Източник: чиста енергия
Какво е съединител за променлив ток или постоянен ток
Съединителят за променлив ток или постоянен ток се отнася до начина, по който слънчевите панели са свързани или свързани с устройство за съхранение на енергия или акумулаторна батерия.
Типът на електрическата връзка между слънчевия масив и батерията може да бъде или Променлив ток (AC) или постоянен ток (DC). АС е когато токът тече бързо напред и назад (това е, което електропреносната мрежа използва за работа) и DC е мястото, където токът тече в една посока. Повечето електронни вериги използват DC, докато слънчевите панели произвеждат DC, а батериите съхраняват постояннотоковия енергиен източник. Въпреки това, повечето електрически уреди работят на ac. Ето защо всички домове и фирми имат AC вериги. DC може да бъде преобразуван в променлив ток с помощта на инвертор, но, както е обяснено по-долу, част от енергията винаги се губи при преобразуването.
Еволюцията на слънчевата батерия
Обикновените системи за соларни батерии, свързани с постоянен ток, са били използвани само за отдалечени системи за захранване и извън мрежата, но през последното десетилетие инверторната технология бързо напредва и доведе до разработването на нови конфигурации за съхранение на енергия с променлив ток. Въпреки това, системите, които са присъдена, са далеч от мъртви, всъщност зареждането на батерията с помощта на контролер за соларно зареждане или хибриден слънчев инвертор все още е най-ефективният наличен метод.
През последните години технологията на батериите се подобри значително, като много нови видове литиеви батерии се появиха, тъй като производителите изследват различни начини за добавяне или свързване на батерии към нови или съществуващи слънчеви системи. Оригиналната Tesla Powerwall е първата "високоволтово" DC батерия. Оттогава по-високото напрежение (200-500V) батериите стават все по-популярни и се използват със специализирани хибридни инвертори. По-скоро, AC батерии са разработени от много водещи производители на слънчева енергия, включително Tesla, Sonnen и Enphase.
С многото комплексни разновидности на системите за съхранение на батерии, тук обясняваме предимствата и недостатъците на всеки вид.
4 основни вида слънчева батерия
Системи, приканителни за постоянен ток
Системи, приканителни и скамейни
Системи за променлив ток
Хибридни инверторни системи
Забележка: За слънчеви инсталации, които не са с мрежа, обикновено се използват само системи, които са монтирани на постоянен ток или променлив ток. Обясняваме причините, поради които по-долу, както и сравнение на AC срещу DC, свързани със соларни системи.
Важно: Това е само ръководство! За по-малко техническа информация вижте основното ръководство за избор на начало мрежа вратовръзка или извън мрежата слънчева батерия система. Соларните и акумулаторните системи трябва да бъдат инсталирани от лицензиран специалист по електротехника/слънчева енергия. Системите за натрупване на енергия и слънчева енергия генерират и съхраняват огромни количества енергия, които могат да доведат до щети или сериозни наранявания, ако инсталацията не отговаря на всички приложими разпоредби, стандарти и индустриални насоки.
1. Системи, приканителни и токови
Системите за постоянен ток се използват от десетилетия в слънчеви инсталации извън мрежата и системи за автомобилна и корабна мощност с малък капацитет. Най-често срещаните системи с прикачвания за постоянен ток използват соларни контролери за зареждане (известни също като соларни регулатори), за да зареждат батерията директно от слънчевата енергия, плюс инвертор на батерията, за да захранват домакинските уреди с променлив ток.
Схема на базово оформление на DC, съкъснена (извън мрежата) система за слънчева батерия
За микро системи, като например тези, използвани в каравани / лодки или хижи, простите PWM тип слънчеви контролери са много евтини начин за свързване на 1 или 2 слънчеви панела за зареждане на 12 волтова батерия. PWM (импулс ширина модулация) контролери идват в много различни размери и струват по-малко $ 25 за малка версия 10A.
За по-големи системи, MPPT соларните контролери са с до 30% по-ефективни и предлагат в гама размери до 100A. За разлика от простите PWM контролери, MPPT системите могат да работят с много по-високи напрежения, обикновено до 150 волта DC. Въпреки това, това все още е сравнително ниско в сравнение с мрежовите инвертори, които работят 300-600V.
