منبع: cleanenergyreview
اتصال AC یا DC چیست ؟
AC یا DC کوپلینگ اشاره به راه پانل های خورشیدی همراه و یا به ذخیره سازی انرژی و یا سیستم باتری مرتبط.
نوع اتصال الکتریکی بین یک آرایه خورشیدی و باتری می تواند یا جریان متناوب (AC) و یا جریان مستقیم (DC). AC است که جریان های فعلی به سرعت به جلو و عقب (این چیزی است که شبکه برق استفاده می کند به کار) و DC است که در آن جریان فعلی در یک جهت. اکثر مدارهای الکترونیکی استفاده از DC ، در حالی که پانل های خورشیدی تولید DC ، باتری و ذخیره انرژی DC. با این حال ، اکثر لوازم الکتریکی در AC عمل. به همین دلیل است که تمام خانه ها و کسب و کار دارای مدارهای AC. DC را می توان با استفاده از اینورتر تبدیل به AC ، اما همانطور که در زیر برخی از انرژی توضیح داده شده است همیشه در تبدیل از دست داده است.
تکامل باتری خورشیدی
ساده DC همراه سیستم های باتری خورشیدی یک بار تنها برای سیستم های قدرت از راه دور و خانه های خارج از شبکه استفاده شد, اما در طول دهه گذشته تکنولوژی اینورتر پیشرفته به سرعت در حال و منجر به توسعه جدید AC همراه تنظیمات ذخیره سازی انرژی. با این حال ، سیستم های DC همراه به دور از مرده ، در واقع شارژ یک سیستم باتری با استفاده از یک کنترل کننده شارژ خورشیدی و یا ترکیبی اینورتر خورشیدی است که هنوز هم کارآمد ترین روش در دسترس است.
در طول سال های اخیر تکنولوژی باتری به طور قابل توجهی با بسیاری از انواع جدید باتری لیتیوم در حال ظهور به عنوان تولید کنندگان کشف راه های مختلف برای اضافه کردن و یا زن و شوهر به سیستم های خورشیدی جدید و یا موجود بهبود یافته. اصلی تسلا Powerwall اولین سیستم باتری DC با ولتاژ بالا بود. از آن به بعد ولتاژ بالاتر (200-500V) باتری تبدیل شده اند به طور فزاینده ای محبوب و با اینورتر هیبریدی تخصصی استفاده می شود. اخیرا, باتری های AC شده اند توسط بسیاری از تولید کنندگان پیشرو خورشیدی از جمله تسلا توسعه, Sonnen و انفاز.
با بسیاری از انواع پیچیده ای از سیستم های ذخیره سازی باتری در حال حاضر در دسترس ، در اینجا ما توضیح مزایا و معایب هر نوع.
The 4 اصلی انواع سیستم باتری خورشیدی
سیستم های همراه DC
سیستم های همراه AC
سیستم های باتری AC
سیستم های هیبریدی اینورتر
توجه: تنها DC یا AC سیستم های همراه به طور کلی برای خارج از شبکه های خورشیدی تاسیسات استفاده می شود. ما توضیح دلایل که چرا در زیر ، و همچنین به عنوان یک مقایسه از AC در مقابل DC همراه خورشیدی برای سیستم های خارج از شبکه قدرت.
مهم: این فقط راهنمای است! برای اطلاعات کمتر فنی را ببینید راهنمای اساسی برای انتخاب خانه شبکه-کراوات یا خارج از شبکه سیستم باتری خورشیدی. انرژی خورشیدی و سیستم های ذخیره سازی باتری باید با مجوز الکتریکی/خورشیدی حرفه ای نصب شده است. خورشیدی/سیستم های ذخیره سازی انرژی تولید و ذخیره مقدار عظیمی از انرژی است که می تواند منجر به آسیب و یا آسیب جدی در صورتی که نصب تمام مقررات مربوطه را برآورده نمی, استاندارد & دستورالعمل های صنعت.
