Hibridni razsmernik združuje tri naloge v eni napravi: delovanje v omrežju, delovanje brez povezave z omrežjem in polnjenje/praznjenje baterije. Združuje prednosti tako omrežno vezanih kot tudi avtonomnih sončnih razsmernikov.
Sodobne enote dosegajo učinkovitost 96–991 TP3T v laboratorijskih testih (Bhukya in drugi, Springer 2024) in zagotavljajo rezervno napajanje v primeru izpada električne energije, ko so povezani z baterijo. Lahko pretvori enosmerni tok (DC) v izmenični tok (AC) in ga dovaja v omrežje (in obratno); posledično lahko sistem učinkovito distribuira energijo iz sončnih kolektorjev v akumulatorje za shranjevanje energije, gospodinjske aparate ali omrežje.
Ta priročnik pojasnjuje, kako deluje hibridni razsmernik, kako se razlikuje od standardnega razsmernika, glavne razpoložljive vrste, kako izbrati pravi model in standarde, ki jih morajo monterji preveriti pred priključitvijo.
Kaj je hibridni inverter?
Hibridni razsmernik je naprava, ki združuje zmogljivosti tradicionalnega PV razsmernika in baterijskega razsmernika. Predstavljajte si ga kot možgane sončnega sistema.
- Pretvarja DC (enosmerni tok) iz sončnih panelov v Klimatska naprava (izmenični tok), ki ga uporablja vaš dom.
- Deluje tudi obratno – jemlje izmenični tok iz omrežja in ga shranjuje kot enosmerni tok v bateriji.
- V realnem času se odloča, kam naj gre energija: domov, v baterije ali v omrežje.
Kako deluje hibridni inverter
Hibridni razsmernik uporablja pametni krmilnik za samodejno preklapljanje načinov delovanja glede na razpoložljivost omrežja, sončno svetlobo in napolnjenost baterije. Med štirimi načini preklaplja brez prekinitev ali zamikov.
1. Način generiranja, vezanega na omrežje (normalna mreža, veliko dnevne svetlobe)
Sončne celice proizvajajo enosmerni tok. Modul MPPT ga optimizira, razsmernik pa ga pretvori v izmenični tok, pri čemer najprej napaja lokalne obremenitve. Presežek se bodisi dovaja v omrežje za dobroimetje (standardni modeli) bodisi shranjuje samo v bateriji (modeli s protipovratnim tokom). Če sončne energije primanjkuje, sistem črpa energijo iz omrežja, da pokrije vrzel.
2. Način shranjevanja in polnjenja energije (normalno omrežje, presežek moči)
Ko dnevna sončna energija preseže skupno obremenitev, presežek polni baterijo prek dvosmernega modula DC/DC namesto da bi šel v omrežje. Ponoči, ko so tarife najnižje, lahko sistem polni baterijo s poceni omrežno energijo. To shranjuje energijo za izpade ali obdobja visokih tarif, kar omogoča arbitražo v času konic in nižje račune.
3. Način napajanja izven omrežja (mreža ne deluje ali ni mreže; noč ali oblačno)
Če pride do izpada omrežja, se sistem odklopi in preklopi v način delovanja brez omrežja. Baterija sprosti enosmerni tok, ki ga razsmernik pretvori v stabilen izmenični tok za lokalne obremenitve. Ročno posredovanje ni potrebno. Preklop se zgodi v milisekundah, brez izpada ali nihanja napetosti.
4. Način varnostnega kopiranja omrežja (brez omrežja, izpraznjena baterija)
Če baterija pade pod zaščitni prag, se sistem ponovno poveže z omrežjem. Omrežje nato neposredno napaja breme in lahko napolni baterijo, s čimer prepreči izpade zaradi izpraznjene baterije.
Hibridni razsmernik združuje štiri osnovne module, ki delujejo skupaj:
- MPPT PV modul za povečanje moči (DC/DC): Odvzema enosmerni tok iz panelov, v realnem času sledi sončni svetlobi za maksimiranje proizvodnje in dovaja stabilno, stabilizirano napetost v naslednjo stopnjo.
- Modul za polnjenje/praznjenje baterije (dvosmerni DC/DC): Deluje v obe smeri, polni baterijo iz presežne sončne energije ali sprošča enosmerni tok za izhod, hkrati pa natančno nadzoruje napetost in tok za zaščito baterije.
- Dvosmerni inverterski modul (DC/AC): Glavna pretvorbena enota. Pretvarja enosmerni tok iz panelov in baterije v izmenični tok omrežne frekvence za obremenitve ter izmenični tok iz omrežja nazaj v enosmerni tok za polnjenje baterije.
- Pametni krmilnik + zaznavanje povratnega toka: Sistemski “možgani”. V realnem času odčitavajo stanje omrežja, sončno svetlobo, napolnjenost baterije in obremenitev za upravljanje pretoka energije. V kombinaciji s tokovnim senzorjem CT obvladuje zaščito pred povratnim tokom, upravljanje obremenitve in preklapljanje načinov delovanja.
Hibridni inverter v primerjavi s sončnim inverterjem v primerjavi z baterijskim inverterjem
Hibridni razsmernik združuje vlogi drugih dveh, vendar ni vedno najcenejša možnost. Prava izbira je odvisna od tega, ali že imate sončno energijo in ali želite rezervno napajanje.
