ประเภทระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ -- AC VS DC คู่ -- ความรู้ -- พลังงาน DS ใหม่

แหล่งที่มา: คลีนเนอร์รีวิว

การมีเพศสัมพันธ์ AC หรือ DC คืออะไร

การมีเพศสัมพันธ์ AC หรือ DC หมายถึงวิธีการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์หรือเชื่อมโยงกับระบบการจัดเก็บพลังงานหรือแบตเตอรี่

ชนิดของการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างอาร์เรย์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่สามารถเป็นได้ทั้งกระแสสลับ (AC) หรือกระแสตรง (DC) AC คือเมื่อกระแสกระแสอย่างรวดเร็วไปข้างหน้าและย้อนกลับ (นี่คือสิ่งที่ตารางไฟฟ้าใช้ในการทํางาน) และ DC เป็นที่กระแสกระแสในทิศทางเดียว วงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ใช้ DC, ในขณะที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ผลิต DC, และแบตเตอรี่เก็บพลังงาน DC. อย่างไรก็ตามเครื่องใช้ไฟฟ้าส่วนใหญ่ทํางานบน AC นี่คือเหตุผลที่บ้านและธุรกิจทั้งหมดมีวงจร AC DC สามารถแปลงเป็น AC โดยใช้อินเวอร์เตอร์ แต่ตามที่อธิบายไว้ด้านล่างพลังงานบางส่วนจะหายไปเสมอในการแปลง

วิวัฒนาการแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์

ระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์แบบง่าย DC ที่ถูกนํามาใช้ครั้งเดียวสําหรับระบบไฟฟ้าระยะไกลและบ้านนอกกริด แต่กว่าทศวรรษที่ผ่านมาเทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ขั้นสูงอย่างรวดเร็วและนําไปสู่การพัฒนาของการกําหนดค่าการจัดเก็บพลังงาน AC ควบคู่ใหม่ อย่างไรก็ตาม, ระบบคู่ DC อยู่ห่างไกลจากความตาย, ในความเป็นจริงการชาร์จระบบแบตเตอรี่ที่ใช้ตัวควบคุมการประจุไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์หรืออินเวอร์เตอร์ไฮบริดพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีอยู่.

กว่าเทคโนโลยีแบตเตอรี่ล่าสุดได้ดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญกับหลายชนิดแบตเตอรี่ลิเธียมใหม่ที่เกิดขึ้นใหม่เป็นผู้ผลิตสํารวจวิธีต่างๆเพื่อเพิ่มหรือแบตเตอรี่คู่ใหม่หรือที่มีอยู่แสงอาทิตย์ระบบ. เดิม Tesla Powerwall เป็นครั้งแรก 'แรงดันสูง' ระบบแบตเตอรี่ DC แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้า (200-500V) สูงขึ้นจึงเป็นที่นิยมมากขึ้นและใช้กับอินเวอร์เตอร์ไฮบริดเฉพาะทาง เมื่อเร็ว ๆ นี้แบตเตอรี่ AC ได้รับการพัฒนาโดยผู้ผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนําจํานวนมากรวมทั้งเทสลา, Sonnen และ Enphase

ด้วยความหลากหลายที่ซับซ้อนของระบบจัดเก็บข้อมูลแบตเตอรี่ตอนนี้ใช้ได้ที่นี่เราอธิบายข้อดีและข้อเสียของแต่ละประเภท

ระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ 4 ชนิดหลัก

ระบบคู่ DC

ระบบคู่ AC

ระบบแบตเตอรี่ AC

ระบบอินเวอร์เตอร์ไฮบริด

หมายเหตุ: เฉพาะระบบ DC หรือ AC คู่ที่ใช้โดยทั่วไปสําหรับการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริด เราอธิบายเหตุผลด้านล่าง, เช่นเดียวกับการเปรียบเทียบของ AC VS DC คู่พลังงานแสงอาทิตย์สําหรับระบบไฟฟ้านอกกริด.

สําคัญ: นี้เป็นคู่มือเท่านั้น! สําหรับข้อมูลทางเทคนิคน้อยโปรดดูคู่มือพื้นฐานในการเลือกบ้านกริดผูกหรือปิดกริดระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่จะต้องติดตั้งโดยมืออาชีพไฟฟ้า / พลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับอนุญาต ระบบเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ / พลังงานสร้างและเก็บจํานวนมากของพลังงานที่สามารถส่งผลให้เกิดความเสียหายหรือได้รับบาดเจ็บสาหัสถ้าการติดตั้งไม่เป็นไปตามกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องทั้งหมด, มาตรฐานและแนวทางอุตสาหกรรม.