1. سیستم های همراه DC
DC سیستم همراه شده اند برای چندین دهه در خارج از شبکه تاسیسات خورشیدی و ظرفیت کوچک خودرو/قایقرانی سیستم های قدرت استفاده می شود. رایج ترین سیستم های DC همراه با استفاده از کنترل شارژ خورشیدی (همچنین به عنوان تنظیم کننده های خورشیدی شناخته می شود) به اتهام باتری به طور مستقیم از خورشیدی, به علاوه یک اینورتر باتری به عرضه برق AC به لوازم خانگی.
نمودار طرح اساسی یک DC همراه (خارج از شبکه) سیستم باتری خورشیدی
برای سیستم های میکرو ، مانند کسانی که در کاروان/قایق یا کلبه استفاده می شود ، کنترل ساده نوع PWM خورشیدی هستند بسیار کم هزینه راه برای اتصال 1 یا 2 پانل های خورشیدی به اتهام 12 ولت باتری. PWM (مدولاسیون عرض پالس) کنترل در بسیاری از اندازه های مختلف و هزینه به عنوان کمی به عنوان $۲۵ برای یک نسخه کوچک 10A می آیند.
برای سیستم های بزرگتر, MPPT کنترل کننده شارژ خورشیدی هستند تا 30% کارآمد تر و در دسترس در طیف وسیعی از اندازه تا 100A. بر خلاف کنترل کننده PWM ساده ، سیستم های MPPT می تواند در ولتاژ رشته بسیار بالاتر عمل ، به طور معمول تا ۱۵۰ ولت DC. با این حال این است که هنوز نسبتا پایین در مقایسه با شبکه کراوات اینورتر رشته خورشیدی که عمل 300-600V.
ولتاژ بالاتر MPPT کنترل کننده شارژ خورشیدی
قوی تر, ولتاژ بالاتر کنترل کننده های خورشیدی در دسترس هستند; تا 250V از انرژی Victron و 300V از AERL در استرالیا. نیز وجود دارد حتی بالاتر 600V واحد در دسترس از اشنایدر الکتریک و Morningstar. این بسیار گران تر است و ورودی های مختلف MPPT مانند بسیاری از اینورتر رشته خورشیدی مورد استفاده در سیستم های همراه AC را ندارید. با این حال, MPPT کنترل شارژ هنوز هم نسبتا ارزان و بسیار امن راه اطمینان از باتری ها حتی در صورت خاموش کردن اینورتر AC شارژ-این امر به ویژه در مکان های از راه دور مهم.
مزایای
بسیار بالا بهره وری-تا ۹۹% بهره وری شارژ باتری (با استفاده از MPPT)
راه اندازی بزرگ هزینه کم برای مقیاس کوچکتر خارج از شبکه سیستم تا 5kW
ایده آل برای سیستم های خودکار کوچک و یا دریایی که نیاز به تنها 1-2 پانل های خورشیدی.
مدولار-پانل های اضافی و کنترل کننده ها می توانند به راحتی در صورت لزوم اضافه شوند.
برای تأمین انرژی DC و بارهای بسیار کارآمد است.
اگر یک ارائه دهنده خدمات برق محدود و یا محدود کردن ظرفیت شبکه-کراوات خورشیدی مجاز (ie. 5kW حداکثر), خورشیدی اضافی ممکن است توسط اتصال DC یک سیستم باتری اضافه شده.
معایب
پیچیده تر برای راه اندازی سیستم های بالاتر از 5kW به عنوان اغلب رشته های متعدد به موازات ، به علاوه ترکیب رشته مورد نیاز است.
می تواند تبدیل به گران قیمت برای سیستم های بالاتر از 5kW به عنوان چند ولتاژ بالاتر کنترل کننده شارژ خورشیدی مورد نیاز است.
بهره وری کمی پایین تر اگر انرژی جریان AC بزرگ در طول روز با توجه به تبدیل از DC (PV) به DC (batt) به AC.
بسیاری از کنترل های خورشیدی با ' مدیریت ' سیستم های باتری لیتیوم مانند ال جی شیمی RESU یا BYD B-Box سازگار نیست.
