Wat is het verschil tussen een PCS-omvormer en een PV-omvormer?

Als kerncomponenten van zonne-energiesystemen en energieopslagsystemen genieten omvormers een prestigieuze reputatie. Veel mensen gaan ervan uit dat het exact hetzelfde product is omdat ze in hetzelfde domein worden gebruikt, maar dat is in werkelijkheid niet het geval.

Hoewel fotovoltaïsche (PV) omvormers en PCS (Power Conversion System) “beste partners” zijn, verschillen ze aanzienlijk in functionaliteit, benuttingsgraad en economische opbrengst in praktische toepassingen.

1. Power Conversion System (PCS)

Een Power Conversion System (PCS), ook bekend als een “bidirectionele energieopslagomvormer”, is het kerncomponent dat de bidirectionele stroom van elektriciteit tussen een energieopslagsysteem en het elektriciteitsnet mogelijk maakt. Het wordt gebruikt om de laad- en ontlaadprocessen van de batterij te regelen en AC/DC-omzetting uit te voeren. In afwezigheid van een elektriciteitsnet (off-grid modus) kan het direct AC-belastingen van stroom voorzien.

1.1 Basiswerkingsprincipes

Gebaseerd op toepassingsscenario’s en capaciteitsgroottes kunnen Power Conversion Systems (PCS) worden onderverdeeld in PV-opslag hybride omvormers, PCS met laag vermogen, PCS met gemiddeld vermogen, gecentraliseerde PCS en meer.

• PV-opslag hybride en PCS met laag vermogen: toegepast in residentiële en commerciële/industriële (C&I) scenario’s. Deze systemen geven prioriteit aan het leveren van zonne-energie aan lokale belastingen; overtollige energie wordt opgeslagen in batterijen, en als er nog steeds overschot is, kan dit optioneel worden teruggeleverd aan het net.
• PCS met gemiddeld vermogen en gecentraliseerde PCS: kunnen een hoger uitgangsvermogen leveren en worden toegepast in C&I-, energiecentrale- en grootschalige netscenario’s om functies uit te voeren zoals peak shaving, valley filling en piek-/frequentieregeling.

1.2 Een sleutelrol in de industriële keten

Een elektrochemisch energieopslagsysteem bestaat doorgaans uit vier kerncomponenten: de batterij, het Energy Management System (EMS), het Power Conversion System (PCS) en het Battery Management System (BMS). Het PCS regelt de laad- en ontlaadprocessen van de energieopslagbatterijen en voert AC/DC-conversie uit, en speelt daarmee een cruciale rol in de industriële keten.

• Upstream: Leveranciers van batterijgrondstoffen, elektronische componenten, enz.
• Midstream: Integrators van energieopslagsystemen en systeeminstallateurs.
• Downstream toepassingen: Eindgebruikers zoals wind- en zonne-energiecentrales, elektriciteitsnetten, residentiële/C&I (commercieel & industrieel) gebruikers, telecomoperators en datacenters.

2. PV-omvormer

Een fotovoltaïsche (PV) omvormer is een omvormer die specifiek is ontworpen voor de opwekking van zonne-energie. De primaire functie is het gebruik van vermogenselektronische conversietechnologie om de door zonnecellen opgewekte gelijkstroom (DC) om te zetten in wisselstroom (AC) die direct kan worden teruggeleverd aan het net of gebruikt door verbruikers.

Als interface tussen de PV-cellen en het elektriciteitsnet zet de PV-omvormer zonne-energie om in AC-elektrische energie en levert deze aan het net, waardoor hij een cruciale rol speelt in netgekoppelde PV-systemen. Er is een groeiende vraag naar diverse omvormervormen om de zonne-energieconversie te maximaliseren en tegelijkertijd de esthetiek van gebouwen te behouden. Momenteel zijn de gangbare zonne-omvormmethoden: gecentraliseerde omvormers, string-omvormers, multi-string omvormers en module-niveau omvormers (micro-omvormers).

3. Overeenkomsten en verschillen tussen PV- en energieopslagomvormers

“De beste partners”: PV-omvormers kunnen alleen overdag energie opwekken en hun uitgangsvermogen wordt beïnvloed door het weer, wat leidt tot problemen zoals onvoorspelbaarheid. Het Power Conversion System (PCS) lost deze problemen perfect op. Tijdens periodes met lage belasting slaat het de opgewekte elektriciteit op in batterijen; tijdens piekbelastingen geeft het de opgeslagen energie vrij, waardoor de druk op het net wordt verminderd. Bij een netstoring schakelt het over naar off-grid modus om de stroomvoorziening te behouden.

Het grootste verschil: De eisen voor omvormers in energieopslagtoepassingen zijn complexer dan die in netgekoppelde PV-toepassingen. Naast DC-naar-AC-conversie moeten ze ook AC-naar-DC-conversie ondersteunen en snel kunnen schakelen tussen netgekoppelde en off-grid modi. Tegelijkertijd is het energieopslag-PCS een bidirectionele omvormer, met energieregeling in beide richtingen (laden en ontladen).

Met andere woorden: PCS hebben een hogere technische drempel.

3.1 Andere belangrijke verschillen:

• Zelfverbruikspercentage: Traditionele PV-omvormers hebben een zelfverbruikspercentage van slechts 20%, terwijl Power Conversion Systems (PCS) een zelfverbruikspercentage tot wel 80% kunnen bereiken.
• Netbestendigheid: Bij een stroomstoring vallen netgekoppelde PV-omvormers uit en stoppen ze met werken, terwijl Power Conversion Systems kunnen blijven functioneren.
• Economische opbrengsten: Tegen de achtergrond van voortdurend dalende terugleververgoedingen (subsidies) voor netgekoppelde opwekking bieden Power Conversion Systems hogere economische opbrengsten dan PV-omvormers.

4. Conclusie

Hoewel PV-omvormers essentieel zijn voor het oogsten van zonne-energie, biedt het Power Conversion System (PCS) de noodzakelijke flexibiliteit om deze energie effectief te beheren. Door een hoger zelfverbruik mogelijk te maken en back-upstroom te leveren bij netstoringen, biedt het PCS superieure technische en economische waarde in de evoluerende energiemarkt.

Bij Angile Energy overbruggen we deze kloof door geavanceerde omvormer- en opslagoplossingen aan te bieden. We richten ons op het integreren van deze “beste partners” om residentiële en commerciële gebruikers te helpen hun energie-efficiëntie te maximaliseren en echte energieonafhankelijkheid te bereiken.