Produtos de armazenamento doméstico: em direção a máquinas tudo-em-um e maior capacidade de carregamento
Produto: apoiando a demanda por mercado de PV doméstico existente e incremental
O armazenamento de energia doméstica é geralmente usado em combinação com energia fotovoltaica doméstica, e a capacidade instalada está experimentando um rápido crescimento. O núcleo do sistema de armazenamento de energia doméstica, também conhecido como sistema de armazenamento de energia de bateria, é uma bateria de armazenamento de energia recarregável, que geralmente é baseada em baterias de íon de lítio ou chumbo-ácido, controlada por um computador, e realiza ciclos de carga e descarga sob a coordenação de outros hardware e software inteligentes.
O sistema de armazenamento de energia doméstica geralmente pode ser combinado com a geração de energia fotovoltaica distribuída para formar um sistema de armazenamento óptico doméstico. Do lado do usuário, o sistema de armazenamento óptico doméstico pode eliminar o impacto negativo da falta de energia na vida normal, reduzindo a conta de eletricidade; Do lado da rede, o equipamento de armazenamento de energia doméstica que suporta o despacho unificado pode aliviar a escassez de energia durante as horas de pico e fornecer correção de frequência para a rede.
De acordo com os diferentes modos de acoplamento dos sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de energia, eles são divididos em sistemas de acoplamento CC e sistemas de acoplamento CA, que são adequados, respectivamente, para o mercado incremental de sistemas fotovoltaicos recém-instalados e o mercado existente de sistemas fotovoltaicos instalados. Maior espaço para o mercado incremental é a principal força motriz para o crescimento futuro do mercado:
(1) Mercado incremental (sistema fotovoltaico + armazenamento de energia recém-instalado em residências-alvo): geralmente, produtos de acoplamento CC são usados. O sistema de armazenamento de energia de acoplamento CC inclui um sistema de bateria e um inversor híbrido. O inversor híbrido tem as funções de inversor conectado à rede fotovoltaica e conversor de armazenamento de energia. A vantagem do acoplamento CC é que tanto as baterias fotovoltaicas quanto as de armazenamento de energia são convertidas por meio de inversores híbridos, e nenhum inversor conectado à rede fotovoltaica adicional é necessário. A integração do sistema é maior, a instalação e o serviço pós-venda são mais convenientes, e o monitoramento e controle inteligentes também são convenientes. Algumas famílias que instalaram sistemas fotovoltaicos optam por remover o inversor conectado à rede fotovoltaica original e instalar um novo inversor híbrido.
(2) No mercado existente (as famílias-alvo instalaram sistemas fotovoltaicos e adicionaram recentemente sistemas de armazenamento de energia), os produtos de acoplamento CA são geralmente usados. Apenas baterias e conversores de armazenamento de energia precisam ser instalados, o que não afetará o sistema fotovoltaico original. Em princípio, o projeto do sistema de armazenamento de energia não está diretamente relacionado ao sistema fotovoltaico, o que pode ser determinado de acordo com as necessidades. A vantagem do acoplamento CA reside na alta segurança: no modo de acoplamento CA, a energia é reunida no terminal CA, que pode não apenas ser fornecida diretamente à carga ou enviada à rede elétrica, mas também pode ser carregada diretamente na bateria por meio do conversor bidirecional. PV de baixa tensão e baterias de baixa tensão podem ser selecionados para eliminar o risco de alta tensão CC no sistema de armazenamento de energia.
De acordo com a conexão ou não do sistema à rede elétrica, o sistema de armazenamento de energia doméstica pode ser dividido em sistema conectado à rede e sistema fora da rede. A principal diferença reside em saber se o sistema está conectado à rede elétrica. Atualmente, a maioria das regiões usa o sistema integrado fora da rede em paralelo.
(1) Sistemas conectados à rede, os sistemas fotovoltaicos e de armazenamento de energia podem ser conectados à rede, e a energia pode ser comprada da rede quando a energia fotovoltaica ou da bateria for insuficiente. É adequado para áreas com sistema de energia estável e preço de eletricidade relativamente baixo.
(2) O sistema fora da rede é adequado para desertos, ilhas e outras áreas sem rede elétrica ou áreas onde a rede elétrica é instável e precisa de auto-uso. O conversor de armazenamento de energia fora da rede geralmente é equipado com uma interface de gerador a diesel para complementar a energia quando a fonte de alimentação da bateria é insuficiente à noite.
(3) A máquina integrada em paralelo e fora da rede tem a função de comutação em paralelo e fora da rede ou integra os modos em paralelo e fora da rede em uma máquina, que pode completar a comutação para o modo fora da rede em caso de falha de energia. É adequado para áreas com sistemas de energia instáveis e quedas de energia frequentes.
O equipamento de hardware principal do sistema de armazenamento de energia doméstica inclui baterias e conversores. De acordo com o grau de integração do produto, existem principalmente dois modos: máquina integrada e máquina dividida. O mercado atual é dominado pela máquina dividida, mas a máquina integrada é a tendência de desenvolvimento do mercado de ponta:
(1) A máquina dividida é adotada para alguns produtos de acoplamento CA e produtos de acoplamento CC. O sistema de bateria e o sistema inversor são fornecidos por fabricantes de pacotes e fabricantes de inversores, respectivamente, e, em seguida, chegam aos usuários finais por meio dos canais de integradores, revendedores e instaladores.
(2) Tudo em uma máquina, o produto é um sistema tudo em uma máquina, incluindo bateria e inversor, geralmente um produto de acoplamento CA. O sistema de bateria e inversor a montante, como fornecedores, geralmente adotam o modo OEM. O produto final não mostra a marca do fornecedor, e as vendas e o pós-venda do produto são todos realizados pela marca.
De acordo com a tensão do pacote de bateria, ele pode ser dividido em baterias de alta tensão e baterias de baixa tensão. A indústria tem mostrado uma tendência de mudar para baterias de alta tensão. O objetivo principal é melhorar a eficiência e simplificar o projeto do sistema, mas, ao mesmo tempo, requer maior consistência das células e capacidades de gerenciamento do BMS. As baterias de alta tensão geralmente têm uma tensão do pacote de bateria de mais de 48V, o que pode ser alcançado conectando várias células em série. Em termos de eficiência, com a mesma capacidade de baterias, a corrente da bateria do sistema de armazenamento de energia de alta tensão é pequena, e a interferência no sistema é pequena. A eficiência do sistema de armazenamento de energia de alta tensão é maior; Em termos de projeto do sistema, a topologia do circuito do inversor híbrido de alta tensão é mais simples, menor, mais leve e mais confiável. No entanto, a bateria de alta tensão é composta por várias células em série e em paralelo. Quanto maior a tensão, mais baterias em série e maior a exigência de consistência das células. Ao mesmo tempo, ele precisa cooperar com o sistema de gerenciamento BMS eficiente, caso contrário, é fácil ter falhas.