Kilde: cleanenergyreview
Hvad er AC eller DC kobling
AC eller DC kobling refererer til den måde solpaneler er koblet eller knyttet til en energi lagring eller batterisystem.
Den type elektrisk forbindelse mellem et solsystem og et batteri kan enten være vekselstrøm (AC) eller jævnstrøm (DC). AC er, når strømmen strømmer hurtigt frem og tilbage (dette er, hvad elnettet bruger til at fungere) og DC er, hvor strømmen flyder i én retning. De fleste elektroniske kredsløb bruger DC, mens solpaneler producerer DC, og batterier lagrer DC-energi. Men de fleste elektriske apparater opererer på AC. Dette er grunden til alle hjem og virksomheder har AC kredsløb. DC kan konverteres til AC ved hjælp af en inverter, men som forklaret nedenfor nogle energi er altid tabt i konverteringen.
Solar batteri evolution
Simple DC koblet sol batterisystemer blev engang kun brugt til fjerntliggende elsystemer og off-grid hjem, men i løbet af de sidste ti år inverter teknologi avancerede hurtigt og førte til udviklingen af nye AC koblet energi lagring konfigurationer. Men DC koblede systemer er langt fra døde, i virkeligheden opladning et batterisystem ved hjælp af en sol opladning controller eller hybrid sol inverter er stadig den mest effektive metode til rådighed.
I løbet af de seneste år batteriteknologi er forbedret betydeligt med mange nye lithium batterityper nye som producenter udforske forskellige måder at tilføje eller par batterier til nye eller eksisterende solsystemer. Den oprindelige Tesla Powerwall var det første 'højspænding' DC batterisystem. Siden da er batterier med højere spænding (200-500 V) blevet mere og mere populære og bruges sammen med specialiserede hybridinvertere. På det seneste er AC-batterier blevet udviklet af mange førende solproducenter, herunder Tesla, Sonnen og Enphase.
Med de mange komplekse sorter af batterilagringssystemer, der nu er tilgængelige, forklarer vi her fordele og ulemper ved hver type.
De 4 vigtigste solar batterisystem typer
DC-koblede systemer
AC koblede systemer
Vekselstrømsbatterisystemer
Hybrid invertersystemer
Bemærk: Kun DC- eller vekselstrømskoblede systemer anvendes normalt til solcelleanlæg uden for nettet. Vi forklarer årsagerne nedenfor, samt en sammenligning af AC vs DC koblet sol til off-grid elsystemer.
Vigtigt: Dette er kun en guide! For mindre tekniske oplysninger se den grundlæggende vejledning til at vælge hjem grid-tie eller off-grid sol batterisystem. Sol- og batterilagringssystemer skal installeres af en autoriseret el-/solprofessionel. Sol-/energilagringssystemer genererer og lagrer enorme mængder energi, hvilket kan resultere i skader eller alvorlig personskade, hvis anlægget ikke opfylder alle relevante regler, standarder & brancheretningslinjer.
1. DC koblede systemer
DC koblede systemer har været anvendt i årtier i off-grid solinstallationer og lille kapacitet automotive / sejlsport elsystemer. De mest almindelige DC koblede systemer bruger sol opladning controllere (også kendt som sol regulatorer) til at oplade et batteri direkte fra sol, plus et batteri inverter til at levere vekselstrøm til husholdningsapparater.
Grundlæggende layoutdiagram over et DC-koblet (off-grid) solcellebatterisystem
For mikrosystemer, såsom dem, der anvendes i campingvogne / både eller hytter, den simple PWM type sol controllere er meget billig måde at forbinde 1 eller 2 solpaneler til at oplade en 12 volt batteri. PWM (puls bredde graduering) controllere kommer i mange forskellige størrelser og koster så lidt som $ 25 for en lille 10A version.
Til større systemer er MPPT-solopladningscontrollere op til 30 % mere effektive og fås i en række størrelser op til 100A. I modsætning til de simple PWM-controllere kan MPPT-systemer fungere ved meget højere strengspændinger, typisk op til 150 Volts DC. Men dette er stadig relativt lav i forhold til grid-tie solsnor invertere, der opererer 300-600V.
