Источник: cleanenergyreview
Что такое соединение кондиционера или постоянного тока
Соединение кондиционера или постоянного тока относится к тому, как солнечные панели соединены или связаны с системой хранения энергии или аккумулятора.
Тип электрического соединения между солнечной батареей и батареей может быть либо переменным током (AC), либо прямым током (DC). AC, когда ток течет быстро вперед и назад (это то, что электросети использует для работы) и DC, где ток течет в одном направлении. Большинство электронных схем используют DC, в то время как солнечные батареи производят DC, а батареи хранят энергию постоянного тока. Тем не менее, большинство электроприборов работают на кондиционере. Вот почему все дома и предприятия имеют ac схемы. DC может быть преобразован в переменного тока с помощью инвертора, но, как объясняется ниже, некоторая энергия всегда теряется в преобразовании.
Эволюция солнечной батареи
Простые DC в сочетании солнечных батарей систем ы когда-то использовались только для удаленных систем питания и внесетильных домов, но за последнее десятилетие инверторная технология быстро продвинулась вперед и привела к разработке новых конфигураций хранения энергии переменного тока. Тем не менее, DC соединенных систем далеко не мертв, на самом деле зарядки аккумуляторной системы с помощью контроллера солнечного заряда или гибридный солнечный инвертор по-прежнему является наиболее эффективным методом.
За последние годы технология батареи значительно улучшилась со многими новыми типами литиевых батарей, возникающих, как производители изучить различные способы, чтобы добавить или пару батарей для новых или существующих солнечных систем. Оригинальная Tesla Powerwall была первой системой аккумуляторов DC с высоким напряжением. С тех пор аккумуляторы повышенного напряжения (200-500В) становятся все более популярными и используются со специализированными гибридными инверторами. В последнее время аккумуляторы переменного тока были разработаны многими ведущими производителями солнечных батарей, включая Tesla, Sonnen и Enphase.
С большим количеством сложных разновидностей систем хранения аккумуляторов теперь доступны, здесь мы объясним преимущества и недостатки каждого типа.
4 основных типа системы солнечной батареи
Системы, связанные с DC
Системы, связанные с кондиционером
Системы батареи переменного тока
Гибридные инверторные системы
Примечание: Только DC или AC соединенные системы, как правило, используются для внесетки солнечных установок. Мы объясняем причины, почему ниже, а также сравнение ac против DC в сочетании солнечной для внесетевой системы власти.
Важно: Это только руководство! Для менее технической информации смотрите основное руководство по выбору домашней сетки галстук или вне сетки солнечной батареи системы. Солнечные и аккумуляторные системы хранения должны быть установлены лицензированных электрических / солнечных профессиональных. Солнечные/ энергетические системы хранения генерируют и хранят огромное количество энергии, что может привести к повреждению или серьезным травмам, если установка не соответствует всем соответствующим правилам, стандартам и отраслевым руководящим принципам.
1. DC соединенные системы
DC соединенные системы были использованы на декады в внесетевом солнечном установках и малых системах мощных емкости автомобильной/boating. Наиболее распространенные DC соединенные системы используют солнечные контроллеры заряда (также известный как солнечные регуляторы) для зарядки батареи непосредственно от солнечной, а также инвертор батареи для питания переменного тока для бытовой техники.
Базовая схема макета системы солнечной батареи постоянного тока, соединенных (вне сети)
Для микросистем, таких как те, которые используются в караванах / лодки или хижины, простой тип PWM солнечные контроллеры очень недорогой способ подключения 1 или 2 солнечных панелей для зарядки 12 вольт батареи. Контроллеры PWM (модуляция ширины импульса) бывают разных размеров и стоят всего $25 за небольшую версию 10A.
Для более крупных систем контроллеры MPPT солнечных зарядов на 30% более эффективны и доступны в диапазоне размеров до 100А. В отличие от простых контроллеров PWM, системы MPPT могут работать при гораздо более высоком напряжении строки, как правило, до 150 Вольт ПОСТОЯННОГО тока. Однако это все еще относительно низким по сравнению с сеткой галстук солнечных инверторов строки, которые работают 300-600V.