1.dcคู่ระบบ

ระบบ DC คู่ถูกนํามาใช้มานานหลายทศวรรษในการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริดและกําลังการผลิตขนาดเล็กระบบไฟฟ้ายานยนต์ / เรือ ระบบคู่ DC ที่ใช้บ่อยที่สุดใช้ตัวควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์ (หรือที่เรียกว่าตัวควบคุมแสงอาทิตย์) เพื่อชาร์จแบตเตอรี่โดยตรงจากแสงอาทิตย์, รวมทั้งอินเวอร์เตอร์แบตเตอรี่เพื่อจ่ายไฟ AC ไปยังเครื่องใช้ในครัวเรือน.

Basic layout diagram of a DC coupled (off-grid) solar battery system

แผนภาพเค้าโครงพื้นฐานของระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คู่ DC (นอกกริด)

สําหรับระบบขนาดเล็กเช่นที่ใช้ในคาราวาน / เรือหรือกระท่อม, PWM ประเภทง่ายควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์เป็นวิธีที่ต้นทุนต่ํามากในการเชื่อมต่อ 1 หรือ 2 แผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ 12 โวลต์ ตัวควบคุม PWM (ความกว้างของพัลส์) มาในขนาดที่แตกต่างกันและค่าใช้จ่ายเป็นน้อย $ 25 สําหรับรุ่น 10A ขนาดเล็ก

สําหรับระบบขนาดใหญ่ MPPT ควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพมากขึ้นถึง 30% และมีให้บริการในช่วงที่มีขนาดถึง 100A ซึ่งแตกต่างจากตัวควบคุม PWM ง่ายระบบ MPPT สามารถทํางานได้ที่แรงดันไฟฟ้าสตริงที่สูงกว่ามากโดยทั่วไปจะมีถึง 150 โวลต์ DC อย่างไรก็ตามนี้ยังคงค่อนข้างต่ําเมื่อเทียบกับตารางผูกอินเวอร์เตอร์สตริงพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งทํางาน 300-600V

แรงดันไฟฟ้าสูงmpptควบคุมการประจุพลังงานแสงอาทิตย์

มีประสิทธิภาพมากขึ้น, แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่; จากวิคตรอน เอ็นเนอร์ยี่ และ 300V จาก AERL ในออสเตรเลีย นอกจากนี้ยังมีหน่วย 600V ที่สูงขึ้นจากชไนเดอร์ไฟฟ้าและมอร์นสตาร์ เหล่านี้มีราคาแพงมากขึ้นและไม่ได้มีปัจจัยการผลิตหลาย MPPT เช่นอินเวอร์เตอร์หลายสตริงแสงอาทิตย์ที่ใช้ในระบบคู่ AC อย่างไรก็ตามตัวควบคุมการชาร์จ MPPT ยังคงเป็นวิธีที่ค่อนข้างถูกและปลอดภัยมากของการตรวจสอบแบตเตอรี่จะถูกเรียกเก็บเงินแม้ในกรณีที่ปิดระบบอินเวอร์เตอร์ AC -- นี้เป็นสิ่งสําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่ห่างไกล

ประโยชน์

ประสิทธิภาพสูงมาก - ถึง 99% ประสิทธิภาพการชาร์จแบตเตอรี่ (ใช้ MPPT)

การติดตั้งต้นทุนต่ํามากสําหรับระบบปิดกริดขนาดเล็กได้ถึง 5kW

เหมาะสําหรับระบบอัตโนมัติขนาดเล็กหรือระบบทางทะเลที่ต้องการเพียง 1 - 2 แผงเซลล์แสงอาทิตย์

โมดูลาร์ - แผงและตัวควบคุมเพิ่มเติมสามารถเพิ่มได้อย่างง่ายดายถ้าจําเป็น

มีประสิทธิภาพมากสําหรับการเปิดเครื่อง DC และโหลด

หากผู้ให้บริการไฟฟ้า จํากัด หรือ จํากัด ความจุของตารางผูกแสงอาทิตย์ได้รับอนุญาต (เช่นสูงสุด 5kW), เพิ่มเติมแสงอาทิตย์อาจถูกเพิ่มโดย DC การมีเพศสัมพันธ์ระบบแบตเตอรี่

ข้อเสีย

ซับซ้อนมากขึ้นในการติดตั้งระบบดังกล่าวข้างต้น5kwบ่อยสตริงหลายจะต้องควบคู่ไปกับการควบรวมสาย

สามารถกลายเป็นราคาแพงสําหรับระบบดังกล่าวข้างต้น5kwเป็นแรงดันไฟฟ้าสูงหลายควบคุมค่าใช้จ่ายพลังงานแสงอาทิตย์จะต้องของ

ประสิทธิภาพต่ําลงเล็กน้อยหากเปิดเครื่องโหลด AC ขนาดใหญ่ในระหว่างวันเนื่องจากการแปลงจาก DC(PV) เป็น DC (batt) เป็น AC

ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์จํานวนมากไม่สามารถทํางานร่วมกับระบบแบตเตอรี่ลิเธียม 'จัดการ' เช่น LG Chem RESU หรือ BYD B-Box

2.acคู่ระบบ

ระบบ AC ควบคู่ใช้อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์สตริงคู่กับอินเวอร์เตอร์หลายโหมดขั้นสูงหรืออินเวอร์เตอร์ / เครื่องชาร์จในการจัดการแบตเตอรี่และตาราง / เครื่องกําเนิดไฟฟ้า แม้ว่าค่อนข้างง่ายในการติดตั้งและมีประสิทธิภาพมาก, พวกเขาจะมีประสิทธิภาพน้อยเล็กน้อย (90-94%) เมื่อชาร์จแบตเตอรี่เมื่อเทียบกับระบบคู่ DC (98%) อย่างไรก็ตาม, ระบบเหล่านี้มีประสิทธิภาพมากที่ขับเคลื่อนโหลด AC สูงในระหว่างวันและบางส่วนสามารถขยายด้วยอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์หลายรูปแบบไมโครกริด.

Basic layout diagram of an AC coupled solar battery system - Grid-tie (hybrid) setup

แผนภาพเค้าโครงพื้นฐานของระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ AC คู่ - การตั้งค่า Grid ผูก (ไฮบริด)

บ้านที่ทันสมัยที่สุดนอกตารางใช้ระบบ AC คู่เนื่องจากอินเวอร์เตอร์ / เครื่องชาร์จหลายโหมดขั้นสูงการควบคุมเครื่องกําเนิดไฟฟ้าและคุณสมบัติการจัดการพลังงาน นอกจากนี้ตั้งแต่สตริงอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ทํางานด้วยแรงดันไฟฟ้า DC สูง (600V หรือสูงกว่า), อาร์เรย์พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่สามารถติดตั้งได้อย่างง่ายดาย การมีเพศสัมพันธ์ AC ยังเหมาะกับระบบเชิงพาณิชย์ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ 3 เฟส

ประโยชน์

ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นเมื่อใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในระหว่างวันเช่นเครื่องปรับอากาศปั๊มสระว่ายน้ําและระบบน้ําร้อน (ถึง 96%)

โดยทั่วไปค่าใช้จ่ายการติดตั้งที่ต่ํากว่าสําหรับระบบขนาดใหญ่สูงกว่า 5kW

สามารถใช้หลายสตริงอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ในหลายสถานที่ (AC คู่ไมโครกริด)

ส่วนใหญ่สตริงอินเวอร์เตอร์แสงอาทิตย์ดังกล่าวข้างต้น3kwมีmpptคู่ปัจจัย, ดังนั้นสายของแผงสามารถติดตั้งในทิศทางที่แตกต่างกันและมุมเอียงของ

ระบบคู่ AC ขั้นสูงสามารถใช้การรวมกันของการมีเพศสัมพันธ์ AC และ DC (หมายเหตุ: เป็นไปไม่ได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมบางอย่าง)

ข้อเสีย

ประสิทธิภาพต่ําเมื่อชาร์จระบบแบตเตอรี่ - ประมาณ 92%

อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีคุณภาพอาจมีราคาแพงสําหรับระบบขนาดเล็ก

ประสิทธิภาพที่ลดลงเมื่อเปิดเครื่องโหลด DC โดยตรงในระหว่างวัน

3.แบตเตอรี่ac

แบตเตอรี่ AC เป็นวิวัฒนาการใหม่ในการจัดเก็บแบตเตอรี่สําหรับบ้านเชื่อมต่อตารางที่ช่วยให้แบตเตอรี่ที่จะคู่ได้อย่างง่ายดาย AC ใหม่หรือที่มีอยู่ติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณ แบตเตอรี่ AC ประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียม, ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และอินเวอร์เตอร์ / ชาร์จทั้งหมดในหน่วยที่มีขนาดกะทัดรัด

ระบบเหล่านี้รวมแบตเตอรี่ DC กับแบตเตอรี่ AC อินเวอร์เตอร์ แต่ถูกออกแบบมาเฉพาะสําหรับระบบเชื่อมต่อตารางเป็นอินเวอร์เตอร์ (transformerless) มักจะไม่มีประสิทธิภาพพอที่จะทํางานบ้านส่วนใหญ่สมบูรณ์ปิดตาราง แบตเตอรี่ AC ที่รู้จักกันดีที่สุดคือ Tesla Powerwall 2 พร้อมกับ SonnenBatterie ซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในยุโรปและออสเตรเลีย บริษัทอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กชั้นนํา Enphase พลังงานยังผู้ผลิตระบบแบตเตอรี่ AC ขนาดกะทัดรัดมากสําหรับการใช้งานที่บ้าน ระบบเหล่านี้โดยทั่วไปง่ายต่อการติดตั้ง, modular และเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ประหยัดที่สุดสําหรับการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์สําหรับการใช้งานในภายหลัง.

