Med dagens energiomstilling i bakteppet er solcellebaserte energilagringssystemer i ferd med å bli en viktig del av bærekraftig energiutvikling på grunn av sine unike fordeler. Koblingen mellom solenergi og lagring fungerer som det sentrale leddet for å oppnå effektiv energiutnyttelse.

I dag vil Sailsolar hjelpe deg med å utforske et viktig konsept mellom to koblingsarkitekturer i solenergisystemer: DC-kobling og AC-kobling i sollagringssystemer.Nøkkelen til å forstå disse to arkitekturene ligger i å identifisere hvor energien fra solceller og lagringsbatteriet konvergerer.

DC-kobling: Kretsen til PV og akkumulatoren konvergerer på likestrømssiden.

AC-kobling: Kretsen til PV og akkumulator vil konvergere på vekselstrømsiden.

1. DC-koblingsarkitektur

I DC-koblet arkitektur stabiliseres likestrøm fra PV-panelet av DC-DC-omformeren i en hybridinverter (solcellelagringsinverter) og mates direkte inn i batteriet.

Når det er behov for strøm, kan den hentes fra enten PV-panelet eller batteriet. I begge tilfeller konverteres likestrømmen til vekselstrøm av DC-AC-modulen i en hybridomformer før den tilføres lastene.

Nøkkelpunkt: Energien forblir utelukkende i likestrømsform når batteriet lades fra PV-panelet, noe som unngår tapsrelatert DC-AC-DC-konvertering.

2. AC-koblingsarkitektur

I AC-koblet arkitektur opererer PV- og energilagringssystemene relativt uavhengig. Likestrømsstrømmen som genereres av PV-panelet konverteres først til vekselstrøm via en PV-omformer, som deretter forsyner strømnettet eller lokale belastninger direkte.

Hvis vekselstrøm som er omdannet av en solcelleomformer må lagres, må den behandles av et PCS (Power Conversion System), som konverterer den tilbake til likestrøm for å lade batteriet. Ved utlading konverterer PCS-en igjen batteriets likestrøm til vekselstrøm for bruk av lastene.

Nøkkelpunkt: Lading av batteriet fra PV-panelet krever en DC → AC → DC-konverteringsprosess, og strømmen til lastene legger til en ytterligere DC → AC-konvertering.

3. Sammenligning for begge arkitekturene

(1) Energiflytbane og konverteringstrinn

DC-kobling: Likestrøm generert av PV-modulene kan lade batteriet direkte (DC-DC) uten å gjennomgå DC-AC-DC-konvertering, noe som resulterer i lavere energitap.

AC-kobling: Lagring av PV-strøm krever en totrinnskonvertering (DC-AC-DC). Når strømmen til slutt brukes, gjennomgår den totalt tre konverteringstrinn, noe som fører til relativt høyere energitap.

(2) Systemutstyr og kostnader

DC-kobling: Benytter en integrert hybridinverter (eller solcellelagringsinverter), som kombinerer PV MPPT, toveis konvertering og batteristyring. Dette reduserer antallet nødvendige komponenter og sammenkoblingskabler, noe som senker den opprinnelige investeringen. Færre komponenter betyr også reduserte installasjons- og vedlikeholdskostnader.

AC-kobling: Krever separate solcelleomformere og en batteriomformer (PCS), sammen med et tilhørende AC-fordelingsskap. Det større antallet komponenter øker kabelkostnadene og krever mer installasjonsplass.

(3) DC-til-AC-forhold (inverterbelastningsforhold)

Forutsatt en fabrikktransformatorkapasitet på 2,5 MVA, er den totale omformerens ytelse vanligvis begrenset til 80 % av denne kapasiteten (ca. 2 MW) for sikker drift.

DC-kobling: Kan støtte en 4 MWp PV-rekke. Hvis PV-rekken genererer 4 MW strøm, kan 2 MW flyte direkte til batteriet for lading via DC-bussen (en DC-DC-prosess).

De resterende 2 MW konverteres av PCS-en i hybridomformeren og sendes ut som 2 MW vekselstrøm. Den lagrede grønne energien kan sendes ut i kveldsrushet, noe som maksimerer utnyttelsen av solenergi for å møte bedriftenes høyere etterspørsel etter fornybar energi.

AC-kobling: PV-generering er primært begrenset av PV-omformerens kapasitet. Med et DC-til-AC-forhold på 1,3 kan et PV-panel på 2,6 MWp installeres. Hvis det genererer 2,3 MW DC, vil 2 MW AC PV-omformeren begrense effekten, noe som fører til at systemet begrenser PV-genereringen og resulterer i bortkastet solenergi.

(4) Systemkompatibilitet og skalerbarhet

DC-kobling: Har høy integrasjon mellom PV- og lagringssystemene. Den har imidlertid dårlig kompatibilitet for ettermontering av eksisterende PV-systemer, og krever ofte utskifting av den originale omformeren. Systemutvidelse er også begrenset av hybridomformerens maksimale inngangs-/utgangseffekt og batteriportspesifikasjoner.

AC-kobling: Tilbyr enkel ettermontering for eksisterende PV-systemer, ettersom lagring kan legges til ved å parallellkoble en batteriomformer og batterier på AC-siden. Det muliggjør fleksibelt valg av utstyr fra forskjellige merker og gir sterkere skalerbarhet.

4. Hvordan velge en AC&DC-koblingsløsning

(1) DC-kobling: Scenarier som konstruksjon av nye solcellelagringssystemer, jakten på høyere konverteringseffektivitet og DC-til-AC-forhold, og der installasjonsplassen er noe begrenset.

(2) AC-kobling: Scenarier som å legge til energilagring i eksisterende PV-systemer, som krever kompatibilitet med utstyr fra flere merker, og hybridintegrasjon av flere energikilder.

Hver metode har sine avveininger, og det finnes ikke ett optimalt valg for alle scenarier. Det praktiske valget må baseres på en omfattende evaluering av prosjektets spesifikke forhold og krav. Etter hvert som begge teknologiene fortsetter å utvikle seg, lover de å levere et stadig bredere utvalg av løsninger, som gir brukerne mulighet til å ta det optimale valget for sin unike energifremtid.