Päikese aku süsteemi tüübid-AC vs DC tootmiskohustusega-teadmised-DS uus energia

Allikas: cleanenergyülevaade

Mis on AC või DC haakeseadis

VAHELDUVVOOLU või DC haakeseadis viitab sellele, kuidas päikesepaneelid on ühendatud või seotud energia salvestamise või akusüsteemiga.

Päikesekiirguse ja aku vahelise elektrilise ühenduse tüüp võib olla kas vahelduvvoolu (AC) või Otsevoolu (DC). AC on see, kui vool voolab kiiresti edasi ja tagasi (see on see, mida elektrivõrk kasutab töötamiseks) ja DC on see, kus praegused vood ühes suunas. Enamik elektroonilisi ahelaid kasutada DC, samas päikesepaneelid toota DC, ja akud hoida DC energiat. Kuid enamik elektriseadmeid toimivad AC-is. Seepärast on kõigil kodudes ja ettevõtetel VAHELDUVVOOLU ahelad. DC saab teisendada AC kasutades inverter kuid, nagu allpool selgitatud mõned energia on alati kaotanud konverteerimine.

Päikese aku areng

Lihtsaid DC-ga seotud päikesepaneelide süsteeme kasutati kord ainult kaugenergiasüsteemide ja väljaspool võrku ühendatud kodude puhul, kuid viimase kümnendi jooksul on inverteri tehnoloogia kiiresti arenenud ja viinud uute VAHELDUVVOOLU ühendatud energia salvestamise konfiguratsioonidega. Kuid DC tootmisega seotud süsteemid on kaugel surnuist, tegelikult laadimise aku, kasutades päikese eest vastutava töötleja või hübriid päikese inverter on veel kõige tõhusam meetod saadaval.

Viimastel aastatel on aku tehnoloogia oluliselt paranenud paljude uute liitiumakude tüüpide puhul, nagu tootjad avastama erinevaid viise, kuidas lisada või paar patareid uutele või olemasolevatele päikesesüsteemidele. Algne Tesla Powerwall oli esimene "kõrgepinge" DC akusüsteem. Alates sellest ajast on suurem pinge (200-500V) patareid muutunud üha populaarsemaks ja neid kasutatakse spetsiaalsete hübriidsete inverteritega. Viimasel ajal on VAHELDUVVOOLU akud välja töötanud paljud juhtivad päikeseenergia tootjad, sealhulgas Tesla, Sonnen ja Enphase.

Palju keerulisi sorte aku ladustamise süsteemid nüüd saadaval, siin me selgitada eeliseid ja puudusi iga tüüpi.

4 peamist Päikeseakusüsteemi tüüpi

DC tootmiskohustusega seotud süsteemid

VAHELDUVVOOLU tootmisega seotud süsteemid

VAHELDUVVOOLU aku süsteemid

Hübriid inverter Systems

Märkus: ainult DC-või VAHELDUVVOOLU tootmisega seotud süsteeme kasutatakse tavaliselt off-grid päikesepaneelide jaoks. Me selgitame põhjuseid, miks allpool, samuti võrdlus AC vs DC seotud päikese off-grid elektrisüsteemide.

Tähtis: see on ainult juhend! Vähem tehnilist teavet vt põhiline juhend kodu Grid-tie või off-grid päikese aku süsteemi valimiseks. Päikese-ja akumälusüsteemid peavad olema paigaldatud litsentseeritud elektri/päikese professionaalide poolt. Päikese/energia salvestamise süsteemid loovad ja ladeerivad tohutuid energiakoguseid, mis võivad põhjustada kahju või tõsiseid vigastusi, kui paigaldamine ei vasta kõigile asjakohastele määrustele, standarditele & tööstusharu suunistele.

1. DC tootmiskohustusega seotud süsteemid

DC tootmiskohustusega seotud süsteeme on kasutatud aastakümneteks off-grid päikesepaneelide ja väikese võimsusega autotööstuse/paadisõitude süsteemides. Kõige levinumad DC tootmisega seotud süsteemid kasutavad päikesejuhtimissüsteeme (tuntud ka kui päikese regulaatorid), et laadida akut otse päikese eest, pluss aku inverter, et varustada majapidamisseadmetega VAHELDUVVOOLU.

Basic layout diagram of a DC coupled (off-grid) solar battery system

Põhiline paigutus skeem DC ühendatud (off-grid) päikese aku süsteem

Mikro-süsteemid, näiteks need, mida kasutatakse haagiselamud/paadid või ojad, lihtne PWM tüüpi päikesekontrollerid on väga odav viis ühendada 1 või 2 päikesepaneelid laadida 12 Volt aku. PWM (impulsi laiuse ümbersuunamise) kontrollerid tulevad palju erinevaid suurused ja kulud nii vähe kui $25 jaoks väike 10A versioon.

