In einer Zeit, in der Solarenergie den Energieverbrauch revolutioniert, sind Solarbatterien für Hausbesitzer von entscheidender Bedeutung, um Stromeinsparungen und unterbrechungsfreie Stromversorgung. Da immer mehr Menschen Batterien in ihre Solaranlagen , die Die Wahl zwischen AC-Kopplung und DC-Kopplung wird für die Maximierung der Vorteile der Solarenergie von entscheidender Bedeutung. Energie.
In diesem Artikel werden wir uns mit den Feinheiten der DC- und AC-Kopplung, ihren Vor- und Nachteilen befassen und So bestimmen Sie die beste Option für Ihre Solaranlage.
Was ist DC-Kopplung
DC-Kopplung bezeichnet eine Methode, bei der der Strom aus Solarmodulen direkt in der Batterie gespeichert wird. über eine DC-Ladestation Controller/ein Energiespeicher-Wechselrichter . Der DC Der von den Solarmodulen erzeugte Strom lädt die Batterien auf und Ein Wechselrichter wandelt dann den gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom für den Hausgebrauch um.
Typische Beispiele für DC-gekoppelte Solarsysteme
Bei neu gebauten Solarstromspeichersystemen für Privathaushalte wird in der Regel ein klassischer DC-gekoppelter Aufbau verwendet. bestehend aus einer Solarenergie Speicherwechselrichter und Batterien. Dieses integrierte Systemdesign maximiert den Wert der Vorabinvestition über seine Lebensdauer. Dank bidirektionalem Energiemanagement in einer einzigen Einheit genießen Benutzer eine höhere Seelenfrieden ohne die Notwendigkeit späterer Nachrüstungen.
Eine netzunabhängige Solaranlage Das System , das häufig in Wohnmobilen und kleinen Häusern verwendet wird, arbeitet unabhängig vom Stromnetz. Es umfasst eine Solarladeregler und entweder ein Batteriewechselrichter oder eine Kombination aus Wechselrichter und Ladegerät. Die Gleichstromkopplung sorgt dafür, Effizientes Energiemanagement durch Versorgung kritischer Lasten direkt aus Batterien in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung Produktion oder die Bereitstellung von Notstrom bei Netzunterbrechungen.
Für Benutzer mit einer vorhandenen netzgekoppelten Solaranlage System ist eine Nachrüstung zu einem DC-gekoppelten System möglich. Durch Hinzufügen eines Solar Laderegler und Batterie verbessert sich das Energiemanagement deutlich. Dieser Aufbau erfordert zwei separate Solar Arrays: eines zum Laden der Batterien und eines zur Netzeinspeisung. Zusätzlich ist ein zusätzlicher intelligenter Zähler notwendig Überwachen und verwalten Sie die Energieverteilung zwischen Batterie, PV und Netz.
Vorteile der DC-Kopplung
Reduzierter Energieverlust
In einem DC-gekoppelten System fließt der vom Solarmodul erzeugte Gleichstrom (DC) zu einem Solarladeregler oder einem Hybrid-Wechselrichter, der die Batterie direkt auflädt. Dieser Prozess macht die Umwandlung des Solarstroms überflüssig von Gleichstrom in Wechselstrom (AC) und wieder zurück in Gleichstrom, bevor der Strom in der Batterie gespeichert wird. Dadurch wird der Energieverlust verringert.
Bezahlbarkeit
Für neue Solarenergiespeichersysteme sind DC-gekoppelte Systeme kostengünstiger. Neben höheren Energie Die Kombination von Batterie und Panels unter demselben Wechselrichter senkt die Hardwarekosten und macht diese Systeme erschwinglicher.
Mehr Leistung
Ein DC-gekoppeltes System ermöglicht die Hinzufügung zusätzlicher Solaranlagen, um mehr Strom zu erzeugen, der dann umgeleitet, um eine Backup-Batterie, ein EV-Ladegerät oder ein Wasserheizsystem zu laden. Im Gegensatz dazu sind AC-gekoppelte Systeme Aufgrund der PV-Eingangsleistungskapazität des ursprünglichen Wechselrichters ist die Größe des Solarpanelsystems begrenzt.
Nachteile der DC-gekoppelten
Eingeschränkte Flexibilität
In einer DC-gekoppelten Konfiguration sind Controller, Batterie und Wechselrichter in Reihe geschaltet, was die Flexibilität einschränkt. Für neue Bei netzunabhängigen Photovoltaiksystemen ist es wichtig, die Solarmodule, Batterien und Wechselrichter entsprechend den Strombedarf und Stromverbrauch des Benutzers. In nachgerüsteten DC-gekoppelten Systemen müssen die Batterien in der Nähe des Wechselrichters, was die Installationsmöglichkeiten einschränken kann.
Was ist AC-Kopplung
Das AC-gekoppelte System umfasst sowohl ein Photovoltaiksystem (PV) als auch ein Batteriesystem. Das PV-System besteht aus einem PV-Array und einem netzgekoppelten Wechselrichter . Der von den PV-Modulen erzeugte Gleichstrom wird umgewandelt in Wechselstrom Strom wird vom Wechselrichter erzeugt, der dann direkt zum Betrieb von Verbrauchern verwendet oder ins Netz eingespeist werden kann. Die Batterie Das System besteht aus einem Batteriepack und einem Energiespeicher-Wechselrichter, der die Batterie mit der Stromquelle auflädt vom netzgekoppelten Wechselrichter oder vom Netz .