MpPT соларни контролери с по-високо напрежение
По-мощни, по-високоволтови соларни контролери са на разположение; до 250V от Victron Energy и 300V от AERL в Австралия. Има още по-високи 600V единици, предлагани от Schneider Electric и Morningstar. Те са много по-скъпи и нямат множество MPPT входове като много слънчеви струнни инвертори, използвани в системи с променлив ток. MPPT контролерът все още е сравнително евтин и много сигурен начин за зареждане на батериите дори в случай на изключване на променливотоково устройство - това е особено важно за отдалечени места.
Предимства
Много висока ефективност - до 99% ефективност на зареждане на батерията (чрез MPPT)
Голяма ниска настройка на разходите за по-малки оф-рефлекторни системи до 5kW
Идеален за малки авто-морски системи, изискващи само 1 - 2 слънчеви панела.
Модулни - допълнителни панели и контролери могат лесно да се добавят, ако е необходимо.
Много ефективна за захранване на DC уреди и товари.
Ако доставчик на електропреносни услуги ограничава или ограничава капацитета на слънчевото свързване на мрежата позволено (т.е. 5kW макс), допълнително слънчево може да бъде добавен чрез DC съединител батерия система.
Недостатъци
По-сложно да се настройват системи над 5kW, тъй като често се изискват няколко струни едновременно, плюс стринг струна.
Може да стане скъпо за системи над 5kW, тъй като са необходими няколко соларни контролера за по-високо напрежение.
Малко по-ниска ефективност, ако захранването на големи променливотокови товари през деня поради преобразуването от DC(PV) в DC (batt) в AC.
Много соларни контролери не са съвместими с "управлявани" системи за литиево-акумулаторна батерия като LG Chem RESU или BYD B-Box.
2. Системи, обвързани с променлив ток
Свързани с променливотокови системи, използват низ слънчев инвертор, съчетан с усъвършенстван многорежим инвертор или инвертор / зарядно устройство за управление на батерията и мрежата / генератор. Въпреки че е сравнително лесно да се инсталира и много мощен, те са малко по-малко ефективни (90-94%) при зареждане на батерията в сравнение с DC свързани системи (98%). Въпреки това, тези системи са много ефективни при захранване на високи ac натоварване през деня, а някои могат да бъдат разширени с множество слънчеви инвертори за формиране на микро-мрежи.
Основно оформление диаграма на система за слънчева батерия с променлив ток - Настройка на мрежата
Повечето модерни домове извън мрежата използват свързани с променлив ток системи поради усъвършенстваните многорежийни инверторни устройства/ зарядни устройства, контроли за генератор и функции за управление на енергията. Също така тъй като низните слънчеви инвертори работят с високо DC напрежения (600V или по-висока), по-големите слънчеви панели могат лесно да бъдат инсталирани. Съединителят ac също е подходящ за средни до големи 3-фазови търговски системи.
Предимства
По-висока ефективност, когато се използва за захранване на уреди ac през деня като климатик, басейнови помпи и системи за топла вода, (до 96%).
Като цяло по-ниски разходи за монтаж за по-големи системи над 5kW.
Може да използва множество низови слънчеви инвертори в различни места (AC обвързани микро-мрежи)
Повечето низови слънчеви инвертори над 3kW имат двойни MPPT входове, така че струни от панели могат да бъдат инсталирани при различни ориентации и ъгли на наклон.
Усъвършенстваните системи за променлив ток могат да използват комбинация от съединители ac и DC (Забележка: това не е възможно с някои литиеви батерии)
Недостатъци
По-ниска ефективност при зареждане на батерията - около 92%
Качествените слънчеви инвертори могат да бъдат скъпи за малки системи.
По-ниска ефективност при захранване на директните товари на постоянен ток през деня.
3. Променливотокови батерии
Променливотоковите батерии са нова еволюция в съхранението на батериите за свързани към мрежата домове, които позволяват батериите да се свързват лесно към новата или съществуващата слънчева инсталация. Променливотоковите батерии се състоят от литиеви батерии, система за управление на батериите (BMS) и инвертор/зарядно устройство, всичко в едно компактно устройство.
