Izvor: cleanenergyreview
Što je AC ili DC spojka
AC ili DC spojka odnosi se na način na koji su solarni paneli spojeni ili povezani s pohranom energije ili baterijskim sustavom.
Vrsta električne veze između solarnog polja i baterije može biti ili izmjenična struja (AC) ili istosmjerna struja (DC). AC je kada struja teče brzo naprijed i natrag (to je ono što elektroenergetska mreža koristi za rad), a DC je mjesto gdje struja teče u jednom smjeru. Većina elektroničkih krugova koristi DC, dok solarni paneli proizvode DC, a baterije pohranjuju DC energiju. Međutim, većina električnih uređaja radi na AC. To je razlog zašto svi domovi i tvrtke imaju AC krugove. DC se može pretvoriti u AC pomoću izmjenjivača, ali, kao što je objašnjeno u nastavku, neka energija se uvijek gubi u pretvorbi.
Solarna evolucija baterije
Jednostavni dc spojeni solarni baterijski sustavi jednom su korišteni samo za udaljene sustave napajanja i off-grid domove, ali tijekom posljednjeg desetljeća pretvarač tehnologija napredna brzo i dovelo do razvoja novih AC spojene konfiguracije za pohranu energije. Međutim, DC spojeni sustavi su daleko od mrtvih, u stvari punjenje baterije pomoću solarnog regulatora punjenja ili hibridni solarni pretvarač je još uvijek najučinkovitiji način dostupan.
Tijekom posljednjih godina tehnologija baterije značajno se poboljšala s mnogim novim vrstama litij baterija koje se pojavljuju dok proizvođači istražuju različite načine dodavanja ili par baterija novim ili postojećim solarnim sustavima. Originalni Tesla Powerwall bio je prvi 'visoki napon' DC baterijski sustav. Od tada su više naponske (200-500V) baterije postale sve popularnije i koriste se sa specijaliziranim hibridnim pretvaračima. U novije vrijeme, AC baterije su razvijene od strane mnogih vodećih solarnih proizvođača, uključujući Tesla, Sonnen i Enphase.
Uz mnoge složene vrste sustava za pohranu baterija sada dostupni, ovdje objašnjavamo prednosti i nedostatke svake vrste.
4 Glavne vrste solarnih baterija
Sustavi s dc-om
AC spojeni sustavi
AC baterije sustavi
Hibridni inverter sustavi
Napomena: Samo sustavi s DC ili AC-om obično se koriste za solarne instalacije izvan mreže. Objašnjavamo razloge zašto u nastavku, kao i usporedbu AC vs DC spojen solarne za off-grid elektroenergetskih sustava.
Važno: Ovo je samo vodič! Manje tehničkih informacija potražite u osnovnom vodiču za odabir kućne rešetke ili sustava solarne baterije izvan mreže. Solarne i baterije za pohranu sustava mora biti instaliran od strane licenciranog električnog / solarnog stručnjaka. Solarni /energetski sustavi za pohranu generirati i pohraniti ogromne količine energije što može dovesti do oštećenja ili ozbiljne ozljede ako instalacija ne zadovoljava sve relevantne propise, standarde i smjernice industrije.
1. DC spojeni sustavi
Sustavi s DC-om koriste se desetljećima u solarnim instalacijama izvan mreže i malim kapacitetom automobilskih/brodskih energetskih sustava. Najčešći dc spojeni sustavi koriste solarne regulatore punjenja (također poznate kao solarni regulatori) za punjenje baterije izravno od sunca, plus inverter baterije za opskrbu izmjenične struje kućanskih aparata.
Osnovni dijagram izgleda sustava solarne baterije dc -om (off-grid)
Za mikro sustave, kao što su oni koji se koriste u karavanima/brodovima ili kolibama, jednostavni solarni kontroleri tipa PWM vrlo su jeftin način povezivanja 1 ili 2 solarna panela za punjenje baterije od 12 V. PWM (modulacija širine impulsa) kontroleri dolaze u mnogo različitih veličina i trošak samo $ 25 za malu verziju 10A.
Za veće sustave MPPT solarni regulatori punjenja su do 30% učinkovitiji i dostupni u rasponu veličina do 100A. Za razliku od jednostavnih PWM kontrolera, MPPT sustavi mogu raditi na mnogo višim naponima žice, obično do 150 Volts DC. Međutim, to je još uvijek relativno niska u odnosu na rešetke kravata solarni niz pretvarači koji rade 300-600V.
