При проектиране на Съхранение на енергия в дома изборът на правилния инвертор засяга много повече от начина, по който слънчевата енергия се преобразува в използваема електроенергия. Той също така определя как домът взаимодейства с електрическата мрежа, как се зарежда и разрежда батерията, какво се случва при прекъсване на захранването и колко гъвкавост има системата при ежедневна работа.
Две често срещани опции са хибриден инвертор и автономен инвертор.
На пръв поглед те могат да изглеждат сходни. И двете могат да работят със слънчеви панели и акумулаторно съхранение и и двете могат да помогнат на домакинството да използва съхранената енергия, когато слънчевата генерация е ниска. Въпреки това, те са проектирани за различни работни среди.
За повечето домове, които вече имат достъп до стабилна комунална мрежа, хибридният инвертор обикновено е по-практичният и гъвкав изборТой може да координира слънчевата генерация, съхранението на батерии, битовите товари и мрежовото електричество в рамките на една и съща система за съхранение на енергия в дома.
А автономен инвертор става по-подходящо, когато имотът трябва да работи независимо от комуналната мрежа, като например отдалечена къща, селски имот, островно жилище или място, където достъпът до мрежата е невъзможен или изключително ненадежден.
По-добрият избор следователно зависи от един централен въпрос:
Ще работи ли нормално системата за съхранение на енергия в дома с електрическата мрежа, или трябва да работи независимо?
1. Хибриден инвертор срещу оф-грид инвертор: Каква е основната разлика?
Най-голямата разлика между хибриден инвертор и инвертор за автономни системи е връзката им с електрическата мрежа.
A хибриден инвертор обикновено се проектира около свързана към мрежата домашна система за съхранение на енергия. Тя може да управлява енергия от няколко източника едновременно, включително:
- Соларни фотоволтаични панели
- Съхранение на батерии
- Комунална мрежа
- Домакински електрически товари
В зависимост от настройките на инвертора и дизайна на системата, слънчевата електроенергия може да се използва директно от дома, да се съхранява в батерията или да се изнася към мрежата, когато местните разпоредби го позволяват. Когато слънчевата и батерийната енергия са недостатъчни, системата може да черпи електроенергия от мрежата.
Off-grid инверторът е проектиран предимно за самостоятелна енергийна система.
Вместо да използва мрежата като нормална част от ежедневното управление на енергията, автономна система за съхранение на енергия в дома обикновено разчита на слънчева генерация и съхранение на батерии. Някои системи могат също да използват генератор или друг променливотоков източник като резервно захранване.
С прости думи:
Хибриден инвертор: Слънчева енергия + Батерия + Мрежа + Товарен
Инвертор за автономна система: Слънчева енергия + Батерия + Консуматори + Опционален генератор
Тази разлика засяга почти всяка друга част от системния дизайн.
Хибридната система може да разчита на мрежата, когато съхранената енергия стане недостатъчна. Автономната система обикновено не може, така че слънчевата генерация и капацитетът на батерията трябва да бъдат планирани по-внимателно.
Ето защо инверторът не трябва да се избира просто чрез сравняване на номиналната мощност или цената на продукта. Първо трябва да се определи работната среда.
2. Защо хибридните инвертори са по-добри за повечето свързани към мрежата домове
За повечето жилищни проекти със съществуваща връзка към комунални услуги, хибридният инвертор предлага по-гъвкава архитектура за съхранение на енергия в дома.
Основното предимство не е просто, че инверторът може да се свърже с батерия. То е, че той може да координира няколко енергийни източника и да решава как електричеството трябва да се движи през системата.
Типичният дневен работен модел може да изглежда така:
Слънчеви фотоволтаици → Домакински товари → Зареждане на батерии → Мрежа
През слънчевите часове, слънчевата електроенергия може първо да захрани домакинските товари. Когато слънчевото производство надвишава непосредствената консумация, допълнителната енергия може да се използва за зареждане на батерията.
По-късно вечерта, когато слънчевата енергия намалее, батерията може да захранва част от домакинските нужди.
