Sumber: cleanenergyreview
Apa itu Coupling AC atau DC
AC atau DC Coupling mengacu pada cara panel surya digabungkan atau dihubungkan ke Penyimpanan energi atau sistem baterai.
Jenis koneksi listrik antara array surya dan baterai dapat berupa arus bolak-balik (AC) atau Direct Current (DC). AC adalah ketika arus mengalir dengan cepat maju dan mundur (ini adalah apa yang menggunakan jaringan listrik untuk beroperasi) dan DC adalah tempat arus mengalir dalam satu arah. Sebagian besar sirkuit elektronik menggunakan DC, sementara panel surya menghasilkan DC, dan baterai menyimpan energi DC. Namun, sebagian besar peralatan listrik beroperasi pada AC. Inilah sebabnya mengapa semua rumah dan bisnis memiliki sirkuit AC. DC dapat dikonversi ke AC menggunakan Inverter tetapi, seperti yang dijelaskan di bawah ini beberapa energi selalu hilang dalam konversi.
Evolusi baterai matahari
DC sederhana digabungkan sistem baterai surya pernah digunakan hanya untuk sistem listrik jarak jauh dan off-grid rumah, tapi selama dekade terakhir teknologi Inverter maju dengan cepat dan menyebabkan pengembangan AC baru digabungkan konfigurasi energi penyimpanan. Namun, sistem ditambah DC jauh dari mati, pada kenyataannya pengisian sistem baterai menggunakan Solar charge controller atau Hybrid Inverter surya masih merupakan metode yang paling efisien yang tersedia.
Selama beberapa tahun terakhir teknologi baterai telah meningkat secara signifikan dengan banyak jenis baterai lithium baru muncul sebagai produsen mengeksplorasi berbagai cara untuk menambah atau beberapa baterai untuk sistem surya baru atau yang sudah ada. Asli Tesla Powerwall adalah yang pertama ' tegangan tinggi ' sistem baterai DC. Sejak itu baterai tegangan lebih tinggi (200-500V) menjadi semakin populer dan digunakan dengan Inverter khusus hibrida. Baru-baru ini, baterai AC telah dikembangkan oleh banyak produsen Solar terkemuka termasuk Tesla, Sonnen dan Enphase.
Dengan banyak varietas kompleks sistem penyimpanan baterai sekarang tersedia, di sini kami menjelaskan keuntungan dan kerugian dari masing-masing jenis.
4 jenis utama sistem baterai Solar
Sistem ditambah DC
Sistem digabungkan AC
Sistem baterai AC
Sistem Inverter Hybrid
Catatan: hanya DC atau AC digabungkan sistem umumnya digunakan untuk off-grid instalasi surya. Kami menjelaskan alasan mengapa di bawah ini, serta perbandingan AC vs DC ditambah surya untuk off-grid sistem kekuasaan.
Penting: ini adalah panduan saja! Untuk informasi kurang teknis Lihat panduan dasar untuk memilih rumah Grid-Tie atau off-grid sistem baterai surya. Solar dan sistem penyimpanan baterai harus dipasang oleh berlisensi listrik/tenaga surya profesional. Solar/energi sistem penyimpanan menghasilkan dan menyimpan sejumlah besar energi yang dapat mengakibatkan kerusakan atau cedera serius jika instalasi tidak memenuhi semua peraturan yang relevan, standar & pedoman industri.
1. sistem digabungkan DC
Sistem ditambah DC telah digunakan selama puluhan tahun di off-grid Instalasi Solar dan kapasitas kecil otomotif/berperahu sistem kekuasaan. Yang paling umum sistem digabungkan DC menggunakan Solar charge controller (juga dikenal sebagai Solar regulator) untuk mengisi baterai langsung dari matahari, ditambah baterai Inverter untuk memasok listrik AC untuk peralatan rumah tangga.
Dasar diagram tata letak DC digabungkan (off-grid) solar sistem baterai
Untuk sistem mikro, seperti yang digunakan dalam karavan/kapal atau pondok, jenis PWM kontroler surya sederhana adalah cara yang sangat rendah biaya untuk menghubungkan 1 atau 2 panel surya untuk mengisi baterai 12 Volt. PWM (Pulse width modulation) controller datang dalam berbagai ukuran dan biaya sebagai sedikit sebagai $25 untuk versi 10A kecil.
Untuk sistem yang lebih besar, MPPT Solar charge controller yang sampai 30% lebih efisien dan tersedia dalam berbagai ukuran hingga 100A. Tidak seperti kontroler PWM sederhana, sistem MPPT dapat beroperasi pada tegangan string yang jauh lebih tinggi, biasanya hingga 150 volt DC. Namun hal ini masih relatif rendah dibandingkan dengan Grid-Tie Solar string Inverter yang beroperasi 300-600v.