Более высокое напряжение MPPT солнечных контроллеров заряда
Более мощные, более высокое напряжение солнечных контроллеров доступны; до 250V от Victron Energy и 300V от AERL в Австралии. Есть также еще более высокие 600V единиц, доступных от Schneider Electric и Morningstar. Они гораздо дороже и не имеют несколько входов MPPT, как и многие солнечные инверторы строки, используемые в системы AC паре. Тем не менее, контроллер заряда MPPT по-прежнему является относительно дешевым и очень безопасным способом обеспечения заряда аккумуляторов даже в случае выключения инвертора переменного тока - это особенно важно в удаленных местах.
Преимущества
Очень высокая эффективность - до 99% эффективности зарядки батареи (с помощью MPPT)
Отличная низкая стоимость установки для небольших внесетевых систем до 5 кВт
Идеально подходит для небольших автоматических или морских систем, требующих только 1 - 2 солнечных панелей.
Модульные - Дополнительные панели и контроллеры могут быть легко добавлены при необходимости.
Очень эффективный для питания приборов и нагрузок ПОСТОЯННОГО тока.
Если поставщик услуг электроснабжения ограничивает или ограничивает емкость сетки галстук солнечной разрешено (т.е. 5 кВт макс), дополнительные солнечные могут быть добавлены DC связи аккумуляторной системы.
Недостатки
Более сложные для установки систем выше 5 кВт, как часто несколько строк требуется параллельно, а также строки сплавляясь.
Может стать дорогим для систем выше 5 кВт, как несколько более высокое напряжение солнечных контроллеров заряда не требуется.
Немного более низкая эффективность при вращении больших загрузок в течение дня из-за перехода с DC (PV) на DC (batt) в переменную ток.
Многие солнечные контроллеры не совместимы с "управляемыми" литиевыми аккумуляторными системами, такими как LG Chem RESU или BYD B-Box.
2. Системы совместного тока
Системы AC, соединенные системами, используют струнный солнечный инвертор в сочетании с передовым многорежимным инвертором или инвертором/зарядным устройством для управления батареей и сеткой/генератором. Хотя они относительно просты в установке и очень мощные, они немного менее эффективны (90-94%) при зарядке аккумулятора по сравнению с системами DC (98%). Тем не менее, эти системы очень эффективны при питании высоких ac-нагрузок в течение дня, а некоторые из них могут быть расширены с несколькими солнечными инверторами для формирования микро-сетей.
Базовая схема компоновки системы солнечных батарей переменного тока - Сетчатая (гибридная) установка
Большинство современных внесетки дома используют AC соединенных систем из-за передовых многорежимных инвертор / зарядные устройства, генератор управления и функции управления энергией. Кроме того, поскольку строка солнечных инверторов работают с высоким напряжением ПОСТОЯННОГО тока (600V или выше), большие солнечные батареи могут быть легко установлены. Соединение кондиционера также хорошо подходит для средних и больших 3-фазных коммерческих систем.
Преимущества
Более высокая эффективность при использовании приборов переменного тока в течение дня, таких как кондиционер, насосы для бассейна и системы горячего водоснабжения (до 96%).
Как правило, более низкая стоимость установки для более крупных систем выше 5 кВт.
Можно использовать несколько струнных солнечных инверторов в нескольких местах (AC, соединенных микро-сетки)
Большинство струнных солнечных инверторов выше 3кВт имеют двойные входы MPPT, поэтому строки панелей могут быть установлены на разных ориентациях и углах наклона.
Расширенные системы ac, связанные с комбинированными системами, могут использовать комбинацию связей переменного тока и постоянного тока (Примечание: это невозможно с некоторыми литиевыми батареями)
Недостатки
Более низкая эффективность при зарядке аккумуляторной системы - около 92%
Качество солнечных инверторов может быть дорогим для небольших систем.
Снижение эффективности при вращении прямых загрузок постоянного тока в течение дня.
3. аккумуляторы переменного тока
Аккумуляторы переменного тока являются новой эволюцией в хранении батареи для подключенных к сети домов, которые позволяют батареи, которые будут легко AC в сочетании с вашей новой или существующей солнечной установки. Аккумуляторы переменного тока состоят из литиевых аккумуляторных батарей, системы управления батареей (BMS) и инвертора/зарядного устройства в одном компактном блоке.
