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随着充电站发展拓宽的多样化,光储充一体化场站正逐渐成为新能源领域的一大亮点。这种场站集成了光伏发电、储能系统和电动汽车充电站为一体,实现了能源的高效利用和便捷管理。其中逆变器作为光伏和储能的核心元器件,当它分别扮演光伏逆变器与储能逆变器时,两者之间会存在哪些差异呢?
光伏逆变器
光伏逆变器是光伏系统的核心部件之一,它的主要功能是将太阳能电池板产生的直流电(DC)转换为交流电(AC),以供家庭或企业使用,或者输送到电网中。光伏逆变器的效率和性能直接影响到整个光伏系统的发电效率和经济效益。
光伏逆变器的分类
1、按结构分类
▷ 集中式逆变器:适用于大规模光伏电站,将所有光伏组件的直流电汇聚到一个逆变器进行转换。集中式逆变器的容量较大,通常用于大型光伏电站。
▷ 组串式逆变器:适用于中小型光伏电站,将多个光伏组件串联,使用多个逆变器来分别对每个组串的输出进行逆变。组串式逆变器成本较低,安装灵活,适用于住宅、商业楼宇等分布式光伏系统。
▷ 微型逆变器:每个光伏组件配备一个小型逆变器,能够独立转换每个面板的直流电。这种方式可以最大程度减少由于部分阴影或故障带来的发电损失,适用于住宅光伏发电。
2、按工作方式分类
▷ 并网逆变器:将光伏系统发电的交流电送入公共电网,通常需要满足电网公司的标准要求,适用于并网光伏发电系统。
▷ 离网逆变器:用于没有电网连接的地区,通过蓄电池存储电能,独立运行。
储能逆变器
储能逆变器,也称为储能变流器(PCS),是储能系统中的关键设备。它的主要功能是控制蓄电池的充电和放电过程,实现电能的双向转换。在电力系统中,储能逆变器可以提高能源的利用效率,平衡供需,增强电网的稳定性。
储能逆变器可以根据不同的应用场景适配不同的电压等级、容量大小、网络拓扑结构和工作模式。按应用场景又分为家庭户用、工商业、集中式和储能电站四大类,分别对应小功率(<10KW)、中功率(10KW-250KW)、大功率(250KW-1MW)、超大功率(>1MW)。
两种逆变器的区别
1、工作原理
光伏逆变器主要通过最大功率点追踪技术和直流-交流转换实现太阳能光伏电池板输出电能的优化利用;
而储能逆变器则着重于管理储能装置的充放电状态和调节储能系统中的电能输出。
2、控制策略
光伏逆变器的电能控制策略主要聚焦于将光伏组件输出的直流电高效地转换为交流电,这一过程呈现出单向转换的特点。其运行时段主要局限于白天,且由于其发电功率往往受到天气条件的显著影响,表现出一定的不稳定性。
此外,在具备防逆流功能的光伏系统中,逆变器还可以根据系统发电情况,灵活调整自身的输出功率(MPPT),实现电能控制。
相比之下,储能逆变器的电能控制策略则显得更为复杂。它需要实现直流电与交流电的双向转换,既可以将储能装置中的电能输送到电网中,也能够从电网中汲取电能进行存储。
同时其运行时段限制相对较少,当负荷低谷时,将电能存储在电池中;当负荷高峰时,将释放存储的电能,减少电网的压力;在电网发生故障时,储能逆变器能够迅速切换至离网模式,继续提供稳定的电力供应,从而确保能源的稳定控制。
3、性能指标
光伏逆变器主要考虑以下几个指标:
▷ 效率:光伏逆变器的效率是指直流电转换成交流电的能力,因此其效率越高,转换的电力损耗越小。一般来说,光伏逆变器的效率要求在90%以上。
▷ 功率密度:光伏逆变器在使用过程中,需要满足一定的功率要求。因此,其功率密度就成了重要的性能指标,一般要求在1.5~3.0W/cm2。
▷ 保护等级:光伏逆变器应具有良好的环境适应性,因此其外部结构应具备相应防水、防尘、抗震、防火等能力。目前,常规的标准要求光伏逆变器的保护等级不小于IP54。
而储能逆变器在性能指标上则有以下几个指标:
▷ 响应速度:储能逆变器应当具备快速、稳定的响应特性,当系统的负载发生改变时,储能逆变器应当具备快速的响应能力。
▷ 转化效率:储能逆变器的能量转化效率应当比较高,以保证储存和放电的效率。
▷ 储存能量密度:为了实现高效的储存功能,储能逆变器的储存能量密度应该越大越好。
4、技术要求
光伏逆变器一般注重直/交流电转换效率、功率密度、保护功能、防护等级等因素;储能逆变器则更侧重充放电效率、并/离网切换速度、储存能量密度等因素。
5、应用场景
光伏逆变器多用于阳台、户用、工商业等光伏系统中,主要作用在于光伏直流电到交流电的转换,并输送到用电区域。此外,地面、集中式等大型光伏电站也需要使用光伏逆变器将发出的直流电转换为交流电。
储能逆变器普遍用于储能系统和电网之间,如工商业储能电站、户用光储等场景。储能逆变器可以利用电池等储能设备,通过充放电管理,实现能量的储存与使用,满足各场景下不同时段的用电需求,确保电力供应的稳定与可靠。
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