Ако батерията достигне конфигурираното минимално състояние на заряд, къщата може да продължи да използва електричество от мрежата.
Това създава много по-толерантна система от напълно независима оф-грид инсталация.
По-висока степен на собствено потребление на слънчева енергия
Една от най-честите причини за инсталиране на домашни енергийни системи за съхранение е да се използва повече слънчева електроенергия в рамките на имота.
Без акумулаторно съхранение, голяма част от дневното производство на слънчева енергия може да се случи, когато потреблението на електроенергия в домакинствата е сравнително ниско.
Хибридният инвертор позволява излишната слънчева енергия да се съхранява, вместо незабавно да се изпраща към мрежата.
Например:
- Слънцето осигурява дневните битови товари.
- Излишната слънчева енергия зарежда батерията.
- Батерията захранва вечерните товари.
- Мрежовото електричество се използва само когато слънчевата и съхранената енергия са недостатъчни.
Това може да увеличи собственото потребление на слънчева енергия и да намали зависимостта от закупена мрежова електроенергия.
За много жилищни проекти това е по-важно предимство от простото наличие на резервно захранване.
По-гъвкава работа на батерията
Хибридният инвертор може също да поддържа различни стратегии за работа на батерията.
В зависимост от модела на инвертора и местните електрически условия, системата може да бъде конфигурирана да приоритизира:
- Слънчева самопотреба
- Резервно захранване на батерията
- Управление електроенергията според времето на ползване
- Намаляване на пиковото натоварване
- Операция с нулево износ
- Контролирано зареждане на мрежата
Тази гъвкавост е полезна, защото системите за съхранение на енергия в дома не се инсталират с точно една и съща цел на всеки пазар.
В един проект собственикът на жилище може да иска да намали закупуването на електроенергия през скъпите вечерни часове.
В друг случай основната грижа може да бъде поддържането на захранването на основните домакински уреди по време на прекъсвания.
Хибридният инвертор осигурява повече възможности за адаптиране на системата към тези различни изисквания.
По-добро използване на комуналната мрежа
Електрическата мрежа понякога се разглежда само като нещо, което системата за съхранение на енергия от слънцето трябва да избягва да използва. На практика обаче връзката с мрежата може да направи цялата система за съхранение на енергия в дома по-надеждна и по-лесна за оразмеряване.
Ако няколко облачни дни намалят производството на слънчева енергия, мрежата може да поддържа битовите товари, докато батерията остава в безопасен работен диапазон.
Това означава, че батерията не винаги трябва да бъде оразмерена за пълна независимост в продължение на няколко дни.
За жилищни проекти, където мрежата вече е налична, премахването на тази гъвкавост често създава ненужни разходи и усложнения.
Подходящо за резервно захранване, без да ставате напълно независими от мрежата
Собственик на жилище може да иска резервно захранване, без да иска да се откачи напълно от електроразпределителната мрежа.
Това е една от ситуациите, в които хибридният инвертор е особено полезен.
При нормална работа, домът остава свързан към мрежата.
Ако мрежата откаже, правилно конфигурирана хибридна система може да изолира резервната страна на инсталацията и да продължи да захранва избрани битови вериги от батерията и наличната слънчева енергия.
След като мрежата се възстанови, системата може да възобнови нормалната си работа, свързана с мрежата.
Това обикновено е по-добро решение за обикновени жилищни нужди, отколкото проектирането на целия имот като постоянно независима автономна система.
3. Когато извънрешетъчният инвертор е по-добрият избор
Въпреки че хибридните инвертори са подходящи за много жилищни проекти, инверторът за автономни системи е по-добрият вариант, когато независимостта от електрическата мрежа е основно изискване на системата.
Най-очевидният пример е дом без никаква връзка с мрежата.
Това може да включва:
- Отдалечени жилищни имоти
- Селски къщи
- Островни къщи
- Планински хижи
- Селскостопански жилища
- Ваканционни имоти
- Места, където разширяването на мрежата е скъпо
В тези приложения, системата за съхранение на енергия в дома не просто помага за намаляване на разходите за електроенергия. Тя ефективно действа като местно захранване на имота.
