fa 
AC یا DC Coupled: یک معضل مهندس سایت
یک مدیر تاسیسات در یک سایت معدنی در شمال آفریقا یک آرایه خورشیدی 120 کیلوواتی خرید. ژنراتورهای دیزلی هنوز 15 ساعت در روز کار می کنند و سوال نصاب ساده اما مهم است: آیا باتری باید به سمت DC یا سمت AC سیستم وصل شود؟ پاسخ تعیین می کند که هر روز چه مقدار انرژی به عنوان گرما هدر می رود و اینکه آیا انبساط باتری در آینده نیاز به تعویض کامل اینورتر دارد یا خیر.
با کوپلینگ AC، اینورتر PV گذرگاه AC را تغذیه می کند و یک اینورتر باتری اختصاصی برق را از طریق همان گذرگاه AC به داخل و خارج باتری منتقل می کند. با کوپلینگ DC، آرایه خورشیدی و باتری یک گذرگاه DC مشترک دارند و یک اینورتر هیبریدی هر دو جریان انرژی را مدیریت می کند. این انتخاب معماری بر کارایی یک شبه، لیست تجهیزات، بار حرارتی و مسیر صدور گواهینامه کد شبکه تأثیر می گذارد.
نتیجه گیری اول: برای یک سازه جدید ذخیره‌سازی خورشیدی پلاس که روزانه چرخه می‌کند، کوپلینگ DC انتخاب بهتری است. راندمان 93 تا 96 درصد رفت و برگشت، حدود 4 تا 7 درصد بیشتر از معادل کوپل شده با AC، و الکترونیک قدرت را در یک محفظه نگه می دارد. هنگامی که یک اینورتر PV موجود را که هنوز تحت ضمانت است، یا زمانی که گسترش باتری در آینده یک نیاز شناخته شده است، بهسازی می کنید، کوپلینگ AC انتخاب مناسبی است. اکثر تصمیمات ناموفق ناشی از نادیده گرفتن تعداد سیکل روزانه و سن اینورتر موجود است.
چگونه دو معماری انرژی را حرکت می دهند
کوپلینگ تعیین می‌کند که باتری در کجا قرار می‌گیرد، اما تفاوت عملی در تعداد تبدیل‌های توانی است که برای هر واحد انرژی ذخیره‌شده و آزاد می‌شود.
معماری DC-Coupled
رشته های PV جریان مستقیم را به یک گذرگاه DC با ولتاژ 600-1000 ولت تغذیه می کنند. یک اینورتر هیبریدی دارای چندین پورت ورودی است: یکی برای PV، دیگری برای باتری و یک خروجی AC. انرژی خورشیدی می تواند باتری را بدون خروج از فرم DC شارژ کند. در هنگام تخلیه، باتری DC را به گذرگاه فشار می دهد و اینورتر دقیقا یک بار به AC تبدیل می شود. یک تبدیل در هر مسیر انرژی تلفات رفت و برگشت را به حداقل می رساند.
AC-Coupled Architecture
اینورتر PV متصل به شبکه AC برای بارها و شبکه تولید می کند. یک اینورتر باتری جداگانه جریان متناوب را می گیرد، آن را به DC برمی گرداند تا باتری شارژ شود و سپس در هنگام تخلیه آن را به AC تبدیل می کند. هر جهت انرژی شامل دو مرحله تبدیل توان است. در عمل، این بسته به کیفیت اینورتر و شرایط بار، 4 تا 7 درصد بازده رفت و برگشت هزینه دارد.
تأثیر در سطح سیستم
سیستم های AC-coupled دو اینورتر مجزا دارند که باید از طریق Modbus یا یک پروتکل مشابه ارتباط برقرار کنند. این کار راه اندازی را اضافه می کند و نقاط شکست احتمالی بیشتری ایجاد می کند. سیستم‌های جفت شده با DC تمام لوازم الکترونیکی قدرت را در یک کابینت نگه می‌دارند، خدمات را ساده‌تر می‌کنند و تعداد قطعات را در میدان کاهش می‌دهند. برای استقرار کانتینری در سایت‌های راه دور، اجزای کمتر به معنای تعداد کمتر کامیون برای تعمیر و نگهداری است.
اینورتر هیبریدی سه فاز EPH 4-12KTL برای ذخیره سازی DC-coupled این اینورتر هیبریدی با باتری های LFP ادغام می شود و الکترونیک قدرت را در یک کابینت ساده می کند و نیازهای تعمیر و نگهداری و خدمات صحرایی را برای استقرار کانتینری از راه دور کاهش می دهد. مشاهده محصول → مقایسه کنار هم
مقایسه زیر یک خلاصه کاری است. از آن به عنوان نقطه شروع استفاده کنید، سپس اعداد را با تامین کننده تجهیزات و الزامات کد محلی خود تأیید کنید.