Tegangan tinggi MPPT Solar charge controller
Lebih kuat, tegangan tinggi pengendali surya tersedia; hingga 250V dari Victron energi dan 300V dari AERL di Australia. Ada juga lebih tinggi unit 600V yang tersedia dari Schneider Electric dan Morningstar. Ini jauh lebih mahal dan tidak memiliki banyak input MPPT seperti banyak Inverter string surya yang digunakan dalam sistem digabungkan AC. Namun, MPPT charge controller masih merupakan cara yang relatif murah dan sangat aman untuk memastikan baterai dibebankan bahkan dalam hal shutdown Inverter AC-ini terutama penting di lokasi terpencil.
Keuntungan
Efisiensi yang sangat tinggi-hingga 99% efisiensi pengisian daya baterai (menggunakan MPPT)
Besar biaya rendah setup untuk skala yang lebih kecil off-grid sistem hingga 5kW
Ideal untuk mobil kecil atau sistem kelautan yang membutuhkan hanya 1-2 panel surya.
Modular-panel tambahan dan pengontrol dapat dengan mudah ditambahkan jika diperlukan.
Sangat efisien untuk menyalakan peralatan DC dan beban.
Jika penyedia layanan listrik membatasi atau membatasi kapasitas Grid-Tie surya diperbolehkan (mis. Max 5kW), surya tambahan dapat ditambahkan oleh DC kopling sistem baterai.
Kerugian
Lebih kompleks untuk setup sistem di atas 5kW seperti sering beberapa string yang diperlukan secara paralel, ditambah string seadanya.
Dapat menjadi mahal untuk sistem di atas 5kW sebagai beberapa tegangan yang lebih tinggi pengendali biaya surya diperlukan.
Efisiensi sedikit lebih rendah jika daya beban AC besar pada siang hari karena konversi dari DC (PV) ke DC (Batt) ke AC.
Banyak pengendali matahari tidak kompatibel dengan sistem baterai lithium ' dikelola ' seperti LG Chem RESU atau BYD B-Box.
2. sistem AC digabungkan
AC ditambah sistem menggunakan string Inverter surya digabungkan dengan Advanced multi-mode Inverter atau Inverter/Charger untuk mengelola baterai dan grid/generator. Meskipun relatif sederhana untuk setup dan sangat kuat, mereka sedikit kurang efisien (90-94%) pada pengisian baterai dibandingkan dengan sistem ditambah DC (98%). Namun, sistem ini sangat efisien pada menyalakan beban AC tinggi di siang hari dan beberapa dapat diperluas dengan beberapa Inverter surya untuk membentuk Micro-grid.
Dasar diagram tata letak AC digabungkan sistem baterai surya-Grid-Tie (Hybrid) setup
Kebanyakan rumah off-grid modern menggunakan sistem AC ditambah karena canggih multi-mode Inverter/charger, kontrol Generator dan fitur manajemen energi. Juga karena tali surya Inverter beroperasi dengan tegangan DC tinggi (600V atau lebih tinggi), array surya yang lebih besar dapat dengan mudah diinstal. AC Coupling juga cocok untuk sistem komersial medium to Large 3-Phase.
Keuntungan
Efisiensi yang lebih tinggi bila digunakan untuk peralatan AC listrik pada siang hari seperti AC, pompa kolam renang, dan sistem air panas, (hingga 96%).
Umumnya biaya instalasi lebih rendah untuk sistem yang lebih besar di atas 5kW.
Dapat menggunakan beberapa string surya Inverter di beberapa lokasi (AC digabungkan Micro-grid)
Kebanyakan string Solar Inverter di atas 3kW memiliki dual MPPT input, sehingga string panel dapat dipasang pada orientasi yang berbeda dan sudut kemiringan.
Sistem lanjutan AC ditambah dapat menggunakan kombinasi AC dan DC Coupling (Catatan: ini tidak mungkin dengan beberapa baterai lithium)
Kerugian
Efisiensi yang lebih rendah saat mengisi daya sistem baterai-approx 92%
Inverter kualitas Solar bisa mahal untuk sistem kecil.
Efisiensi yang lebih rendah saat menyalakan beban DC langsung di siang hari.
3. baterai AC
Baterai AC adalah evolusi baru dalam penyimpanan baterai untuk rumah terhubung jaringan yang memungkinkan baterai dengan mudah AC digabungkan ke instalasi surya baru atau yang sudah ada. Baterai AC terdiri dari sel baterai lithium, sistem manajemen baterai (BMS) dan Inverter/charger semua dalam satu unit kompak.