Това променя приоритетите в дизайна значително.
Батерията става част от нормалното ежедневно захранване
В хибридна система батерията често може да се разглежда като един от няколко енергийни източника.
В автономна система батерията е много по-централна.
След залез слънце, домът може да разчита почти изцяло на съхранена енергия от батерии.
Ако времето остане облачно и на следващия ден, батерията може да се наложи да продължи да поддържа товари, като същевременно изчаква достатъчно слънчева генерация, за да възстанови състоянието си на заряд.
Това прави автономността на батерията много по-важна.
Нужда от по-голям резерв в соларния капацитет
Автономната слънчева система има две задачи:
- Захранване на битови товари.
- Заредете батерията.
Ако фотоволтаичната система генерира само достатъчно енергия, за да покрие средното дневно потребление при идеални метеорологични условия, може да има малък резерв за лоши слънчеви условия.
Ето защо системите извън мрежата често се нуждаят от по-голям резерв в дизайна както по отношение на фотоволтаичния капацитет, така и на батерийното съхранение.
Интеграцията на генератор може да бъде практична
В райони с продължителни периоди на слаба слънчева наличност, генератор може да бъде интегриран като допълнителен резервен източник.
Това не означава, че слънчевата и батерийната система са се повредили.
Това просто осигурява допълнителен слой енергийна сигурност, когато производството от слънчева енергия остава под търсенето за продължителен период.
За отдалечени домове, където поддържането на наличността на електрозахранване е по-важно от минимизирането на всяка възможна разход за гориво, това може да бъде практична системна архитектура.
Ключовият момент е, че трябва да се избере инвертор за автономна система, защото необходима е независима работа, не просто защото собственикът на жилището иска батерия.
4. Хибриден срещу оф-грид инвертор: Основни разлики
Основните разлики стават по-ясни, когато двата типа инвертори се сравнят директно.
| Сравнение | Хибриден инвертор | Инвертор за автономни системи |
| Типична връзка към мрежата | Да | Не е необходимо |
| Подкрепа за фотоволтаици | Да | Да |
| Съхранение на батерии | Да | Да |
| Импорт на мрежа | Обикновено поддържано | Зависи от дизайна |
| Експортиране на мрежа | Може да бъде поддържано | Обикновено не е фокусът |
| Резервно захранване | Често подкрепян | Централна системна функция |
| Зависимост от батерията | Умерено до високо | Висока |
| PV размер на маржин | Умерен | Обикновено по-високо |
| Типично приложение | Дома, свързани към мрежата | Независими енергийни системи |
| Незадължителен генератор | Понякога | Често срещано в някои проекти |
Тази таблица показва защо нито един от инверторите не е универсално по-добър.
Хибридният инвертор осигурява по-голяма гъвкавост, когато мрежата е налична.
Оф-грид инверторът осигурява по-директна архитектура, когато системата трябва да работи без да разчита на постоянна връзка с мрежата.
Съществува и важно техническо разграничение.
Някои off-grid инвертори могат да приемат променливотоково захранване от генератор или мрежов източник за зареждане на батерии и поддържане на товара. Въпреки това, това не означава автоматично, че те могат да работят като хибридни инвертори, свързани към мрежата.
Подобно на това, не всеки хибриден инвертор осигурява еднаква възможност за резервно захранване, контрол на износа, комуникация с батерията или мощност.
Спецификацията на продукта винаги трябва да се проверява спрямо предвиденото приложение за съхранение на енергия в дома.
5. Промени в размера на батерията и соларните панели между двете системи
Размерът на батериите и соларните панели е важен както при хибридни, така и при автономни системи за съхранение на енергия в дома, но последиците от недостатъчното оразмеряване са много по-сериозни при автономни проекти.
Хибридните системи могат да използват мрежата като енергиен буфер
Разгледайте свързан към мрежата дом, който консумира повече електричество от очакваното една вечер.
Ако батерията се изтощи, хибридният инвертор може да черпи електричество от електрическата мрежа.