Nedavni strokovni pregled topologij razsmernikov prav tako ugotavlja, da so hibridne konfiguracije vse bolj priljubljene v stanovanjskih fotonapetostnih sistemih, ker zmanjšujejo število komponent in izboljšujejo splošno učinkovitost pretvorbe v primerjavi z ločenimi nastavitvami sončnih in baterijskih razsmernikov (Kolantla in drugi, IET Obnovljiva proizvodnja energije, Wiley, 2021).
Vrste hibridnih inverterjev
Obstajajo tri glavne konfiguracije. Izberite glede na zanesljivost omrežja in želeno energetsko neodvisnost.
- Vezano na mrežo— Priključen na komunalno omrežje. Presežke proda nazaj, med izpadi uporablja baterije. Najpogostejše za domove.
- Izven omrežja — Ni priključka na omrežje. V celoti se zanaša na sončno energijo in baterije, včasih z rezervnim generatorjem.
- Večnačinski (vse v enem) — Samodejno preklaplja med omrežno vezavo in brez povezave. Najboljše za območja s pogostimi ali dolgotrajnimi izpadi.
Kako izbrati hibridni inverter
Razsmernik prilagodite porabi energije v vašem domu, vašim načrtom baterij in omrežnemu standardu v vaši državi. Osredotočite se na teh sedem dejavnikov:
Nasvet: pred podpisom pogodbe preverite certifikacijo razsmernika v skladu z omrežnimi predpisi – neskladnih enot ni mogoče zakonito priključiti na električno omrežje.
Zakaj izbrati ESYsunhome za hibridni inverterski in sončni sistem
Medtem ko mnogi hibridni razsmerniki podpirajo le neposredni sončni vhod, ESYsunhome izstopa s svojo dvojno zasnovo, ki združuje izmenični in enosmerni tok. Ta prilagodljivost vam omogoča enostavno dodajanje baterijskega pomnilnika obstoječemu sistemu, ki deluje izključno na sončno energijo, ne da bi morali zamenjati svoj trenutni fotonapetostni razsmernik. Sistem podpira tudi dizelski generator, kar vam zagotavlja štiri vire energije – sončno energijo, omrežje, baterijo in generator – v eni visoko integrirani enoti. Z zaščito IP66 zanesljivo deluje tudi v težkih zunanjih pogojih, vključno z nevihtami.
Hibridni razsmerniki, ki delujejo na dizelski pogon, so na voljo v dveh glavnih različicah:
- Stanovanjski: enofazni modeli, kot je HM5-MAX (do 10 kW vhodne moči generatorja) in HM12 (do 12 kW) ali trifazne modele, kot je HM10-H, HM15, in HM20 za večje domove.
- Komercialno in industrijsko: namensko izdelani izdelki mikromrež, kot so ES130-261 Hibridni sistem PV-skladiščenja-dizel za spletna mesta, kjer je delovanje ključnega pomena.
Kako to izgleda v pravem domu
Podatki, zbrani od stranke ESYsunhome. Podatki o učinkovitosti delovanja, ki jih je lastnik sistema sam poročal v 12-mesečnem obdobju spremljanja.
Vir: Primeri namestitve ESYsunhome. Rezultati se razlikujejo glede na porabo gospodinjstev, donos sončne energije in lokalne tarife.
O podjetju ESYsunhome
Podjetje ESYsunhome, ustanovljeno leta 2018, je vodilni akter v industriji shranjevanja energije, specializiran za tehnologijo litijevih baterij in sisteme za upravljanje baterij (BMS). Podjetje, ki ga podpira vrhunska ekipa za raziskave in razvoj, si je prislužilo veliko priznanje za svoje inovativne rešitve.
Njihov portfelj izdelkov vključuje stanovanjske večnamenske sisteme za shranjevanje energije, izdelke za shranjevanje energije C&I ter dvosmerne polnilnike za električna vozila z enosmernim tokom, ki jih odlikuje napredna varnostna zasnova in funkcionalnost umetne inteligence, kar zagotavlja neprimerljivo zanesljivost in enostavno namestitev v katerem koli okolju.
S strateško lociranimi podružnicami v Italiji, Nemčiji, Avstraliji in Hongkongu je ESYsunhome v dobrem položaju za globalno širitev in si prizadeva za vzpostavitev pomembne mednarodne prisotnosti. Neomajna zavezanost podjetja demokratizaciji čiste energije poudarja njegovo poslanstvo, ki opolnomoča skupnosti po vsem svetu, da sprejmejo trajnost za bolj zeleno prihodnost.
Pogosta vprašanja
Viri in reference
- Bhukya, MN et al. Nov indeks splošne učinkovitosti za enofazni samostojni hibridni sončni fotonapetostni razsmernik. Revija Inštituta inženirjev (Indija): serija B, Springer, 2024. https://link.springer.com/article/10.1007/s40031-024-01148-2
- Kolantla, D. et al. Kritični pregled različnih topologij razsmernikov za arhitekture fotonapetostnih sistemov. IET Obnovljiva proizvodnja energije, Wiley, 2021. DOI: 10.1049/iet-rpg.2020.0317. https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1049/iet-rpg.2020.0317
- IEEE 1547, Standard za medsebojno povezovanje in interoperabilnost porazdeljenih energetskih virov. https://standards.ieee.org/ieee/1547/5915/
- NFPA 70 (NEC), člena 690 in 705. https://www.nfpa.org/codes-and-standards/all-codes-and-standards/list-of-codes-and-standards/detail?code=70