Эти системы сочетают в себе батарею постоянного тока с кондиционером, но предназначены только для подключенных к сети систем, поскольку инверторы без трансформатора, как правило, недостаточно мощные, чтобы управлять большинством домов полностью вне сети. Наиболее известным аккумулятором переменного тока является Tesla Powerwall 2, наряду с SonnenBatterie, который является более распространенным в Европе и Австралии. Ведущая компания микроинвертор Enphase Energy также производитель очень компактной системы аккумулятора переменного тока для домашнего использования. Эти системы, как правило, просты в установке, модульные и один из самых экономичных вариантов для хранения солнечной энергии для последующего использования.
Базовая схема компоновки аккумулятора переменного тока в сочетании с солнечной системой переменного тока - Grid-tie (резервное копирование не показано)
Кондиционер в сочетании с инверторами батареи
Более поздняя тенденция заключается в использовании инвертора соединения кондиционера для создания системы аккумулятора переменного тока. Эти системы используют специализированный кондиционер, такой как sMA солнечный мальчик хранения вместе с общей батареей постоянного тока, таких как популярный LG chem RESU.
Преимущества
Легкая модификация - могут быть добавлены в дома с существующей солнечной установки
Экономичный способ добавления хранения энергии.
Как правило, простой в установке.
Модульная система, позволяющая расширяться.
Недостатки
Более низкая эффективность за счет конверсии (DC - AC - DC) - около 90%
Некоторые аккумуляторы переменного тока не могут функционировать в качестве резервного источника (Enphase)
Не предназначен для внесетевых установок.
4. Гибридные инверторные системы
Гибридные системы могут быть описаны как подключенные к сети DC соединенные солнечные батареи. Они бывают разных конфигураций и обычно используют гибридный или многорежимный инвертор. Современные гибридные инверторы включают высоковольтный контроллер MPPT/s и инвертор/зарядные устройства батареи внутри общего устройства. Гибридные инверторы первого поколения были совместимы с шинно-кислотными или литиевыми аккумуляторными системами первого поколения, однако в последние годы гибридные системы повышенного напряжения (400В) становятся все более популярными.
Высокое напряжение или низкое напряжение? Батареи нового поколения «высокого напряжения» работают в диапазоне 300-500V DC (400V номинальная), в отличие от традиционных 48V аккумуляторных систем. Это предлагает ряд преимуществ, в том числе повышение эффективности, как солнечная батарея обычно работает на 300-600V, который очень похож на напряжение батареи.
Батареи нового поколения с более высоким напряжением (400В) и совместимые гибридные инверторы используют литиевые аккумуляторные системы, работающие между 200-500V DC, а не 48V. Аккумуляторы с более высоким напряжением могут быть настроены двумя различными способами:
DC в сочетании между солнечной батареей и инвертором.
DC в сочетании непосредственно с совместимым гибридным инвертором (как показано ниже).
Поскольку большинство солнечных батарей работают на высоких напряжениях около 300-600В, высоковольтные батареи используют эффективные преобразователи DC-DC с очень низкими потерями. Первое поколение Tesla Powerwall было первым 400V батареи доступны и был связан с популярным SolarEdge Storedge гибридный инвертор.
Новый LG chem RESUH диапазон батареи в настоящее время является одним из самых популярных LV 400V батареи системы доступны совместимы со многими гибридными инверторами, включая SolarEdge Storedge, SMA солнечный мальчик хранения и Solax X-гибрид Gen 3.
Базовая схема компоновки гибридного солнечного инвертора с системой аккумуляторов ПОСТОЯННОГО тока
Преимущества
Экономичный и простой в установке
Компактные, модульные опции батареи
Меньший размер кабеля и низкие потери с использованием высокого напряжения (400V аккумуляторные системы)
Может быть модернизирована для "некоторых" существующих солнечных установок.
Высокая эффективность зарядки аккумулятора - около 95%
Растущее число гибридных инверторов становится доступным
Недостатки
Некоторые системы не могут функционировать в качестве резервного источника питания
Многие системы с резервным копированием имеют 3-5-секундную задержку во время затемнения
Как правило, не подходит для внесетки установок из-за трансформаторных гибридных инверторов с низким рейтингом всплеска и без управления генератором.