Suuremate süsteemide, MPPT päikeseenergia domeenikontrollerid on kuni 30% tõhusam ja saadaval vahemikus suurused kuni 100A. Erinevalt lihtne PWM kontrollerid, MPPT süsteemid võivad toimida palju suurem string pinge, tavaliselt kuni 150 Volts DC. Kuid see on endiselt suhteliselt madal võrreldes Grid siduda päikese string inverterid, mis töötavad 300-600V.

Kõrgem pinge MPPT päikese eest vastutavate töötlejate

Võimsam, kõrgema pinge päikese kontrollerid on saadaval; kuni 250V Victron Energy ja 300V alates AERL Austraalias. On ka isegi suuremad 600V ühikut saadaval Schneider Electric ja Morningstar. Need on palju kallim ja ei ole mitu MPPT sisendeid nagu paljud päikesepõimiku inverterid kasutatakse VAHELDUVVOOLU ühendatud süsteemides. Kuid MPPT tasu kontroller on endiselt suhteliselt odav ja väga turvaline viis tagada aku on laetud isegi juhul, kui AC inverter sulgemine-see on eriti oluline kaugetes kohtades.

Eelised

Väga suur tõhusus-kuni 99% aku laadimise efektiivsust (kasutades MPPT)

Suur madal kulu seadistus väiksemate skaala off-grid süsteemid kuni 5kW

Ideaalne väike auto või mere süsteemid nõuavad ainult 1-2 päikesepaneelid.

Modulaarne-täiendavad paneelid ja kontrollerid saab hõlpsasti lisada, kui vaja.

Väga efektiivne DC seadmete ja koormuste jaoks.

Kui elektriteenuse osutaja piirab või piirab Grid-tie päikese võimsust lubatud (st 5kW max), võib täiendava päikese lisada DC sidudes aku süsteem.

Puudused

Rohkem keerulisem setup süsteemid üle 5kW nagu sageli mitu stringid on vaja paralleelselt, pluss string sulatatud.

Võib saada kallis süsteemides üle 5kW kui mitu kõrgemat pinget päikese eest vastutavatele töötlejatele on vaja.

Veidi väiksem tõhusus, kui suure VAHELDUVVOOLU koormused päeva jooksul muundamise tõttu DC (PV) DC (Batt) AC.

Paljud päikesekontrollerid ei ühildu "hallatud" liitiumakusüsteemidega nagu LG Chem RESU või BYD B-Box.

2. VAHELDUVVOOLU tootmisega seotud süsteemid

VAHELDUVVOOLU tootmisega seotud süsteemid kasutavad aku ja koordinaatvõrgu/generaatori juhtimiseks koos täiustatud mitme režiimiga inverterit või inverterit/laadijat. Kuigi suhteliselt lihtne setup ja väga võimas, nad on veidi vähem tõhus (90-94%) aku laadimise ajal, võrreldes DC tootmisega seotud süsteemidega (98%). Kuid need süsteemid on väga tõhus toide kõrge AC koormused päeva jooksul ja mõned saab laiendada mitme päikese inverterid moodustada mikro-võrgud.

Basic layout diagram of an AC coupled solar battery system - Grid-tie (hybrid) setup

VAHELDUVVOOLU ühendatud päikeseakusüsteemi põhipaigutus diagramm-Grid-tie (hübriid) seadistamine

Enamik kaasaegseid off-grid kodudes kasutada VAHELDUVVOOLU ühendatud süsteeme tänu täiustatud multi-mode inverter/laadijad, generaator kontrolli ja energiahalduse funktsioone. Ka Kuna string päikese inverterid toimivad kõrge DC pinge (600V või kõrgem), suurem päikesemassiivid saab hõlpsasti paigaldada. VAHELDUVVOOLU haakeseadis sobib hästi ka keskmise kuni suure 3-faasilise kaubandussüsteemi jaoks.

Eelised

Suurem tõhusus, kui kasutatakse VAHELDUVVOOLU seadmed päeval nagu kliimaseade, basseinpumpade ja kuuma vee süsteemid, (kuni 96%).

Üldiselt madalam paigaldamise maksumus suuremate süsteemide üle 5kW.

Saab kasutada mitut stringi päikese inverterid mitmes kohas (VAHELDUVVOOLUGA seotud mikro-võrgud)

Enamik string päikese inverterid üle 3kW on Dual MPPT sisendeid, nii stringide paneelid saab paigaldada eri suunda ja kallutada nurgad.

Täiustatud VAHELDUVVOOLU tootmisega seotud süsteemid võivad kasutada AC ja DC haakeseadise kombinatsiooni (Märkus: see ei ole võimalik mõnede liitiumpatareidega)

Puudused

Väiksem tõhusus aku laadimise ajal-umbes 92%

Kvaliteetne Solar inverterid võib olla kulukas väikestele süsteemidele.