2. AC سیستم های همراه
AC سیستم های همراه استفاده از یک رشته اینورتر خورشیدی همراه با چند حالت اینورتر پیشرفته و یا اینورتر/شارژر برای مدیریت باتری و شبکه/ژنراتور. اگر چه نسبتا ساده برای راه اندازی و بسیار قدرتمند ، آنها کمی کمتر کارآمد (90-94 ٪) در شارژ باتری نسبت به DC سیستم های همراه (۹۸ ٪). با این حال ، این سیستم ها بسیار کارآمد در تأمین انرژی بارهای AC بالا در طول روز و برخی را می توان با چند اینورتر خورشیدی به شکل میکرو شبکه گسترش یافته است.
نمودار طرح اولیه از AC همراه باتری خورشیدی سیستم--شبکه کراوات (ترکیبی) راه اندازی
مدرن ترین خانه های خارج از شبکه با استفاده از سیستم های همراه AC با توجه به پیشرفته چند حالت اینورتر/شارژر, کنترل ژنراتور و ویژگی های مدیریت انرژی. همچنین از رشته اینورتر خورشیدی با ولتاژ بالا DC عمل (600V یا بالاتر), بزرگتر آرایه های خورشیدی را می توان به راحتی نصب شده. جفت AC نیز به خوبی به متوسط تا بزرگ سیستم های تجاری 3 فاز مناسب است.
مزایای
بهره وری بالاتر در طول روز از قبیل تهویه مطبوع ، پمپ های استخر و سیستم های آب گرم (تا ۹۶ درصد) استفاده می شود.
به طور کلی هزینه نصب و راه اندازی برای سیستم های بزرگتر بالاتر از 5kW.
می توانید چند رشته اینورتر خورشیدی در مکان های مختلف استفاده کنید (AC همراه میکرو شبکه)
بیشترین رشته اینورتر خورشیدی بالاتر از 3kW ورودی MPPT دوگانه ، بنابراین رشته پانل را می توان در جهت های مختلف و زاویه شیب نصب شده است.
سیستم های پیشرفته AC همراه می توانند ترکیبی از اتصال AC و DC (توجه داشته باشید: این با برخی از باتری های لیتیوم امکان پذیر نیست)
معایب
کاهش بهره وری در هنگام شارژ یک سیستم باتری-تقریبا ۹۲ ٪
کیفیت اینورتر خورشیدی می تواند گران قیمت برای سیستم های کوچک.
کاهش بهره وری در هنگام تأمین برق بارهای DC در طول روز.
3. باتری های AC
باتری های AC یک تحول جدید در ذخیره سازی باتری برای خانه های شبکه متصل است که اجازه می دهد باتری به راحتی AC به نصب جدید و یا موجود خود را خورشیدی. باتری های AC از سلول های باتری لیتیوم ، یک سیستم مدیریت باتری (BMS) و اینورتر/شارژر در یک واحد جمع و جور تشکیل شده اند.
این سیستم ترکیب یک باتری DC با اینورتر باتری AC اما تنها برای سیستم های متصل به شبکه به عنوان اینورتر (اینورترهای) طراحی شده به طور معمول به اندازه کافی قدرتمند برای اجرای اکثر خانه ها به طور کامل خارج از شبکه. شناخته شده ترین باتری AC تسلا Powerwall 2 است ، همراه با SonnenBatterie که در اروپا و استرالیا شایع تر است. پیشرو میکرو اینورتر شرکت انرژی Enphase همچنین تولید کننده یک سیستم باتری AC بسیار فشرده برای استفاده در خانه. این سیستم ها به طور کلی ساده برای نصب, پیمانهای و یکی از گزینه های مقرون به صرفه برای ذخیره انرژی خورشیدی برای استفاده های بعدی.
نمودار چیدمان پایه یک باتری AC همراه با سیستم AC خورشیدی-گرید-کراوات (بدون پشتیبان گیری نشان داده شده است)
AC اینورتر باتری همراه
روند اخیر این است که استفاده از ' مقاوم سازی ' AC جفت اینورتر برای ایجاد یک سیستم باتری AC. این سیستم ها از اینورتر های تخصصی باتری همراه مانند SMA سانی ذخیره سازی پسر همراه با یک باتری معمولی DC مانند محبوب LG chem RESU استفاده می کنند.