Собственикът на жилището може да закупи повече електричество през този ден, но осветлението остава включено и домакинските уреди продължават да работят.
Това означава, че батерията не е задължително да покрива всяко възможно условие на натоварване.
Вместо това, тя може да бъде оразмерена около приоритети като:
- Вечерна консумация на електроенергия
- Продължителност на архивирането
- Слънчева самопотреба
- Пикови цени на електроенергия
- Бюджет
Това дава на системните проектанти повече гъвкавост.
Системите извън мрежата се нуждаят от по-голяма енергийна автономност
В автономна система за съхранение на енергия за дома, мрежата може да не е налична, за да покрие недостиг.
Размерът на батерията следователно трябва да отчита не само нормалната дневна консумация на енергия, но и периода, през който къщата трябва да продължи да функционира без достатъчно производство на слънчева енергия.
Опростена отправна точка е:
Необходима енергия на батерията ≈ Дневно енергийно търсене × Необходима автономност
Въпреки това, това е само първоначална оценка.
Реалното оразмеряване на батерията трябва да вземе предвид също:
- Използваема дълбочина на разреждане
- Настройки за резерв на батерията
- Загуби от преобразуване
- Температура на батерията
- Стареене на батерията
- Максимална изходна мощност
- Очаквано нарастване на натоварването
- Последователни дни с ниско слънцегреене
Това е една от причините, поради които системите извън мрежата могат да изискват значително по-голям капацитет на батерията в сравнение с хибридна система, свързана към мрежата, обслужваща подобно домакинство.
По-големият капацитет на батерията не решава недостатъчно оразмерен соларен масив
Капацитетът на батерията и слънчевият капацитет също трябва да бъдат балансирани.
Инсталирането на много голяма батерия не решава проблема, ако фотоволтаичната система не може да генерира достатъчно енергия, за да я презареди.
За проект извън мрежата, соларната система трябва да има достатъчен капацитет, за да осигурява дневните товари, като същевременно възстановява енергията, използвана от батерията през нощта.
След няколко облачни дни, системата може да се нуждае от допълнително PV генериране, за да възстанови батерията, като същевременно поддържа нормалното потребление на домакинството.
Ето защо ефективният дизайн на домашни енергийни системи за съхранение трябва да разглежда системата като цяло:
Мощност на фотоволтаици + Мощност на инвертор + Капацитет на батерия + Консумация на товар
Изборът на всеки компонент поотделно може да доведе до лоша производителност, дори когато всеки отделен продукт изглежда адекватно оразмерен.
6. Резервно захранване: Защо хибридното не винаги означава резервно захранване на целия дом
Едно от най-честите погрешни схващания при жилищните системи за съхранение на енергия е, че инсталирането на хибриден инвертор автоматично означава, че целият дом ще остане напълно захранен по време на прекъсване на електрозахранването.
Това не винаги е така.
Производителността на архивиране зависи от няколко фактора.
Мощността на инвертора определя колко натоварване може да работи едновременно
Батерията може да съдържа достатъчно съхранена енергия за няколко часа работа, но инверторът все пак има максимална изходна мощност.
Например, система за съхранение на енергия в дома може да има голям капацитет на батерията, докато изходната мощност на инвертора не е достатъчна, за да работи едновременно електрически бойлер, няколко климатика, индукционен котлон, зарядно за електромобил и други големи уреди.
Това е разликата между сила и енергия.
- kW описва колко мощност може да бъде доставена в даден момент.
- kWh описва колко енергия може да бъде съхранена.
И двете трябва да отговарят на изискването за архивиране.
Мощността на разреждане на батерията също е от значение
Дори когато инвертор За да може да осигури определена изходна мощност, батерията трябва да може да достави и необходимия разряден ток.
Поради тази причина, изборът на батерия не трябва да се основава само на общия kWh капацитет.
Съвместимата батерия за съхранение на енергия в дома трябва да съответства на инвертора по отношение на:
- Диапазон на напрежението
- Максимален ток на зареждане
- Максимален разряден ток
- Комуникация на BMS
- Изисквания за CAN или RS485
- Поддържани модули на батерията
Резервното захранване на основните товари може да бъде по-практично
Много домове всъщност не се нуждаят от захранване на всяка верига по време на прекъсване.
