تفاوت های اصلی، ویژگی های عملکردی و راهنمای انتخاب: اینورترهای ذخیره انرژی PV در مقابل اینورترهای استاندارد

با توسعه سریع صنعت انرژی جدید، سیستم‌های تولید برق و ذخیره انرژی فتوولتائیک (PV) به طور فزاینده‌ای به اجزای جدایی‌ناپذیر برای کاربردهای مسکونی، تجاری، صنعتی و کاربری‌های{0}}مقیاس تبدیل شده‌اند. هنگام انتخاب تجهیزات، متخصصان تدارکات اغلب اینورترهای PV استاندارد را با اینورترهای ذخیره انرژی PV اشتباه می گیرند. در واقعیت، در حالی که هر دو تبدیل بین جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) را تسهیل می‌کنند، از نظر معماری سیستم، روش‌های کنترل و سناریوهای کاربردی تفاوت قابل‌توجهی دارند. علاوه بر این، در سیستم‌های ذخیره‌سازی فتوولتائیک و ولتاژ بالا، اجزای عایق و حفاظتی حیاتی-مانند سرامیکی{6}}فیوزهای PV بدنه-نقش حیاتی در تضمین عملکرد ایمن و پایدار سیستم دارند.

اینورترهای ذخیره‌سازی PV-plus- دستگاه‌های تخصصی هستند که برای کاربردهای فتوولتائیک یکپارچه و ذخیره‌سازی انرژی طراحی شده‌اند. فراتر از عملکرد اصلی تبدیل DC به AC، آنها دارای قابلیت های جامع تبدیل توان دو طرفه و مدیریت ذخیره انرژی هستند. آنها می توانند DC تولید شده توسط آرایه های PV را به AC سازگار با شبکه برای بارها تبدیل کنند، یا AC جانبی شبکه را برای ذخیره در باتری های جفت شده به DC تبدیل کنند. یک سیستم مدیریت باتری یکپارچه، ولتاژ، دما، و وضعیت شارژ/دشارژ باتری را در زمان واقعی نظارت می‌کند و از استراتژی‌های زمان‌بندی هوشمند برای تنظیم خودکار چرخه‌های شارژ/دشارژ بر اساس تولید PV و تقاضای کاربر استفاده می‌کند. اجزای حفاظتی مرتبط نیز باید شرایط عملیاتی منحصر به فرد جریان دو طرفه را داشته باشند. به عنوان مثال، بدنه‌های سرامیکی طراحی‌شده برای فیوزهای ذخیره‌سازی باتری طوری طراحی شده‌اند که در برابر محیط‌های عملیاتی سخت‌گیرانه مرتبط با نوسانات جریان دوطرفه مقاومت کنند.

اینورترهای PV معمولی به‌عنوان تجهیزات تبدیل هسته برای سیستم‌های PV{0} متصل به شبکه، عمدتاً DC تولید شده توسط پانل‌های خورشیدی را به AC استاندارد تبدیل می‌کنند. آنها از فناوری ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) برای ردیابی نقطه عملیاتی بهینه آرایه PV در زمان واقعی- استفاده می‌کنند و با وجود نوسان شدت نور خورشید، کارایی تولید را به حداکثر می‌رسانند. علاوه بر این، آنها دارای مکانیسم‌های استاندارد ایمنی اتصال به شبکه-مانند-محافظت ضد جزیره‌ای و حفاظت بیش از حد/کمتر{7}}ولتاژ-برای اطمینان از عملکرد ایمن سیستم PV و شبکه هستند. فیوزهای این سیستم‌ها باید شرایط{10}DC ولتاژ بالا در سمت PV را کنترل کنند. بدنه‌های سرامیکی طراحی‌شده برای فیوزهای فتوولتائیک سری Eaton Bussmann جزء استانداردهای صنعتی{11}}است که الزامات عایق و خاموش کردن قوس{12}} فیوزهای PV اصلی را برآورده می‌کنند.

با توجه به تفاوت‌های عملکردی اصلی، اینورترهای ذخیره‌سازی{0}}plus{1}}PV، تبدیل دوطرفه و مدیریت ذخیره‌سازی را ارائه می‌دهند، حالت‌هایی مانند خود-مصرف، ذخیره انرژی اضافی، و پشتیبان‌گیری خاموش{3}}شبکه را فعال می‌کنند. در مقابل، اینورترهای PV استاندارد، تنها از تبدیل یک طرفه DC به{{6}AC پشتیبانی می‌کنند، با هدف اصلی به حداکثر رساندن راندمان تولید شبکه-. منطق حفاظتی آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. اجزای حفاظتی برای سیستم‌های ذخیره‌سازی-به علاوه{10}}به زمان پاسخ سریع‌تر نیاز دارند. بدنه‌های سرامیکی که برای فیوزهای سریع{12}}طراحی شده‌اند، جریان‌های خطا را در عرض میلی‌ثانیه قطع می‌کنند و از آسیب جریان اضافی به سیستم ذخیره‌سازی انرژی جلوگیری می‌کنند.