مزایای
آسان مقاوم سازی-می توان به خانه های با نصب خورشیدی موجود اضافه شده است
راه اقتصادی برای اضافه کردن ذخیره انرژی.
به طور کلی ساده برای نصب.
سیستم مدولار اجازه می دهد تا گسترش.
معایب
کاهش راندمان به دلیل تبدیل (DC-AC-DC)-تقریبا ۹۰ ٪
برخی از باتری های AC نمی توانند به عنوان یک منبع پشتیبان (Enphase) عمل کنند
برای تاسیسات خارج از شبکه طراحی نشده است.
4. سیستم های اینورتر هیبریدی
سیستم های هیبریدی را می توان به عنوان یک شبکه متصل DC همراه سیستم های باتری خورشیدی توصیف کرد. آنها در بسیاری از تنظیمات مختلف می آیند و به طور معمول استفاده از ترکیبی یا چند حالت اینورتر. اینورتر هیبریدی مدرن ترکیب ولتاژ بالا MPPT کنترل/ثانیه و باتری اینورتر/شارژر در داخل یک واحد مشترک. اولین نسل اینورتر هیبریدی با 48V-اسید سرب و یا سیستم های باتری لیتیوم سازگار بودند, با این حال در طول سال های اخیر ولتاژ بالاتر (400V +) سیستم های هیبریدی تبدیل شده اند به طور فزاینده مردمی.
ولتاژ بالا و یا ولتاژ پایین ؟ باتری های ولتاژ بالا نسل جدید در محدوده 300-500V DC (400V اسمی) به عنوان مخالف سیستم های باتری سنتی 48V عمل می کنند. این ارائه می دهد چندین مزیت, از جمله افزایش بهره وری به عنوان آرایه خورشیدی به طور معمول در 300-600V عمل که بسیار شبیه به ولتاژ باتری.
نسل جدید ولتاژ بالاتر (400V) باتری و سازگار اینورتر هیبریدی استفاده از سیستم باتری لیتیوم عامل بین 200-500V DC, به جای 48V. باتری های ولتاژ بالاتر را می توان به دو روش مختلف پیکربندی کرد:
دی سی همراه بین آرایه های خورشیدی و اینورتر.
DC به طور مستقیم به یک اینورتر هیبریدی سازگار (همانطور که در زیر نشان داده شده است).
از آنجا که اکثر آرایه های خورشیدی در ولتاژ بالا در اطراف 300-600V عمل, باتری های ولتاژ بالا استفاده مبدل DC-dc کارآمد با تلفات بسیار پایین. نسل اول تسلا Powerwall اولین باتری 400V در دسترس بود و به اینورتر هیبریدی Storedge محبوب.
جدید LG chem RESUH محدوده باتری در حال حاضر یکی از محبوب ترین سیستم های باتری 400V LV در دسترس بودن سازگار با بسیاری از اینورتر هیبریدی از جمله SolarEdge Storedge, محمدعلی سانی ذخیره سازی پسر و Solax X-هیبرید Gen 3.
نمودار طرح بندی پایه یک اینورتر خورشیدی هیبریدی با سیستم باتری DC
مزایای
مقرون به صرفه و ساده برای نصب
گزینه های جمع و جور ، باتری مدولار
اندازه کابل کوچکتر و تلفات کم با استفاده از ولتاژ بالا (سیستم های باتری 400V)
می تواند مجهز به "برخی از" موجود خورشیدی تاسیسات.
راندمان بالا باتری شارژ-تقریبا ۹۵ ٪
تعداد فزاینده اینورتر هیبرید تبدیل شدن به در دسترس
معایب
برخی از سیستم ها نمی توانند به عنوان یک منبع تغذیه پشتیبان عمل کنند
بسیاری از سیستم های با بازگشت به بالا 3-5 تاخیر دوم در طول خاموش شدن
به طور کلی برای تاسیسات خارج از شبکه مناسب نیست با توجه به اینورترهای اینورتر هیبریدی با امتیاز کم افزایش و بدون کنترل ژنراتور.