Højere spænding MPPT sol opladning controllere
Mere kraftfuld, højere spænding sol controllere er tilgængelige; op til 250V fra Victron Energy og 300V fra AERL i Australien. Der er også endnu højere 600V enheder til rådighed fra Schneider Electric og Morningstar. Disse er meget dyrere og ikke har flere MPPT's input som mange solstreng invertere, der anvendes i AC koblede systemer. Men MPPT opladning controller er stadig en forholdsvis billig og meget sikker måde at sikre batterier oplades selv i tilfælde af en AC inverter nedlukning - dette er især vigtigt i fjerntliggende steder.
Fordele
Meget høj effektivitet - op til 99 % batteriopladningseffektivitet (ved hjælp af MPPT)
Great low cost setup for mindre skala off-grid systemer op til 5kW
Ideel til små auto eller marine systemer, der kræver kun 1 - 2 solpaneler.
Modular - Yderligere paneler og controllere kan nemt tilføjes, hvis det kræves.
Meget effektiv til at drive DC apparater og belastninger.
Hvis en el-tjenesteudbyder begrænser eller begrænser kapaciteten af grid-tie sol tilladt (dvs. 5kW max), kan yderligere sol tilføjes ved DC kobling et batterisystem.
Ulemper
Mere komplekst at sætte systemer over 5kW som ofte flere strenge er påkrævet parallelt, plus streng sammensmeltning.
Kan blive dyrt for systemer over 5kW som flere højere spænding sol opladning controllere er påkrævet.
Lidt lavere effektivitet, hvis kraften i store vekselstrøm belastninger i løbet af dagen på grund af konverteringen fra DC (PV) til DC (batt) til AC.
Mange sol controllere er ikke kompatible med 'administrerede' lithium batterisystemer såsom LG Chem RESU eller BYD B-Box.
2. AC koblede systemer
AC koblede systemer bruger en streng sol inverter kombineret med en avanceret multi-mode inverter eller inverter / oplader til at styre batteriet og nettet / generator. Selv om relativt enkel at sætte op og meget kraftfuld, de er lidt mindre effektive (90-94%) ved opladning af et batteri sammenlignet med DC-koblede systemer (98 %). Men disse systemer er meget effektive til at drive høje AC belastninger i løbet af dagen, og nogle kan udvides med flere sol invertere til at danne mikro-gitre.
Grundlæggende layout diagram af en AC koblet sol batterisystem - Grid-tie (hybrid) setup
De fleste moderne off-grid hjem bruger AC koblede systemer på grund af den avancerede multi-mode inverter / opladere, generator kontrol og energistyring funktioner. Også da streng sol invertere opererer med høje DC spændinger (600V eller højere), kan større solsystemer nemt installeres. AC-kobling er også velegnet til mellemstore til store 3-fasede kommercielle systemer.
Fordele
Højere effektivitet, når de anvendes til at drive AC apparater i løbet af dagen, såsom air-condition, pool pumper, og varmt vand systemer, (op til 96%).
Generelt lavere installationsomkostninger for større systemer over 5kW.
Kan bruge flere strenge sol invertere på flere steder (AC koblet mikro-gitre)
De fleste solomformere over 3kW har to MPPT-indgange, så panelstrenge kan installeres i forskellige retninger og vippevinkler.
Avancerede vekselstrømskoblede systemer kan bruge en kombination af AC- og DC-kobling (Bemærk: Dette er ikke muligt med nogle litiumbatterier)
Ulemper
Lavere effektivitet ved opladning af et batterisystem - ca. 92 %
Kvalitet Solar invertere kan være dyrt for små systemer.
Lavere effektivitet ved kraftstyring direkte DC belastninger i løbet af dagen.
3. AC batterier
AC batterier er en ny udvikling i batteriopbevaring for nettilsluttede hjem, som gør det muligt for batterier, der let AC kobles til din nye eller eksisterende solinstallation. AC batterier består af lithium battericeller, et batteri management system (BMS) og inverter / oplader alle i én kompakt enhed.