Специализирана резервна верига може вместо това да захранва основни товари като:
- Хладилници
- Осветление
- Wi-Fi рутери
- Компютри
- Охранително оборудване
- Избрани гнезда
- Малки домакински уреди
Това може да намали необходимия размер на инвертора и батерията, като същевременно осигурява полезна резервна възможност.
За много свързани към мрежата домове, това е по-практичен дизайн за съхранение на енергия, отколкото опитът да се възпроизведе пълният капацитет на мрежата при всяко прекъсване.
7. Как да изберем правилния инвертор за проект за съхранение на домашна енергия
Преди да решите между хибриден инвертор и оф-грид инвертор, е полезно да определите реалните работни условия на имота.
Започнете с наличност на мрежата
Първият въпрос е прост:
Надежна ли е електрическата мрежа?
Ако да, хибридният инвертор обикновено ще осигури повече гъвкавост.
Ако не, извънмрежовият инвертор става по-естественият вариант.
Ако мрежата съществува, но прекъсванията са чести, решението зависи от това колко дълго обикновено продължават тези прекъсвания и колко независимост иска собственикът на жилището.
Проверка на битово натоварване
Инверторът трябва да поддържа очакваното натоварване, а не само соларния масив.
Важна информация включва:
- Максимално едновременно натоварване
- Големи домакински уреди
- Пускови товари на двигатели
- Капацитет на климатик
- Водни помпи
- Електрическо готварско оборудване
- Зареждане на електрически автомобили
- Резервни вериги
Дом със скромна дневна консумация на енергия все пак може да изисква сравнително висока мощност на инвертора, ако няколко големи уреда работят едновременно.
Потвърдете еднофазно или трифазно захранване
Конфигурацията на електрическото захранване също влияе върху избора на инвертор за домашни енергийни системи за съхранение.
Малките жилищни имоти обикновено използват еднофазни системи, докато по-големите домове може да имат трифазно електрическо захранване.
Инверторът трябва следователно да съответства:
- Фаза на захранване
- Разпределение на натоварването
- Подредба на резервното копиране
- Изисквания за PV вход
- Правила за местно присъединяване към мрежата
Свържете батерията и инвертора
Съвместимостта на батерията трябва да се провери преди финализиране на системата.
Важните съображения включват напрежение на батерията, ток на зареждане и разреждане, комуникация на BMS, използваема капацитет, изисквания за разширение и поддържани модели батерии.
Това е особено важно, когато системата за съхранение на енергия в дома може да бъде разширена по-късно.
Дефинирай Реалната Цел за Резервно Копиране
Накрая собственикът на жилището или проектантът трябва да решат какво точно означава „резервно копие“.
Системата трябва ли само да поддържа хладилник, осветление и интернет оборудване работещи в продължение на няколко часа?
Или целта е повечето от дома да работи през нощта?
Има ли нужда имотът от един ден автономност или няколко дни?
Тези отговори могат значително да променят необходимата мощност на инвертора и капацитета на батерията.
Практическият преглед на проекта следователно трябва да разглежда:
Състояние на мрежата + Товарен профил + Капацитет на фотоволтаици + Капацитет на батерия + Време за резервиране + Тип на фазата
След като тези условия станат ясни, изборът на инвертор обикновено става много по-лесен.
8. Решения за съхранение на енергия за дома от KUVO за различни жилищни проекти
В KUVO разработваме Съхранение на енергия в дома решения за различни жилищни соларни и батерийни приложения, включително свързани към мрежата системи за съхранение на енергия и проекти, изискващи по-голяма енергийна независимост.
Дом, основно фокусиран върху собственото потребление на слънчева енергия, може да се нуждае от различна конфигурация на инвертор и батерия от имот, който изисква дългосрочно резервно захранване.
Също така, нормално жилище, свързано към мрежата, не трябва автоматично да използва същата система като отдалечен дом извън мрежата.