Kontroleri za solarno punjenje visokog napona MPPT
Dostupni su snažniji, viši naponski solarni kontroleri; do 250V iz Victron Energya i 300V iz AERL-a u Australiji. Tu su i čak i veći 600V jedinica dostupnih od Schneider Electric i Morningstar. To su mnogo skuplji i nemaju više MPPT ulaza kao i mnogi solarni string pretvarači koji se koriste u AC spojenim sustavima. Međutim, MPPT regulator punjenja su još uvijek relativno jeftin i vrlo siguran način osiguravanja baterije su napunjeni čak iu slučaju AC inverter shutdown - to je posebno važno u udaljenim lokacijama.
Prednosti
Vrlo visoka učinkovitost - do 99% učinkovitost punjenja baterije (pomoću MPPT-a)
Odlično nisko podešavanje troškova za manje sustave izvan mreže do 5kW
Idealno za male auto ili morske sustave koji zahtijevaju samo 1 - 2 solarne ploče.
Modularni - Dodatni paneli i kontroleri mogu se lako dodati ako je potrebno.
Vrlo učinkovit za napajanje DC uređaja i opterećenja.
Ako pružatelj elektroenergetskih usluga ograniči ili ograničava dopušten kapacitet solarne mreže (tj. 5kW max), dodatni solarni sustav može se dodati dc spojkom baterijskog sustava.
Nedostaci
Složeniji za postavljanje sustava iznad 5kW jer je često više žica potrebno paralelno, plus spajanje žica.
Može postati skupo za sustave iznad 5kW kao više napona solarni regulatori su potrebni.
Malo niža učinkovitost ako se napajanje velikih opterećenja izmjeničnog napona tijekom dana zbog pretvorbe iz DC(PV) u DC(batt) u AC.
Mnogi solarni kontroleri nisu kompatibilni s "upravljanim" litijskim baterijskim sustavima kao što su LG Chem RESU ili BYD B-Box.
2. AC spojeni sustavi
Ac spojeni sustavi koriste gudački solarni pretvarač zajedno s naprednim višeslojnim izmjenjivačem ili izmjenjivačem/punjačem za upravljanje baterijom i rešetkom/generatorom. Iako relativno jednostavan za postavljanje i vrlo moćan, oni su nešto manje učinkoviti (90-94%) punjenja baterije u usporedbi sa sustavima spojenima na DC (98%). Međutim, ovi sustavi su vrlo učinkoviti u napajanje velikih AC opterećenja tijekom dana, a neki se mogu proširiti s više solarnih pretvarača u obliku mikro-mreže.
Osnovni dijagram izgleda sustava solarne baterije spojenog na izmjeničnu struju - Postavljanje grid-kravate (hibridne)
Većina modernih off-grid domova koristi AC spojene sustave zbog naprednih multi-mode inverter / punjači, kontrole generatora i značajke upravljanja energijom. Također, budući da gudački solarni pretvarači rade s visokim DC naponima (600V ili noviji), veća solarna polja mogu se lako instalirati. AC spojka je također dobro prilagođen za srednje do velike 3-fazne komercijalne sustave.
Prednosti
Veća učinkovitost kada se koristi za napajanje AC aparata tijekom dana, kao što su klima uređaj, bazen pumpe, i tople vode sustava , (do 96%).
Općenito niži troškovi instalacije za veće sustave iznad 5kW.
Može koristiti više gudačkih solarnih pretvarača na više lokacija (ac spojene mikro-rešetke)
Većina gudačkih solarnih pretvarača iznad 3kW imaju dvostruke MPPT ulaze, tako da se žice panela mogu instalirati na različitim orijentacijama i kutovima nagiba.
Napredni ac spojeni sustavi mogu koristiti kombinaciju AC i DC spojke (Napomena: to nije moguće s nekim litij baterijama)
Nedostaci
Manja učinkovitost pri punjenju baterijskog sustava - cca 92%
Kvaliteta Solarni pretvarači mogu biti skupi za male sustave.
Manja učinkovitost pri napajanju izravnih DC opterećenja tijekom dana.
3. AC baterije
AC baterije su nova evolucija u pohrani baterija za mrežne povezane domove koji omogućuju lako ac spojene na vašu novu ili postojeću solarnu instalaciju. AC baterije sastoje se od litijskih baterija, sustava za upravljanje baterijama (BMS) i izmjenjivača/punjača sve u jednoj kompaktnoj jedinici.