Typisches Beispiel eines AC-gekoppelten Systems
Nachrüstung für bestehende PV-Systeme : Für netzgekoppelte Systeme, die zusätzlichen Batteriespeicher benötigen Kapazität, AC-Kopplung ist häufig verwendet. Die Batterie kann einfach an die AC-Ausgangsseite angeschlossen werden, genau wie das Netz.
Netzdienstleistungen : Durch Wechselstromkopplung können Solar- und Batterieanlagen unabhängig voneinander betrieben und dimensioniert werden separat. Diese erleichtert die Anpassung des Systems an Netzanwendungen, wie etwa die Frequenzregulierung.
Kommerzielle Nachrüstungen : Um eine umfangreiche Neuverdrahtung alter elektrischer Systeme zu vermeiden, mit großen Bei Bedarf an Energiespeicherung wird bei der Ergänzung von Solar- und Speichersystemen häufig eine AC-Kopplung gewählt.
Vorteile der AC-gekoppelten
Vereinfachte Installation
In einem AC-gekoppelten System sind der netzgekoppelte Wechselrichter, die Batterie und der bidirektionale Konverter parallel geschaltet. Um ein Speichersystem in eine bestehende Photovoltaikanlage einzubauen, müssen lediglich die Batterie und die bidirektionale Konverter, ohne die ursprüngliche PV-Anlage zu beeinträchtigen.
Flexibilität
Installateure können Wechselrichter und Batterien frei platzieren, was anpassbare Konfigurationen ermöglicht. Beim Hinzufügen eines Speichersystems zu In eine bestehende PV-Anlage kann es ohne zusätzliche Systemdesignanpassungen direkt integriert werden. Der Speicher Die Anlagenauslegung ist unabhängig von der PV-Anlage und kann individuell an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden.
Nachteile der AC-gekoppelten
Kompromiss bei der Effizienz
In AC-gekoppelten Systemen wird der Strom aus den Solarmodulen zunächst durch den netzgekoppelten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt. dann über den Controller/Energiespeicher-Wechselrichter in der Batterie gespeichert. Schließlich versorgt es die Verbraucher nach einem weiteren DC zur Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom, was zu drei Umwandlungen zwischen Gleich- und Wechselstrom führt, was zu Effizienzverlusten führt.
Unterbrechung der Stromerzeugung
Wenn es zu einem Stromausfall kommt und zu viel Energie aus der Batteriebank entnommen wird, schaltet sich der netzgekoppelte Wechselrichter ab. wodurch die Solarmodule keine Energie mehr erzeugen. Der Systembesitzer muss möglicherweise warten, bis die Netzstromversorgung wiederhergestellt ist bevor das System wieder online gehen und die Batterie aufladen kann.
DC-Kopplung vs. AC-Kopplung: Was ist für Ihr Solarsystem am besten?
Wann ist eine DC-Kopplung sinnvoll?
Verbrauchen Sie nachts mehr Strom als tagsüber, ist für Sie die Gleichstromkopplung besser geeignet. Tagsüber Der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom (DC) wird über einen Controller direkt in den Batterien gespeichert. erreicht über 95% Effizienz. Im Gegensatz dazu beinhaltet die AC-Kopplung die Umwandlung des Gleichstroms von den Solarmodulen in Wechselstrom (AC) mit einem Wechselrichter, dann zurück in Gleichstrom durch einen bidirektionalen Wechselrichter, bevor es gespeichert wird in die Batterien. Dieser Prozess reduziert die Effizienz auf etwa 90 % oder weniger.
Für neue Solaranlagen sind DC-gekoppelte Systeme die bevorzugte Wahl. Sie sind kostengünstig im Hinblick auf sowohl Ausrüstung als auch Installation im Vergleich zu AC-gekoppelten Systemen. Ein AC-gekoppeltes System umfasst einen netzgekoppelten Wechselrichter, einen bidirektionaler Wechselrichter und ein Verteilerfeld, die in der Herstellung und Installation teurer sind als die Controller oder Energiespeicher-Wechselrichter in einem DC-gekoppelten System. Der Controller und der Transferschalter sind bedeutend billiger als der netzgekoppelte Wechselrichter und Verteilerkasten.
Wann ist eine AC-Kopplung sinnvoll?
Wenn Sie tagsüber mehr Strom verbrauchen, ist ein AC-gekoppeltes System besser geeignet. Der Strom der Solarmodule wird Die Energie wird direkt vom Wechselrichter zur Versorgung der Last umgewandelt, wodurch ein Wirkungsgrad von über 96 % erreicht wird.
Für bestehende netzgekoppelte Solaranlagen empfehlen wir die AC-Kopplung. Dazu müssen lediglich Batterien und ein bidirektionaler Wechselrichter zum System, ohne Auswirkungen auf die ursprüngliche Solaranlage. Das Hinzufügen eines DC-gekoppelten Systems würde teurer sein, da die gesamte Solaranlage neu gestaltet werden müsste.
Notiz:
Beachten Sie die örtlichen gesetzlichen Beschränkungen hinsichtlich der Größe der Wechselrichter, die Verbinden Sie sich mit dem Netz. In einigen Gebieten gibt es eine Begrenzung der Wechselrichterkapazität pro Phase und der Gesamtwechselrichterkapazität enthält einen Batteriewechselrichter. In diesem Fall sollten Sie den vorhandenen Wechselrichter durch einen richtig großer Hybrid-Energiespeicher-Wechselrichter.
Wählen Sie basierend auf Ihren spezifischen Anforderungen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein DC-gekoppeltes System geringere Anschaffungskosten, eine höhere Effizienz, und ist einfacher zu verwalten, während ein AC-gekoppeltes System geringere Nachrüstkosten verursacht und weniger Auswirkungen auf bestehende Systeme hat.
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