Disse systemer kombinerer et DC-batteri med en AC-batteri inverter, men er kun designet til grid-tilsluttede systemer, da (transformerless) invertere typisk ikke er stærke nok til at køre de fleste hjem helt off-grid. Den mest kendte AC batteri er Tesla Powerwall 2, sammen med SonnenBatterie, som er mere almindelig i Europa og Australien. Førende mikro inverter selskab Enphase Energy også producent en meget kompakt AC batterisystem til brug i hjemmet. Disse systemer er generelt enkle at installere, modulære og en af de mest økonomiske valg til lagring af solenergi til senere brug.
Grundlæggende layout diagram af et AC batteri kombineret med en AC solsystem - Grid-tie (ingen backup vist)
AC koblede batteri invertere
En nyere tendens er at bruge en "eftermontering" AC kobling inverter til at skabe en AC batterisystem. Disse systemer bruger en specialiseret AC koblet batteri inverter såsom SMA solrige dreng opbevaring sammen med en fælles DC batteri såsom den populære LG chem RESU.
Fordele
Nem eftermontering - kan føjes til boliger med en eksisterende solinstallation
Økonomisk måde at tilføje energilagring på.
Generelt enkel at installere.
Modulopbygget system, der muliggør udvidelse.
Ulemper
Lavere effektivitet på grund af konvertering (DC - AC - DC) - ca. 90%
Nogle vekselstrømsbatterier kan ikke fungere som en back-up forsyning (Enphase)
Ikke beregnet til off-grid installationer.
4. Hybrid inverter systemer
Hybridsystemer kan beskrives som et netforbundet DC-koblede solcellebatterisystemer. De kommer i mange forskellige konfigurationer og bruger typisk en hybrid eller multi-mode inverter. Moderne hybrid invertere indarbejde højspænding MPPT controller / s og batteri inverter / opladere inde i en fælles enhed. Den første generation hybrid invertere var kompatible med 48V bly-syre eller lithium batterisystemer, men i de seneste år højere spænding (400V +) hybridsystemer er blevet mere og mere populære.
Høj spænding eller lav spænding? Den nye generation af højspændingsbatterier fungerer i intervallet 300-500V DC (400V nominelle) i modsætning til de traditionelle 48V batterisystemer. Dette giver flere fordele, herunder øget effektivitet som solsystemet typisk opererer på 300-600V, som er meget lig batterispændingen.
Den nye generation højere spænding (400V) batterier og kompatible hybrid invertere bruger lithium batterisystemer, der opererer mellem 200-500V DC, snarere end 48V. Batterier med højere spænding kan konfigureres på to forskellige måder:
DC koblet mellem solsystemet og inverteren.
DC kobles direkte til en kompatibel hybrid omformer (som vist nedenfor).
Da de fleste solcelleanlæg opererer ved høje spændinger omkring 300-600V, højspændingsbatterier bruger effektive DC-DC-omformere med meget lave tab. Den første generation Tesla Powerwall var den første 400V batteri til rådighed, og blev parret med den populære SolarEdge Storedge hybrid inverter.
Den ny LG chem RESUH akkumulator serie er nu en i den højst populær LV 400V akkumulator systemer anvendelig er kompatible hos mange hybrid inverters heri indbekræfte sig heri indbelægning, SMA sunny boy opbevaring og Solax X- hybrid Gen 3.
Grundlæggende layoutdiagram af en hybrid sol inverter med DC batterisystem
Fordele
Økonomisk og enkel at installere
Kompakte, modulære batteriindstillinger
Mindre kabelstørrelse og lavt tab ved hjælp af højspænding (400V batterisystemer)
Kan eftermonteres til 'nogle' eksisterende solanlæg.
Højeffektiv batteriopladning - ca. 95 %
Stigende antal hybride invertere bliver tilgængelige
Ulemper
Nogle systemer kan ikke fungere som en back-up-strømforsyning
Mange systemer med back-up har en 3-5 sekunders forsinkelse under en strømafbrydelse
Generelt ikke egnet til off-grid installationer på grund af transformerless hybrid invertere med lav overspænding rating og ingen generator kontrol.