Ovi sustavi kombiniraju DC bateriju s ac baterijom inverter, ali su dizajnirani samo za grid-connected sustava kao (transformatori) pretvarači obično nisu dovoljno snažan za pokretanje većine domova potpuno izvan mreže. Najpoznatija AC baterija je Tesla Powerwall 2, zajedno s SonnenBatteriejem koji je češći u Europi i Australiji. Vodeći mikro inverter tvrtka Enphase Energy također proizvođač vrlo kompaktan AC baterija sustav za kućnu uporabu. Ovi sustavi su općenito jednostavni za instalaciju, modularni i jedan od najekonomičnijih izbora za pohranu solarne energije za kasniju uporabu.
Osnovni dijagram izgleda AC baterije zajedno s AC solarnim sustavom - Grid-kravata (bez sigurnosne kopije prikazan)
Izmjenični inverteri baterije
Noviji trend je korištenje invertera ac spojke "retrofit" za stvaranje ac baterije. Ovi sustavi koriste specijalizirani AC spojen baterija inverter kao što je SMA sunčano dječak za pohranu zajedno sa zajedničkim DC baterije, kao što je popularna LG chem RESU.
Prednosti
Jednostavna retrofit - može se dodati u domove s postojećom solarnom instalacijom
Ekonomičan način dodavanja skladištenja energije.
Općenito jednostavan za instalaciju.
Modularni sustav koji omogućuje širenje.
Nedostaci
Niža učinkovitost zbog pretvorbe (DC - AC - DC) - cca 90%
Neke AC baterije ne mogu funkcionirati kao sigurnosna
Nije dizajniran za instalacije izvan mreže.
4. Hibridni inverter sustavi
Hibridni sustavi mogu se opisati kao mrežni dc-spojeni solarni baterijski sustavi. Oni dolaze u mnogo različitih konfiguracija i obično koriste hibridni ili multi-mode inverter. Moderni hibridni pretvarači uključuju visokonaponski MPPT kontroler/s i inverter/punjače baterije unutar zajedničke jedinice. Hibridni pretvarači prve generacije kompatibilni su s hibridnim sustavima olovne kiseline ili litija 48V, međutim posljednjih godina više su popularni.
visokog napona ili niskog napona? Nove generacije 'visokonaponskih' baterija rade u rasponu od 300-500V DC (400V nominalne) za razliku od tradicionalnih 48V baterijskih sustava. To nudi nekoliko prednosti, uključujući povećanu učinkovitost kao solarna mreža obično radi na 300-600V što je vrlo slično naponu baterije.
Nove generacije viši napon (400V) baterije i kompatibilni hibridni pretvarači koriste litij baterijske sustave koji rade između 200-500V DC, a ne 48V. Više naponske baterije mogu se konfigurirati na dva različita načina:
DC spojen između solarnog polja i izmjenjivača.
dc spojen izravno na kompatibilan hibridni izmjenjivač (kao što je prikazano u nastavku).
Budući da većina solarnih polja radi na visokim naponima oko 300-600V, visokonaponske baterije koriste učinkovite DC-DC pretvarače s vrlo niskim gubicima. Prva generacija Tesla Powerwall je bio prvi 400V baterija dostupna i bio je pariran na popularni SolarEdge Storedge hibridni pretvarač.
Novim LG chem RESUH baterija lanac je zatim neki od većina popularan LV 400V baterija sistem raspoloživ bitak kompatibilan sa mnogobrojan riječ sastavljena od dijelova koji pripadaju različitim jezicima inverters uključujući SolarEdge Priče, SMA sunčan dječak priče i Solax NEODREĐEN BROJ- riječ sastavljena od dijelova koji pripadaju različitim jezicima Gen 3.
Osnovni dijagram izgleda hibridnog solarnog izmjenjivača s DC baterijskim sustavom
Prednosti
Ekonomično i jednostavno za instalaciju
Kompaktne, modularne opcije baterije
Manja veličina kabela i niski gubici pomoću visokonaponskih (400V baterija)
Može se naknadno ugraditi u 'neke' postojeće solarne instalacije.
Visokoučinkovito punjenje baterije - cca 95%
Sve veći broj hibridnih pretvarača postaje dostupan
Nedostaci
Neki sustavi ne mogu funkcionirati kao sigurnosna
Mnogi sustavi s podrškom imaju odgodu od 3 do 5 sekundi tijekom zamračenja
Općenito nije pogodan za off-grid instalacije zbog transformatora hibridnih pretvarača s niskim val ocjena i bez kontrole generatora.