Тези системи комбинират DC батерия с инвертор на променлив ток, но са предназначени само за свързани с мрежата системи, тъй като инверторите (трансформатор) обикновено не са достатъчно мощни, за да работят повечето домове напълно извън мрежата. Най-добре познатата ac батерия е Tesla Powerwall 2, заедно с SonnenBatterie, която е по-често срещана в Европа и Австралия. Водещата микро инвертолерна компания Enphase Energy също така произвежда много компактна система за променливотокови батерии за домашна употреба. Тези системи обикновено са лесни за инсталиране, модулна и една от най-икономичните решения за съхранение на слънчева енергия за по-нататъчен режим.
Основна схема на разпределение на променливотоковия акумулатор, съчетана със слънчева система ac - Мрежа-вратовръзка (не е показано резервно копие)
Променливотокови съединителни акумулаторни батерии
По-нова тенденция е да се използва "преоборудване" ac съединител инвертор за създаване на променлива батерия. Тези системи използват специализиран инвертор на батерията, прикачена към променлив ток, като SMA слънчево момче съхранение заедно с обща DC батерия, като например популярната LG chem RESU.
Предимства
Лесно преоборудване - може да се добави към жилища със съществуваща слънчева инсталация
Икономичен начин за добавяне на съхранение на енергия.
Обикновено лесен за инсталиране.
Модулна система, която позволява разширяване.
Недостатъци
По-ниска ефективност поради конверсия (DC - AC - DC) - приблизително 90%
Някои променливотокови батерии не могат да функционират като резервно захранване (Enphase)
Не е предназначен за инсталации извън мрежата.
4. Хибридни инверторни системи
Хибридните системи могат да бъдат описани като свързани с мрежата системи за соларни батерии, свързани с мрежата. Те се предлагат в много различни конфигурации и обикновено използват хибриден или многорежим инвертор. Съвременните хибридни инвертори включват MPPT контролер с високо напрежение и инвертори на батериите в едно общо устройство. Първото поколение хибридни инвертори са съвместими с 48V оловно-киселинни или литиево-акумулаторни системи, но през последните години хибридните системи напрежение (400V+) стават все по-популярни.
Високо напрежение или ниско напрежение? Батериите от ново поколение "високо напрежение" работят в диапазона от 300-500V DC (номинално 400V) за разлика от традиционните 48V системи от батерии. Това предлага няколко предимства, включително повишена ефективност, тъй като слънчевия масив обикновено работи на 300-600V, което е много подобно на напрежението на батерията.
Новото поколение по-високо напрежение (400V) и съвместими хибридни инвертори използват литиеви батерии, работещи между 200-500V DC, а не 48V. По-високо напрежение батерии могат да бъдат конфигурирани по два различни начина:
DC, заедно със слънчевия масив и инвертора.
DC, свързани директно към съвместим хибриден инвертор (както е показано по-долу).
Тъй като повечето слънчеви масиви работят при високо напрежение около 300-600V, високоволтовите батерии използват ефективни DC-DC конвертори с много ниски загуби. Първото поколение Tesla Powerwall е първата 400V батерия и е свързана с популярния хибриден инвертор SolarEdge Storedge.
Новият LG chem RESUH батерията сега е един от най-популярните LV 400V батерии системи, които са съвместими с много хибридни инвертори, включително SolarEdge Storedge, SMA слънчево момче съхранение и Solax X-hybrid Gen 3.
Основна диаграма на оформлението на хибриден слънчев инвертор с DC батерия
Предимства
Икономичен и лесен за инсталиране
Компактни, модулни опции за батерията
По-малък размер на кабела и ниски загуби при високо напрежение (400V батерии)
Може да се преоборудва към "някои" съществуващи слънчеви инсталации.
Високоефективно зареждане на батерията - около 95%
Все по-голям брой хибридни инвертори стават достъпни
Недостатъци
Някои системи не могат да функционират като резервно захранване
Много системи с резервно копие имат закъснение от 3 до 5 секунди при затъмнение
Обикновено не е подходящ за извън-мрежови инсталации поради трансформаторни хибридни инвертори с нисък рейтинг на пренапрежение и без контроли за генератор.
