1. Energiespeicherung und Photovoltaik sind zwei Branchen
Die Beziehung zwischen ihnen besteht darin, dass diePhotovoltaikanlagewandelt Sonnenenergie in elektrische Energie um und dieEnergiespeichersystemspeichert die von Photovoltaikanlagen erzeugte elektrische Energie. Wenn dieser Teil der elektrischen Energie benötigt wird, wird er über einen Energiespeicherkonverter in Wechselstrom zur Nutzung durch die Last oder das Netz umgewandelt.
2. Erläuterung wichtiger Begriffe
Laut der Erklärung von Google ist es in manchen Situationen des täglichen Lebens notwendig, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, was als a bezeichnet wirdGleichrichterschaltung. In anderen Situationen ist es notwendig, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, was dem umgekehrten Gleichrichtungsprozess entspricht und als Gleichstrom bezeichnet wirdWechselrichterschaltung. Unter bestimmten Bedingungen kann ein Satz von Thyristorschaltungen sowohl als Gleichrichterschaltungen als auch als Wechselrichterschaltungen verwendet werden. Dieses Gerät heißt aKonverterDazu gehören Gleichrichter, Wechselrichter, Wechselstromwandler und Gleichstromwandler.
Lassen Sie uns noch einmal verstehen:
Die englische Bezeichnung für einen Konverter ist „Inverter“, der im Allgemeinen als leistungselektronisches Bauteil zur Leistungsübertragung realisiert wird. Basierend auf der Spannungsart vor und nach der Umwandlung kann sie in folgende Typen unterteilt werden:
DC/DC-Wandler, sowohl vorne als auch hinten sind Gleichstrom mit unterschiedlichen Spannungen, die als dienenGleichstromtransformator
AC/DC-Wandler, AC-DC-Umwandlung,GleichrichterFunktion
DC/AC-Wandler, DC-AC-Wandler, die Funktion desWechselrichter
AC/AC-Wechselrichter, mit unterschiedlichen vorderen und hinteren Frequenzen, die Funktion desWechselrichter
Zusätzlich zum Hauptschaltkreis (Gleichrichterschaltkreis, Wechselrichterschaltkreis, Wechselstrom-Umwandlungsschaltkreis und Gleichstrom-Umwandlungsschaltkreis) benötigt der Wechselrichter auch einen Auslöseschaltkreis (oder Antriebsschaltkreis), um das Ein-/Ausschalten von Leistungsschaltelementen zu steuern, und einen Steuerschaltkreis dazu elektrische Energie regulieren und steuern.
Der Name desEnergiespeicherkonverterist ein Power Conversion System, abgekürzt PCS, das den Lade- und Entladevorgang der Batterie steuert, Wechsel- und Gleichstrom umwandelt und aus bidirektionalen DC/AC-Wandlern, Steuereinheiten usw. besteht.
3. Konventionelle PCS-Klassifizierung
Man kann sie in zwei verschiedene Branchen unterteilen: Photovoltaik und Energiespeicherung, da ihre jeweiligen Funktionen wesentliche Unterschiede aufweisen:
In der Photovoltaikbranche gibt es solcheZentral-, String- und Mikrowechselrichter
Wechselrichter – DC zu AC: Die Hauptfunktion besteht darin, den durch Photovoltaikanlagen aus Solarenergie in Wechselstrom umgewandelten Gleichstrom umzuwandeln, der von Verbrauchern genutzt oder in das Stromnetz integriert oder gespeichert werden kann.