แผนภาพเค้าโครงพื้นฐานของแบตเตอรี่ AC ควบคู่ไปกับระบบสุริยะ AC - Grid-tie (ไม่มีการสํารองข้อมูลที่แสดง)

อินเวอร์เตอร์ AC แบตเตอรี่คู่

แนวโน้มล่าสุดคือการใช้'retrofit'AC couplingอินเวอร์เตอร์เพื่อสร้างระบบแบตเตอรี่AC ระบบเหล่านี้ใช้เฉพาะ AC คู่แบตเตอรี่อินเวอร์เตอร์เช่น SMA เก็บแดดเด็กพร้อมกับแบตเตอรี่ DC ทั่วไปเช่น LG เคมี RESU นิยม

ประโยชน์

ติดตั้งง่าย - สามารถเพิ่มบ้านด้วยการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีอยู่

วิธีประหยัดเพื่อเพิ่มการจัดเก็บพลังงาน

โดยทั่วไปง่ายในการติดตั้ง

ระบบโมดูลาร์เพื่อให้การขยายตัว

ข้อเสีย

ประสิทธิภาพต่ําเนื่องจากการแปลง (DC - AC - DC) - ประมาณ 90%

แบตเตอรี่ AC บางก้อนไม่สามารถทํางานเป็นแหล่งจ่ายไฟสํารอง (Enphase)

ไม่ได้ออกแบบสําหรับการติดตั้งนอกตาราง

4.ไฮบริดอินเวอร์เตอร์ระบบ

ระบบไฮบริดสามารถอธิบายเป็นตารางที่เชื่อมต่อ DC ระบบแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คู่ พวกเขามาในการกําหนดค่าที่แตกต่างกันมากและมักจะใช้ไฮบริดหรืออินเวอร์เตอร์หลายโหมด อินเวอร์เตอร์ไฮบริดที่ทันสมัยรวมแรงดันสูงควบคุมmppt/sและแบตเตอรี่อินเวอร์เตอร์/ชาร์จภายในหน่วยทั่วไปของ อินเวอร์เตอร์ไฮบริดรุ่นแรกเข้ากันได้กับ 48V ตะกั่วกรดหรือลิเธียมแบตเตอรี่ระบบ แต่ในช่วงปีที่ผ่านมาแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น (400V +) ระบบไฮบริดได้กลายเป็นที่นิยมมากขึ้น

แรงดันไฟฟ้าสูงหรือแรงดันไฟฟ้าต่ํา? แบตเตอรี่รุ่นใหม่ 'แรงดันสูง' ทํางานในช่วงของ 300-500V DC (400V ระบุ) เป็นนอกคอกกับแบบดั้งเดิม 48V ระบบแบตเตอรี่. นี้มีประโยชน์หลายประการ, รวมทั้งประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเป็นอาร์เรย์แสงอาทิตย์มักจะทํางานที่ 300-600V ซึ่งคล้ายกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่.

รุ่นใหม่แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น (400V) และอินเวอร์เตอร์ไฮบริดที่เข้ากันได้ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมระบบปฏิบัติการระหว่าง 200-500V DC มากกว่า 48V แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นสามารถกําหนดค่าได้สองวิธี:

DC ควบคู่ระหว่างอาร์เรย์แสงอาทิตย์และอินเวอร์เตอร์

DC ควบคู่เข้ากับอินเวอร์เตอร์ไฮบริดที่เข้ากันได้ (ดังแสดงด้านล่าง)

เนื่องจากอาร์เรย์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ทํางานที่แรงดันไฟฟ้าสูงประมาณ 300-600V แบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าสูงใช้ตัวแปลง DC-DC ที่มีประสิทธิภาพที่มีการสูญเสียต่ํามาก รุ่นแรก Tesla Powerwall เป็นแบตเตอรี่ 400V แรกที่มีอยู่และได้แต่งงานกับอินเวอร์เตอร์ไฮบริด SolarEdge ยอดนิยม

ใหม่แอลจี chem RESUH แบตเตอรี่ช่วงขณะนี้หนึ่งในความนิยมมากที่สุด LV 400V ระบบแบตเตอรี่ที่มีอยู่เข้ากันได้กับหลายไฮบริดอินเวอร์เตอร์รวมทั้ง SolarEdge เก็บ, SMA เก็บแดดเด็กและ Solax X-Hybrid Gen 3.

Basic layout diagram of a hybrid solar inverter with DC battery system