Alapvető különbségek, funkcionális jellemzők és kiválasztási útmutató: PV energiatároló inverterek vs. szabványos inverterek

Az új energiaipar gyors fejlődésével a fotovoltaikus (PV) energiatermelő és energiatároló rendszerek egyre inkább a lakossági, kereskedelmi, ipari és közüzemi{0}}alkalmazások szerves részévé váltak. A berendezések kiválasztásakor a beszerzési szakemberek gyakran összekeverik a szabványos PV invertereket a PV energiatároló inverterekkel. A valóságban, bár mindkettő megkönnyíti az egyenáram (DC) és váltóáram (AC) közötti átalakítást, jelentősen eltérnek a rendszer architektúra, a vezérlési módszerek és az alkalmazási forgatókönyvek tekintetében. Ezenkívül a nagy-feszültségű fotovoltaikus és energiatároló rendszerekben a kritikus szigetelési és védelmi elemek-, mint például a kerámia-ház PV biztosítékai-, létfontosságú szerepet játszanak a rendszer biztonságos és stabil működésének biztosításában.

A PV-plus-storage inverterek speciális eszközök, amelyeket integrált fotovoltaikus és energiatároló alkalmazásokhoz terveztek. Az egyenáram váltóárammá alakításán túlmenően átfogó kétirányú áramátalakítási és energiatárolás-kezelési képességekkel is rendelkeznek; átalakíthatják a PV-tömbök által generált egyenáramot grid-kompatibilis váltakozó árammá a terhelésekhez, vagy a hálózat-oldali váltakozó áramát egyenárammá alakíthatják át párosított akkumulátorokban való tároláshoz. Az integrált akkumulátor-felügyeleti rendszer valós időben figyeli az akkumulátor feszültségét, hőmérsékletét és töltési/kisütési állapotát, és intelligens ütemezési stratégiákat használ a töltési/kisütési ciklusok automatikus beállításához a fotovoltaikus termelés és a felhasználói igények alapján. A kapcsolódó védőelemeknek is alkalmazkodniuk kell a kétirányú áram egyedi működési feltételeihez; például az akkumulátortároló biztosítékokhoz tervezett kerámia testeket úgy tervezték, hogy ellenálljanak a kétirányú áramlökésekkel járó szigorú működési környezeteknek.

A hagyományos PV-inverterek a hálózatra kötött PV-rendszerek központi átalakító berendezéseiként szolgálnak, elsősorban a napelemek által termelt egyenfeszültséget szabványos váltakozó árammá alakítják át. Maximum Power Point Tracking (MPPT) technológiát alkalmaznak a PV-tömb optimális működési pontjának valós időben való-követésére, maximalizálva a termelési hatékonyságot az ingadozó napfény intenzitása ellenére. Ezenkívül szabványos hálózati-csatlakozási biztonsági mechanizmusokkal- rendelkeznek, mint például a szigetelő- Az ilyen rendszerek biztosítékainak kezelniük kell a nagy{10}}feszültségű egyenáramú feltételeket a napelem oldalon; Az Eaton Bussmann sorozatú fotovoltaikus biztosítékokhoz tervezett kerámiatestek ipari{11}}szabványos alkatrészek, amelyek megfelelnek a főbb napelemes biztosítékok szigetelési és ívoltási{12}}követelményeinek.

Ami az alapvető funkcionális különbségeket illeti, a PV-plus-storage inverterek kétirányú átalakítást és tároláskezelést tesznek lehetővé, lehetővé téve az olyan módokat, mint az ön-fogyasztás, a többletenergia tárolása és a hálózaton kívüli-mentés. Ezzel szemben a szabványos fotovoltaikus inverterek csak az egyirányú DC-to-AC átalakítást támogatják, az elsődleges cél a hálózathoz kötött{7}}generálás hatékonyságának maximalizálása. Védelmi logikájuk jelentősen eltér; a PV-plus-tárolórendszerek védelmi összetevői gyorsabb válaszidőt igényelnek. A gyorsan{12}}működő biztosítékokra tervezett kerámia testek lehetővé teszik a hibaáramok ezredmásodperceken belüli megszakítását, megakadályozva ezzel az energiatároló rendszer túláram okozta károsodását.