Zentralisiert: Gilt für große Bodenkraftwerke, verteilte industrielle und kommerzielle Photovoltaikanlagen mit einer allgemeinen Ausgangsleistung von mehr als 250 kW
String-Typ: anwendbar auf große Bodenkraftwerke, dezentrale industrielle und kommerzielle Photovoltaik (im Allgemeinen mit einer Ausgangsleistung von weniger als 250 kW, dreiphasig) und Haushalts-Photovoltaik (im Allgemeinen mit einer Ausgangsleistung von weniger als oder gleich 10 kW, einphasig)
Mikro-Reverse: anwendbar auf verteilte Photovoltaik (im Allgemeinen Ausgangsleistung kleiner oder gleich 5 kW, dreiphasig), Haushalts-Photovoltaik (im Allgemeinen Ausgangsleistung kleiner oder gleich 2 kW, einphasig)
Es gibt drei Arten von Energiespeichersystemen:Großlager, Industrie- und Gewerbelager sowie Haushaltslager. Sie können auch in Energiespeicher-Wechselrichter (traditionelle Energiespeicher-Wechselrichter, Hybrid) und integrierte Maschinen unterteilt werden
Konverter AC-DC-Umwandlung: Die Hauptfunktion besteht darin, das Laden und Entladen des Akkus zu steuern. Der bei der Photovoltaik-Stromerzeugung erzeugte Gleichstrom wird über den Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. Zu diesem Zeitpunkt muss ein Teil der elektrischen Energie in der Batterie gespeichert werden und der Wechselstrom muss zum Laden über den Energiespeicherwandler in Gleichstrom umgewandelt werden. Wenn dieser Teil der elektrischen Energie benötigt wird, muss der Gleichstrom in der Batterie über den Energiespeicherkonverter zur Lastnutzung oder zum Netzanschluss in Wechselstrom (normalerweise 220 V, 50 Hz) umgewandelt werden. Dies ist der Entladevorgang.
Energiespeicher im großen Maßstab: Bodenkraftwerke, unabhängige Energiespeicherkraftwerke, im Allgemeinen mit einer Ausgangsleistung von mehr als 250 kW
Industrielle und gewerbliche Lagerung: Im Allgemeinen beträgt die Ausgangsleistung weniger als oder gleich 250 kW
Energiespeicher für den Haushalt: Im Allgemeinen Ausgangsleistung kleiner oder gleich 10 kW
Herkömmliche Energiespeicher-Wechselrichter: hauptsächlich Verwendung von AC-Kopplungsschemata, wobei sich die Anwendungsszenarien hauptsächlich auf große Energiespeicher konzentrieren
Hybrid: Verwendet hauptsächlich das DC-Kopplungsschema und sein Anwendungsszenario ist hauptsächlich die Speicherung in Haushalten
Integrierte Maschine: Energiespeicher-Wechselrichter + Batteriepaket, hauptsächlich hergestellt von Tesla und Ephase
Anwendungsszenarien und Vorteile von Energiespeicher-Wechselrichtern
1. Anwendungsszenarien:
Spitzenkürzung des Stromnetzes: Speicherung elektrischer Energie bei niedriger Last und Abgabe bei hoher Last, Glättung der Spitzen-Tal-Differenz des Stromnetzes und Verbesserung der Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes. Beispielsweise wandeln Energiespeicher-Wechselrichter in Zeiten mit geringem Stromverbrauch den Wechselstrom im Netz in Gleichstrom um und speichern ihn im Batteriepaket. In Spitzenzeiten des Stromverbrauchs wird der Gleichstrom im Akkupack in Wechselstrom umgewandelt und zurück ins Stromnetz eingespeist.
Mikronetz: In einem unabhängigen Mikronetz dient es als Haupt- oder Hilfsstromquelle und sorgt für eine zuverlässige Stromversorgung. Wenn das örtliche Stromnetz vom Hauptstromnetz getrennt wird, muss das Energiespeichersystem als Netzwerkstromquelle fungieren und die Spannungs- und Frequenzsteuerung für das örtliche Stromnetz bereitstellen.
Stromversorgung für abgelegene Gebiete: Aufgrund seiner Tragbarkeit und Flexibilität kann es zur Stromversorgung abgelegener Gebiete eingesetzt werden. In einigen abgelegenen Berggebieten oder auf kleinen Inseln werden Energiespeicher-Wechselrichter an lokale Stromnetze angeschlossen, um durch variable Stromquellen und Lasten verursachte Stromschwankungen auszugleichen und das Stromnetz zu stabilisieren.
Notstromversorgung: Stellen Sie in Notsituationen schnell Notstrom bereit, um den normalen Importbetrieb sicherzustellenAmeisenanlagen.
2. Vorteile:
Hohe Energiedichte: Pro Volumeneinheit wird mehr Energie gespeichert, wodurch der Platz effektiv genutzt werden kann.