За дистрибутори, соларни инсталатори, ЕРС изпълнители и интегратори на системи за съхранение на енергия за жилищни нужди, оценката на цялостната система преди избора на отделни компоненти може да помогне да се избегне както преоразмеряване, така и недоразмеряване.
Полезна информация за проекта може да включва:
- Необходима мощност на инвертора
- Еднофазно или трифазно захранване
- Съществуващ или планиран фотоволтаичен капацитет
- Целева капацитет на батерията
- Наличност на мрежата
- Очаквани резервни товари
- Необходима продължителност на архивирането
- Местна мрежа или експортни изисквания
Тези подробности ни помагат да препоръчаме по-подходящ Съхранение на енергия в дома конфигурация на инвертора и батерията за реалното приложение.
Вместо да се разглежда инверторът като отделен продукт, е по-полезно да се обмисли как той ще работи заедно с батерията, соларната система, електрическите товари и условията в мрежата като една цялостна жилищна енергийна система.
Заключение
За повечето домове, които вече имат стабилна връзка с комунални услуги, Хибридният инвертор обикновено е по-добрият избор за съхранение на енергия в дома..
Това позволява на системата да координира слънчевата генерация, съхранението на батерии, битовите товари и мрежовото електричество, като същевременно поддържа приложения като собствено потребление на слънчева енергия, управление на енергията по време на употреба и резервно захранване.
А автономен инвертор е по-подходящо, когато имотът трябва да работи независимо от комуналната мрежа.
В тези проекти оразмеряването на соларни панели и батерии става особено важно, тъй като мрежата не винаги може да компенсира, когато съхранената енергия е недостатъчна.
Решението следователно не трябва да се основава просто на това кой инвертор има повече функции.
По-полезният въпрос е:
Как домът трябва да използва енергия всеки ден и какво трябва да се случи, когато слънчевата или мрежовата енергия е недостъпна?
След като се определят състоянието на мрежата, битовите товари, капацитетът на фотоволтаиците, изискванията за батериите и целта за резервно захранване, изборът между хибриден инвертор и самостоятелен инвертор става много по-лесен.
Често задавани въпроси
По-добър ли е хибридният инвертор от инвертор за автономна система?
За повечето домове със стабилна връзка към мрежата, хибридният инвертор обикновено е по-гъвкав, тъй като може да управлява слънчева енергия, съхранение на батерии, домакински товари и мрежово електричество. Инверторът за автономна работа е по-подходящ, когато имотът трябва да функционира независимо от комуналната мрежа.
Може ли хибриден инвертор да работи по време на прекъсване на електрозахранването?
Много хибридни инвертори могат да осигурят резервно захранване, когато са инсталирани със съвместима батерия и правилно конфигурирана резервна верига. Въпреки това, изходната мощност при резервно захранване, поведението при превключване и поддържаните товари варират в зависимост от модела на инвертора.
Може ли инвертор за автономна система да се свърже към електрическата мрежа?
Някои off-grid инвертори могат да приемат мрежово променливотоково захранване за зареждане на батерии или поддържане на товара. Това обаче не означава непременно, че те могат да работят като мрежово свързани инвертори за износ на енергия. Трябва да се проверят специфичният дизайн на инвертора и работните му режими.
Нужна ли ми батерия за хибриден инвертор?
Зависи от модела на инвертора. Някои хибридни инвертори могат да работят със слънчева енергия и мрежата, преди да бъде инсталирана батерия. Въпреки това, батерия е необходима, ако системата за съхранение на енергия в дома трябва да съхранява слънчева енергия за по-късна употреба или да осигурява захранване от батерия по време на прекъсване на електрозахранването.
Какъв размер инвертор трябва да използвам за съхранение на енергия в дома?
При оразмеряването на инвертора трябва да се вземат предвид максималното едновременно натоварване на домакинството, изискваното резервно натоварване, капацитета на фотоволтаиците, възможността за разреждане на батерията, еднофазно или трифазно захранване и очакваното бъдещо разширение. Само капацитетът на батерията в kWh не е достатъчен за определяне на правилната мощност на инвертора.