با توجه به سناریوهای کاربردی عملی، اینورترهای PV استاندارد به طور گسترده در نیروگاه‌های PV توزیع‌شده مختلف به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، که عمدتاً تبدیل برق تولید شده به شبکه را انجام می‌دهند. در مقابل، اینورترهای ذخیره‌سازی انرژی PV برای مناطقی با شبکه‌های ناپایدار یا اختلاف قیمت قابل توجه در اوج-دره مناسب‌تر هستند. آن‌ها می‌توانند در هنگام قطع برق به حالت خاموش{4}}شبکه تبدیل شوند تا از تامین بارهای بحرانی اطمینان حاصل کنند، در نتیجه کارایی اقتصادی مصرف انرژی و قابلیت اطمینان منبع تغذیه را افزایش می‌دهند. فیوزهای مورد استفاده در این سناریوهای مختلف باید با رتبه‌بندی‌های فعلی مطابقت داشته باشند. بدنه‌های سرامیکی که برای فیوزهای خورشیدی Bussmann طراحی شده‌اند، سیستم‌های PV با درجه‌بندی‌های مختلف توان را در خود جای می‌دهند و ایمنی عملیاتی را برای نیروگاه‌ها در هر اندازه تضمین می‌کنند.

همچنین تفاوت قابل توجهی در پیچیدگی سیستم و هزینه های تدارکات بین این دو وجود دارد. اینورترهای ذخیره‌سازی انرژی PV ماژول‌های تبدیل توان دوطرفه، سیستم‌های مدیریت باتری و واحدهایی را برای سوئیچینگ بدون درز بین حالت‌های شبکه-مرتبط و خاموش- یکپارچه می‌کنند. در نتیجه، الزامات فنی کلی و هزینه‌های سخت‌افزاری آن‌ها به مراتب بیشتر از اینورترهای PV استاندارد است و اجزای حفاظت الکتریکی مرتبط باید استانداردهای سخت‌گیرانه‌تری داشته باشند. بدنه‌های سرامیکی برای فیوزهای خورشیدی gPV فتوولتائیک با استانداردهای صنعتی برای فیوزهای خاص PV مطابقت دارند و نیازهای عملیاتی طولانی‌مدت-سیستم‌های PV متصل به شبکه را برآورده می‌کنند.

از نظر پایداری عملیاتی، اینورترهای PV استاندارد بر اساس منطق نسبتاً ساده عمل می‌کنند و در درازمدت یک حالت تولید برق پایدار و یک طرفه را حفظ می‌کنند. با این حال، اینورترهای ذخیره انرژی PV باید مرتباً بین حالت‌هایی مانند شارژ، تخلیه، عملکرد متصل به شبکه و عملیات خاموش{2}}شبکه جابجا شوند، و نیازهای بالاتری را برای قابلیت‌های پاسخ دینامیکی و قابلیت اطمینان تجهیزات ایجاد کنند. اجزای حفاظتی مرتبط به قابلیت‌های-قطع جریان قوی نیاز دارند. فیوزهای پرسرعت- که از این بدنه‌های سرامیکی استفاده می‌کنند، می‌توانند به سرعت مدار را در لحظه بروز خطا قطع کنند و از آسیب- افزایش جریان بالا به اجزای اینورتر هسته جلوگیری کنند.

با توجه به-عملکرد و نگهداری کامل چرخه عمر (O&M)، اینورترهای PV استاندارد فقط به نظارت بر آمار تولید برق و هشدارهای خطا نیاز دارند. اینورترهای ذخیره انرژی PV، برعکس، به کالیبراسیون دوره‌ای پارامترهای سیستم مدیریت باتری و بهینه‌سازی استراتژی‌های شارژ/دشارژ برای اطمینان از طول عمر باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی نیاز دارند. با همگرا شدن برنامه‌های انرژی جدید، برخی از سیستم‌های ذخیره‌سازی PV-به علاوه-از رابط‌های شارژ DC برای فعال کردن شارژ خودروی الکتریکی (EV) استفاده می‌کنند. بدنه‌های سرامیکی که برای فیوزهای EV DC طراحی شده‌اند، الزامات حفاظت جانبی DC{5}}این برنامه‌های توسعه‌یافته را برآورده می‌کنند و ایمنی را در سناریوهای مختلف تضمین می‌کنند.