Lange Lebensdauer: Durch die Eigenschaften chemischer Reaktionen hat es eine längere Lebensdauer und kann mehrfach geladen und entladen werden. Laut Statistik kann die Lebensdauer von Energiespeicher-Wechselrichtern mehrere Jahre oder sogar länger betragen.
Hohe Effizienz: Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung ist relativ hoch und erreicht über 85 %, wodurch Energieverschwendung reduziert wird.
Geringe Wartungskosten: Das System ist relativ einfach und hat geringe Wartungskosten.
Schnelle Antwort: Fähigkeit, schnell auf Stromnetzschwankungen und Laständerungen zu reagieren und so die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes zu verbessern.
Anwendungsszenarien und Vorteile von Photovoltaik-Wechselrichtern
1. Anwendungsszenarien:
Dezentrale Photovoltaik-Stromerzeugung für den Haushalt: Mit einer geringen Leistung, die im Allgemeinen zwischen mehreren Kilowatt und mehreren zehn Kilowatt liegt, kann es zur Nutzung direkt in das Stromnetz des Haushalts integriert werden und der verbleibende Strom kann an das Netz verkauft werden.
Industrie- und Gewerbebereiche: Große Fabriken, Gewerbegebäude und andere große Orte können die Stromkosten von Unternehmen effektiv senken und den CO2-Ausstoß reduzieren.
Ländliche und abgelegene Gebiete: Netzunabhängige Photovoltaik-Wechselrichter werden in Verbindung mit Energiespeichersystemen eingesetzt, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten.
Anwendungen in speziellen Umgebungen: wie Offshore-Windkraftplattformen und Forschungsstationen in Wüstengebieten erfordern eine höhere Zuverlässigkeit und die Fähigkeit, sich an extreme Umgebungen anzupassen.
2. Vorteile:
Maximum-Power-Point-Tracking-Technologie: Es kann den Betriebspunkt automatisch an Änderungen der Lichtintensität und Temperatur anpassen, um sicherzustellen, dass das Photovoltaikmodul immer nahe seinem maximalen Leistungspunkt arbeitet und die Effizienz der Stromerzeugung verbessert wird.
Effizienzoptimierung: Wählen Sie leistungsstarke leistungselektronische Komponenten wie IGBT, MOSFET usw. aus und optimieren Sie Steueralgorithmen, um Energieverluste zu reduzieren und die Umwandlungseffizienz zu verbessern.
Sicherheit und Zuverlässigkeit: Entwerfen Sie Überlastschutzschaltungen, installieren Sie Blitzableiter und andere Schutzvorrichtungen, um den sicheren Betrieb von Geräten unter widrigen Wetterbedingungen zu gewährleisten. Gleichzeitig wird die IoT-Technologie genutzt, um eine Ferndatenerfassung und -überwachung, Fehlerwarnung durch Datenanalyse und eine Reduzierung der Wartungskosten zu erreichen.
Anwendungsszenarien und Vorteile von PCS
1. Anwendungsszenarien:
Energiespeicherkraftwerk: Die Leistung ist im Allgemeinen größer als 10 MW und es wird eine kaskadierte mehrstufige Topologie ausgewählt. Das IGBT-Moduldesign wird übernommen und im Allgemeinen werden N AC-Wandler im Container installiert, um den Parallelbetrieb mehrerer Maschinen zu unterstützen. Für die Stromversorgung und den Anschluss an das Stromnetz sind Transformatoren erforderlich.
Zentralisierter oder String-Typ: Die Leistung zentraler PCS liegt über 250 kW. Derzeit wird häufig eine Zwei-Ebenen-Topologie verwendet, und es wird auch ein modulares IGBT-Design übernommen. Es werden weniger Leistungsgeräte verwendet und die Leistung einer einzelnen Maschine kann MW-Niveau erreichen, was eine hohe Systemzuverlässigkeit erfordert; Der String-Typ wird hauptsächlich in kleinen und mittleren Energiespeichersystemen eingesetzt.