Sistem ini menggabungkan baterai DC dengan Battery Inverter AC tetapi hanya dirancang untuk sistem yang terhubung ke grid sebagai Inverter (tidak dapat ditransfer) yang biasanya tidak cukup kuat untuk menjalankan sebagian besar rumah sepenuhnya off-grid. Baterai AC yang paling terkenal adalah Tesla Powerwall 2, bersama dengan SonnenBatterie yang lebih umum di Eropa dan Australia. Memimpin perusahaan mikro Inverter Enphase energi juga produsen sistem baterai AC yang sangat kompak untuk digunakan di rumah. Sistem ini umumnya sederhana untuk menginstal, modular dan salah satu pilihan yang paling ekonomis untuk menyimpan energi matahari untuk digunakan nanti.
Diagram tata letak dasar dari baterai AC digabungkan dengan sistem AC surya-Grid-Tie (tidak ada backup ditampilkan)
AC ditambah Inverter baterai
Sebuah tren yang lebih baru adalah dengan menggunakan ' retrofit ' AC kopling Inverter untuk membuat sistem baterai AC. Sistem ini menggunakan AC khusus ditambah baterai Inverter seperti SMA Sunny Boy penyimpanan bersama-sama dengan baterai DC yang umum seperti populer LG Chem RESU.
Keuntungan
Mudah retrofit-dapat ditambahkan ke rumah dengan instalasi surya yang ada
Cara ekonomis untuk menambah Penyimpanan energi.
Umumnya sederhana untuk menginstal.
Sistem modular untuk memungkinkan ekspansi.
Kerugian
Efisiensi yang lebih rendah karena konversi (DC-AC-DC)-approx 90%
Beberapa baterai AC tidak dapat berfungsi sebagai pasokan cadangan (Enphase)
Tidak dirancang untuk instalasi off-grid.
4. sistem Inverter hibrida
Sistem hibrida dapat digambarkan sebagai grid-terhubung DC digabungkan sistem baterai surya. Mereka datang dalam berbagai konfigurasi dan biasanya menggunakan hibrida atau multi-mode Inverter. Inverter modern hibrida menggabungkan tegangan tinggi MPPT controller/s dan baterai Inverter/charger di dalam unit umum. Inverter generasi pertama yang kompatibel dengan 48V timbal-asam atau baterai lithium sistem, namun selama beberapa tahun terakhir tegangan yang lebih tinggi (400V +) sistem hibrida telah menjadi semakin populer.
Tegangan tinggi atau tegangan rendah? Generasi baru ' tegangan tinggi ' baterai beroperasi di kisaran 300-500V DC (400V nominal) sebagai lawan dari sistem baterai 48V tradisional. Ini menawarkan beberapa keuntungan, termasuk peningkatan efisiensi sebagai array surya biasanya beroperasi pada 300-600V yang sangat mirip dengan tegangan baterai.
Baterai tegangan tinggi (400V) generasi baru dan Inverter hibrida yang kompatibel menggunakan sistem baterai lithium yang beroperasi antara DC 200-500V, bukan 48V. Baterai tegangan yang lebih tinggi dapat dikonfigurasi dalam dua cara yang berbeda:
DC digabungkan antara array dan Inverter surya.
DC digabungkan langsung ke Hybrid Inverter kompatibel (seperti yang ditunjukkan di bawah ini).
Karena kebanyakan array surya beroperasi pada tegangan tinggi sekitar 300-600V, baterai tegangan tinggi menggunakan konverter DC-DC yang efisien dengan kerugian yang sangat rendah. Generasi pertama Tesla Powerwall adalah baterai 400V pertama yang tersedia dan dimated ke inverter populer SolarEdge Storedge.
Kisaran baterai baru LG Chem RESUH sekarang salah satu yang paling populer LV 400V sistem baterai yang tersedia yang kompatibel dengan banyak Inverter hibrida termasuk SolarEdge Storedge, SMA Sunny Boy penyimpanan dan SOLAX X-Hybrid gen 3.
Diagram tata letak dasar dari Solar Inverter hibrida dengan sistem baterai DC
Keuntungan
Ekonomis dan mudah dipasang
Opsi baterai yang ringkas dan modular
Ukuran kabel yang lebih kecil dan kerugian rendah menggunakan tegangan tinggi (sistem baterai 400V)
Dapat dipasang ke ' beberapa ' instalasi surya yang ada.
Pengisian baterai efisiensi tinggi-approx 95%
Meningkatnya jumlah Inverter hibrida menjadi tersedia
Kerugian
Beberapa sistem tidak dapat berfungsi sebagai catu daya cadangan
Banyak sistem dengan back-up memiliki delay 3-5 detik selama pemadaman
Umumnya tidak cocok untuk instalasi off-grid karena Inverter hibrida yang tidak dapat di-transcoding dengan peringkat lonjakan rendah dan tidak ada kontrol generator.
