и усовершенствовании проектирования оборудования на миллисекундном уровне; Благодаря выводному управлению инвертором хранения энергии и инновационной комбинированной конструкции системы питания и распределения питания и микросетка применения электропитания цельного дома под управлением автоматического управления ящиком реализуется.
Максимальная эффективность преобразования продуктов, связанных с AC, немного ниже, чем у гибридных инверторов. Jinlong и Goodwe также развернули продукты, связанные с AC, в основном ориентируясь на рынок преобразования акций. Максимальная эффективность конверсии продуктов, связанных с AC, составляет 94-97%, что немного ниже, чем у гибридных инверторов. Это происходит главным образом потому, что компоненты должны пройти два преобразования, прежде чем они могут храниться в батарее после выработки электроэнергии, что снижает эффективность преобразования.
Сравнение продуктов, связанных с AC, от бытовых производителей инверторов
Источник: Официальные сайты различных компаний, Haitong Securities Institute
Время публикации: май-20-2024