Industrieller, gewerblicher und privater Gebrauch: Die Leistung industrieller und kommerzieller PCS liegt im Allgemeinen unter 250 kW. Derzeit wird häufig eine Drei-Ebenen-Topologie in Kombination mit verteilter Photovoltaik verwendet, die eine Eigennutzung erreichen und von der Spitzenpreisdifferenz des Stromnetzes profitieren kann; Die Leistung von Haushalts-PCS liegt unter 10 kW, kombiniert mit Haushalts-Photovoltaik, als Notstromquelle, Strommanagement usw., mit hohen Anforderungen an Sicherheitsvorschriften, Lärm usw.
2. Vorteile:
Bidirektionale Energiespeicherfunktion: Es kann Spannung, Frequenz und Leistung zwischen dem Stromnetz und dem Energiespeichersystem genau und schnell anpassen und so eine konstante Leistung und einen konstanten Lade- und Entladestrom sowie eine gleichmäßige und schwankende Leistungsabgabe erreichen.
Mehrere Arbeitsmodi: unterteilt in netzgekoppelten Modus, netzunabhängigen Modus und Hybridmodus, die je nach Bedarf umgeschaltet werden können, um sich an verschiedene Anwendungsszenarien anzupassen.
Intelligente Steuerung: Ausgestattet mit Schutzfunktionen wie Überspannung, Unterspannung, Überlast, Überstrom, Kurzschluss und Übertemperatur, mit Inselerkennungsfunktion für Modusumschaltung, Kommunikationsfunktion mit übergeordneten Steuerungssystemen und Energieschaltern, reibungslose Schaltsteuerung zwischen Netz und Aus Gitter usw.
Anwendungsszenarien und Vorteile von Energiespeicher-Wechselrichtern
1. Anwendungsszenarien:
Solarstromerzeugungssystem für zu Hause: Benutzer können die Sonnenkollektoren auf dem Dach nutzen, um Sonnenenergie zu sammeln und den gesammelten Gleichstrom über Energiespeicher-Wechselrichter in Wechselstrom umzuwandeln, um Haushaltsgeräte mit Strom zu versorgen. Stellen Sie den normalen Betrieb der Haushaltsbeleuchtung und grundlegender Haushaltsgeräte bei Stromausfällen oder Netzausfällen sicher.
Off-Grid-Anwendungsszenario: In abgelegenen Gebieten und Entwicklungsländern, gekoppelt mit Solar- oder Windkraftanlagen, zur zuverlässigen Energieversorgung der Anwohner.
Notstromversorgung: In Gebieten mit häufigen Naturkatastrophen oder Stromausfällen dient es als Notstromversorgung, um wichtige Geräte mit Strom zu versorgen und den normalen Betrieb wichtiger Einrichtungen wie Krankenhäuser und Schulen in Krisenzeiten sicherzustellen.
Smart-City-Bau: Optimieren Sie bei der Entwicklung intelligenter Städte die Stromverteilung und verringern Sie den durch Spitzenstromverbrauch verursachten Druck. Kombination der Nutzung erneuerbarer Energien zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und zur Förderung einer nachhaltigen Entwicklung.
Landwirtschaft und Gewächshaussysteme: Stellen Sie Gewächshäusern stabilen Strom zur Verfügung, um ein gesundes Wachstum der Pflanzen zu gewährleisten. Durch die Kombination mit Solarstromerzeugungssystemen können die Energiekosten in der landwirtschaftlichen Produktion gesenkt und der wirtschaftliche Nutzen gesteigert werden.
2. Vorteile:
Die Grenzen von Wetterveränderungen durchbrechen: Es kann Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln und in einer Batterie speichern. Nach einem Stromausfall kann es den Gleichstrom in der Batterie für den Benutzer in Wechselstrom umwandeln und so den Einfluss der Wetterbedingungen auf die Stabilität der Stromerzeugung verringern.
Höhere Stromeffizienz: Im Vergleich zu netzgekoppelten Photovoltaik-Wechselrichtern weist er eine höhere Stromeffizienz auf, bietet Benutzern stabileren und langlebigeren Strom und vermeidet durch das Stromversorgungssystem verursachte Unannehmlichkeiten und Problemem Ausfälle.
Hohe Stabilität aufweisen: Im Falle eines Ausfalls des Stromnetzsystems kann es gespeicherten Gleichstrom direkt in Wechselstrom zur Verwendung im Stromnetz umwandeln, mit geringerem Einfluss externer Faktoren und geringeren Stromkosten.