Ami a gyakorlati alkalmazási forgatókönyveket illeti, a szabványos fotovoltaikus invertereket széles körben használják a különféle hálózatra kötött, elosztott napelemes erőművekben, elsősorban a megtermelt energia hálózati-csatlakozási átalakítására. Ezzel szemben a napelemes energiatároló inverterek jobban megfelelnek az instabil hálózatokkal vagy jelentős csúcs-völgyi áramárkülönbséggel rendelkező régiókban; áramkimaradáskor kikapcsolt-hálózati módba kapcsolhatnak, hogy biztosítsák a kritikus terhelések ellátását, ezáltal nagymértékben növelve az energiafelhasználás gazdaságosságát és az áramellátás megbízhatóságát. Az ezekben a különböző forgatókönyvekben használt biztosítékoknak meg kell felelniük a megfelelő áramerősségnek; A Bussmann szolárbiztosítékokhoz tervezett kerámia testek különböző teljesítményű napelemes rendszereket fogadnak el, biztosítva az üzembiztonságot minden méretű erőmű számára.

A rendszer bonyolultságában és a beszerzési költségekben is jelentős különbség van a kettő között. A fotovoltaikus energiatároló inverterek kétirányú energiaátalakító modulokat, akkumulátor-kezelő rendszereket és egységeket integrálnak a hálózati-kapcsolt és kikapcsolt{2}}hálózati módok közötti zökkenőmentes váltás érdekében. Következésképpen általános műszaki követelményeik és hardverköltségeik jóval magasabbak, mint a szabványos PV inverterek, és a kapcsolódó elektromos védelmi alkatrészeknek szigorúbb szabványoknak kell megfelelniük. A fotovoltaikus gPV napelem-biztosítékokhoz készült kerámiatestek megfelelnek a PV-specifikus biztosítékokra vonatkozó iparági szabványoknak, és kielégítik a különféle hálózatra-kötött PV-rendszerek hosszú távú működési igényeit.

A működési stabilitás szempontjából a szabványos PV inverterek viszonylag egyszerű logika alapján működnek, és hosszú távon stabil, egyirányú áramtermelési állapotot tartanak fenn. A napelemes energiatároló invertereknek azonban gyakran kell váltaniuk az olyan üzemmódok között, mint a töltés, a kisütés, a hálózathoz kötött működés és a hálózaton kívüli működés, ami magasabb követelményeket támaszt a berendezés dinamikus válaszképességével és megbízhatóságával szemben. A kapcsolódó védelmi összetevők robusztus, nagy-áramú megszakítási képességet igényelnek; Az ilyen kerámiatesteket használó nagy sebességű-biztosítékok gyorsan megszakíthatják az áramkört a hiba fellépése pillanatában, megakadályozva, hogy a nagy-áram túlfeszültségek károsítsák az inverter mag alkatrészeit.

A teljes -életciklusú üzemeltetés és karbantartás (O&M) tekintetében a szabványos PV inverterek csak az energiatermelési statisztikákat és a hibariasztásokat követelik meg. A napelemes energiatároló inverterek viszont megkövetelik az akkumulátor-menedzsment rendszer paramétereinek időszakos kalibrálását és a töltési/kisütési stratégiák optimalizálását az energiatároló akkumulátorok hosszú élettartamának biztosítása érdekében. Az új energiaalkalmazások közeledtével egyes PV-plus-tárolórendszerek egyenáramú töltési interfészt tartalmaznak az elektromos járművek (EV) töltésének lehetővé tétele érdekében; az elektromos egyenáramú biztosítékokhoz tervezett kerámiatestek megfelelnek ezen kibővített alkalmazások DC-oldali védelmi követelményeinek, így biztosítva a biztonságot a legkülönbözőbb helyzetekben.