Productos de almacenamiento doméstico: hacia la máquina todo en uno y una mayor capacidad de carga
Producto: apoyo a la demanda del mercado de energía fotovoltaica doméstica existente y en crecimiento
El almacenamiento de energía doméstico se utiliza generalmente en combinación con la energía fotovoltaica doméstica, y la capacidad instalada está experimentando un rápido crecimiento. El núcleo del sistema de almacenamiento de energía doméstico, también conocido como sistema de almacenamiento de energía con baterías, es una batería de almacenamiento de energía recargable, que generalmente se basa en baterías de iones de litio o de plomo-ácido, controlada por una computadora, y realiza ciclos de carga y descarga bajo la coordinación de otro hardware y software inteligente.
El sistema de almacenamiento de energía doméstico generalmente se puede combinar con la generación de energía fotovoltaica distribuida para formar un sistema de almacenamiento óptico doméstico. Desde el lado del usuario, el sistema de almacenamiento óptico doméstico puede eliminar el impacto negativo de los cortes de energía en la vida normal, al tiempo que reduce la factura de la electricidad; Desde el lado de la red, el equipo de almacenamiento de energía doméstico que apoya el despacho unificado puede aliviar la escasez de energía durante las horas pico y proporcionar corrección de frecuencia para la red.
Según los diferentes modos de acoplamiento de los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía, se dividen en sistemas de acoplamiento de CC y sistemas de acoplamiento de CA, que son respectivamente adecuados para el mercado incremental de sistemas fotovoltaicos recién instalados y el mercado existente de sistemas fotovoltaicos instalados. Un mayor espacio para el mercado incremental es la principal fuerza impulsora del crecimiento futuro del mercado:
(1) Mercado incremental (sistema fotovoltaico + almacenamiento de energía recién instalado en hogares objetivo): generalmente, se utilizan productos de acoplamiento de CC. El sistema de almacenamiento de energía de acoplamiento de CC incluye un sistema de baterías y un inversor híbrido. El inversor híbrido tiene las funciones tanto de inversor conectado a la red fotovoltaica como de convertidor de almacenamiento de energía. La ventaja del acoplamiento de CC es que tanto la energía fotovoltaica como las baterías de almacenamiento de energía se convierten a través de inversores híbridos, y no se requiere un inversor conectado a la red fotovoltaica adicional. La integración del sistema es mayor, la instalación y el servicio posventa son más convenientes, y el monitoreo y control inteligentes también son convenientes. Algunas familias que han instalado sistemas fotovoltaicos optan por quitar el inversor conectado a la red fotovoltaica original e instalar un nuevo inversor híbrido.
(2) En el mercado existente (los hogares objetivo han instalado energía fotovoltaica y han agregado recientemente sistemas de almacenamiento de energía), generalmente se utilizan productos de acoplamiento de CA. Solo es necesario instalar baterías y convertidores de almacenamiento de energía, lo que no afectará al sistema fotovoltaico original. En principio, el diseño del sistema de almacenamiento de energía no está directamente relacionado con el sistema fotovoltaico, lo que se puede determinar según las necesidades. La ventaja del acoplamiento de CA radica en la alta seguridad: en el modo de acoplamiento de CA, la energía se acumula en el terminal de CA, que no solo se puede proporcionar directamente a la carga o enviarse a la red eléctrica, sino que también se puede cargar directamente a la batería a través del convertidor bidireccional. Se pueden seleccionar baterías fotovoltaicas de bajo voltaje y baterías de bajo voltaje para eliminar el riesgo de alto voltaje de CC en el sistema de almacenamiento de energía.
Según si el sistema está conectado a la red eléctrica, el sistema de almacenamiento de energía doméstico se puede dividir en sistema conectado a la red y sistema fuera de la red. La diferencia fundamental radica en si el sistema está conectado a la red eléctrica. En la actualidad, la mayoría de las regiones utilizan el sistema integrado paralelo fuera de la red.
(1) Sistemas conectados a la red, los sistemas fotovoltaicos y de almacenamiento de energía se pueden conectar a la red, y se puede comprar energía de la red cuando la energía fotovoltaica o de la batería es insuficiente. Es adecuado para áreas con un sistema de energía estable y un precio de la electricidad relativamente bajo.
(2) El sistema fuera de la red es adecuado para el desierto, la isla y otras áreas sin red eléctrica o áreas donde la red eléctrica es inestable y necesita autoabastecimiento. El convertidor de almacenamiento de energía fuera de la red generalmente está equipado con una interfaz de generador diésel para complementar la energía cuando el suministro de energía de la batería es insuficiente por la noche.
(3) La máquina integrada paralela y fuera de la red tiene la función de conmutación paralela y fuera de la red o integra los modos paralelo y fuera de la red en una sola máquina, que puede completar la conmutación al modo fuera de la red en caso de un corte de energía. Es adecuado para áreas con sistemas de energía inestables y cortes de energía frecuentes.
El equipo de hardware principal del sistema de almacenamiento de energía doméstico incluye baterías y convertidores. Según el grado de integración del producto, existen principalmente dos modos: máquina integrada y máquina dividida. El mercado actual está dominado por la máquina dividida, pero la máquina integrada es la tendencia de desarrollo del mercado de gama alta:
(1) La máquina dividida se adopta para algunos productos de acoplamiento de CA y productos de acoplamiento de CC. El sistema de baterías y el sistema de inversores son proporcionados por los fabricantes de paquetes y los fabricantes de inversores, respectivamente, y luego llegan a los usuarios finales a través de los canales de integradores, distribuidores e instaladores.
(2) Máquina todo en uno, el producto es un sistema de máquina todo en uno que incluye batería e inversor, generalmente un producto de acoplamiento de CA. El sistema de baterías y el inversor upstream, como proveedores, generalmente adoptan el modo OEM. El producto final no muestra la marca del proveedor, y las ventas y el servicio posventa del producto son realizados por la marca.
Según el voltaje del paquete de baterías, se puede dividir en baterías de alto voltaje y baterías de bajo voltaje. La industria ha mostrado una tendencia a cambiar a baterías de alto voltaje. El objetivo principal es mejorar la eficiencia y simplificar el diseño del sistema, pero al mismo tiempo, requiere una mayor consistencia de las celdas y capacidades de gestión de BMS. Las baterías de alto voltaje generalmente tienen un voltaje del paquete de baterías de más de 48 V, lo que se puede lograr conectando múltiples celdas en serie. En términos de eficiencia, con la misma capacidad de las baterías, la corriente de la batería del sistema de almacenamiento de energía de alto voltaje es pequeña, y la interferencia al sistema es pequeña. La eficiencia del sistema de almacenamiento de energía de alto voltaje es mayor; En términos de diseño del sistema, la topología del circuito del inversor híbrido de alto voltaje es más simple, más pequeña, más liviana y más confiable. Sin embargo, la batería de alto voltaje se compone de múltiples celdas en serie y en paralelo. Cuanto mayor sea el voltaje, más baterías en serie, y mayor será el requisito de consistencia de las celdas. Al mismo tiempo, necesita cooperar con el sistema de gestión BMS eficiente, de lo contrario, es fácil que se produzcan fallos.