Väiksem tõhusus, kui voolu otsene DC koormused päeva jooksul.

3. VAHELDUVVOOLU akud

VAHELDUVVOOLU akud on uus vooluvõrk, mis on seotud patareipesa ühendatud kodudega, mis võimaldavad akusid hõlpsasti ühendada teie uue või olemasoleva päikese paigaldamisega. VAHELDUVVOOLU patareid koosnevad liitiumakurakkudest, akuhalduse süsteemist (BMS) ja inverterist/laadijast kõik ühes kompaktses üksuses.

Need süsteemid ühendada DC aku VAHELDUVVOOLU aku inverter kuid on mõeldud ainult võrku ühendatud süsteeme, sest (transformerless) inverterid on tavaliselt ei ole piisavalt võimas, et käivitada enamik kodudes täiesti off-grid. Kõige tuntum VAHELDUVVOOLUAKU on Tesla Powerwall 2 koos SonnenBatterie, mis on rohkem levinud Euroopas ja Austraalias. Juhtiv mikro inverter firma Enphase energia ka tootja väga kompaktne AC aku süsteem kodus kasutamiseks. Need süsteemid on üldiselt lihtne paigaldada, modulaarne ja üks kõige ökonoomsem Valikud säilitada päikeseenergia hilisemaks kasutamiseks.

VAHELDUVVOOLUGA ühendatud aku põhijoonis koos VAHELDUVVOOLU Päikesesüsteemi-Grid-tie (ei ole näidatud backup)

VAHELDUVVOOLUGA seotud aku inverterid

Hiljutine trend on kasutada vahelduvvoolu sidurit, et luua vahelduvvooluaku süsteem. Need süsteemid kasutavad spetsiaalset VAHELDUVVOOLUVÕRKU ühendatud aku inverterit nagu SMA päikeseline poiss ladustamise koos ühise DC aku nagu populaarne LG Chem RESU.

Eelised

Lihtne retrofit-saab lisada kodudes olemasoleva päikese paigaldus

Säästlik viis energia salvestamise lisamiseks.

Üldiselt lihtne paigaldada.

Modulaarne süsteem, mis võimaldab laienemist.

Puudused

Madalam efektiivsus muundamise tõttu (DC-AC-DC)-u 90%

Mõned VAHELDUVVOOLU akud ei saa toimida tagamisena (Enphase)

Pole mõeldud väljaspool võrku paigaldisi.

4. hübriidinverter süsteemid

Hübriidsüsteeme võib kirjeldada kui võrguga ühendatud DC-ga seotud päikeseakusüsteeme. Nad tulevad palju erinevaid konfiguratsioone ja tavaliselt kasutada hübriid või mitme režiimi inverter. Kaasaegne hübriid inverterid sisaldavad kõrgepinge MPPT kontroller/s ja aku inverter/laadijad sees ühine üksus. Esimese põlvkonna hübriid inverterid olid kooskõlas 48V plii-happe või liitiumakuga, kuid viimastel aastatel on suurem pinge (400V +) hübriidsüsteemid muutunud üha populaarsemaks.

Kõrgepinge või madalpinge? Uue põlvkonna "kõrgepinge" patareid toimivad vahemikus 300-500V DC (400V nominaalne), vastupidiselt traditsioonilistele 48V akusüsteemidele. See pakub mitmeid eeliseid, sealhulgas suurem tõhusus, sest päikese massiiv töötab tavaliselt 300-600V mis on väga sarnane aku pinge.

Uue põlvkonna kõrgepinge (400V) patareid ja ühilduvad hübriidinverterid kasutavad liitiumakusüsteeme, mis tegutsevad vahemikus 200-500V DC, mitte 48V. Kõrgema pinge patareid saab seadistada kahel erineval viisil:

DC ühendatud päikese massiivi ja inverter.

DC on ühendatud otse ühilduvasse hübriidinverteriga (nagu allpool näidatud).

Kuna enamik Päikesepaneelid toimivad suure pinge all 300-600V, kõrgepinge akud kasutada tõhusat DC-DC muundurid väga väike kadu. Esimene põlvkond Tesla Powerwall oli esimene 400V aku saadaval ja paaritati populaarne SolarEdge Storedge hübriid inverter.

Uus LG Chem RESUH aku vahemikus on nüüd üks populaarsemaid LV 400V aku süsteemid saadaval on kooskõlas paljude hübriid inverterid sealhulgas SolarEdge Storedge, SMA päikeseline poiss ladustamise ja Solax X-hübriid gen 3.

Basic layout diagram of a hybrid solar inverter with DC battery system