کانتینر ESS باتری برای ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری سیستم ذخیره سازی کانتینری مدولار با حفاظت IP67، مناسب برای حداکثر تراشیدن، قدرت پشتیبان، و گسترش شبکه، ارائه ظرفیت مقیاس پذیر از 1 تا 5.9 مگاوات ساعت در هر واحد. مشاهده محصول → هزینه پنهان: از دست دادن انرژی سالانه
درصد کارایی انتزاعی است. آنها را به اتلاف انرژی سالانه برای یک سیستم 100 کیلوواتی که 5 ساعت در روز دوچرخه سواری می کند، تبدیل کنید، و این تفاوت به عنوان ردیفی در بودجه تبدیل می شود.
10950 کیلووات ساعت در سال
20075 کیلووات ساعت در سال
25550 کیلووات ساعت در سال
با 0.15 دلار در هر کیلووات ساعت، شکاف بین بهترین و بدترین حالت 2190 دلار در سال است. در طول عمر دارایی 20 ساله، که تقریباً به 43800 دلار می رسد، اغلب بیشتر از کل تفاوت هزینه خود تجهیزات است. برای سایت‌های تجاری و صنعتی با کارایی بالا، مزیت کارایی کوپلینگ DC آکادمیک نیست. این یک هزینه عملیاتی مکرر است.
توزیع برنامه های کاربردی صنعت
استقرار ذخیره‌سازی خورشیدی پلاس به طور مساوی در بین بخش‌ها پخش نمی‌شود. هر منطقه برنامه بر اساس مشخصات عملیاتی خود، اولویت واضحی را نشان می دهد.
مسکونی: 30 درصد از نصب
تجاری و صنعتی: 25%
خارج از شبکه و از راه دور: 20٪
مقیاس سودمند: 25%
مسکونی
کوپلینگ AC حدود 60 درصد از بازار مقاوم سازی مسکونی را در اختیار دارد زیرا اکثر خانه ها از قبل یک اینورتر PV متصل به شبکه دارند. ساخت خانه های جدید به طور فزاینده ای با DC جفت می شوند، به خصوص زمانی که خانه دارای باتری پشتیبان نیز باشد.
تجاری و صنعتی
تقریباً حتی تقسیم شد. سایت‌های C&I به دوچرخه‌سواری روزانه سنگین برای حداکثر تراشیدن نیاز دارند، جایی که راندمان DC برنده است. اما آنها اغلب پیکربندی‌های هیبریدی را با ژنراتورهای دیزلی کار می‌کنند، جایی که کوپلینگ AC ادغام با دارایی‌های موجود را ساده‌تر می‌کند.
خارج از شبکه و از راه دور
کوپلینگ DC حدود 70 درصد از این بخش را می گیرد. سایت‌های خارج از شبکه معمولاً از ابتدا و بدون اینورتر شروع می‌شوند و هر وات ساعت زمانی که تحویل سوخت گران است اهمیت دارد. اینورترهای هیبریدی انتخاب استاندارد هستند.
Utility-Scale
نیروگاه های فتوولتاییک کاربردی به سمت ذخیره سازی جفت شده DC متمایل می شوند زیرا باتری مستقیماً از آرایه شارژ می شود و اندازه اتصال AC را کاهش می دهد و عملکرد صادرات اوج را بهبود می بخشد. اینورترهای هیبریدی بزرگ صدها کیلووات را در یک واحد مدیریت می کنند.
کانتینر ESS خورشیدی (نوع ریلی) برای استقرار سریع کانتینر از پیش سیم‌کشی شده با پانل‌های خورشیدی، باتری‌ها و اینورترها، با باز شدن سریع و طراحی فشرده، ایده‌آل برای مکان‌های دور، کشاورزی و نیازهای برق موقت. مشاهده محصول → چارچوب انتخاب پنج مرحله ای
از این فرآیند برای تعیین معماری متناسب با سایت شما استفاده کنید. تصمیم بر این نیست که کدام فناوری در تئوری برتر است. این در مورد این است که کدام یک با دارایی ها، تعداد چرخه ها و برنامه های توسعه شما هماهنگ است.
حسابرسی دارایی های موجود
اینورتر PV فعلی چند ساله است؟ اگر کمتر از 5 سال باشد و همچنان تحت ضمانت باشد، کوپلینگ AC آن سرمایه را حفظ می کند. اگر اینورتر به پایان عمر خود نزدیک می شود، کوپلینگ DC بازسازی تمیزی با کارایی بهتر را به شما می دهد.
مقدار ذخیره سازی را تعریف کنید
آیا باتری برای پشتیبان گیری اضطراری در چند سیکل در سال یا اوج تراشیدن روزانه در 250 سیکل است؟ عملیات چرخه بالا کارایی را حیاتی می کند. پشتیبان گیری با چرخه پایین هزینه سرمایه و سادگی را مهم تر می کند.
محاسبه ضرر و زیان
برای 50 کیلووات ساعت توان روزانه، شکاف راندمان 5٪ حدود 2.5 کیلووات ساعت در روز هزینه دارد. بیش از 300 روز، یعنی 750 کیلووات ساعت. کوپلینگ DC با 0.15 دلار در کیلووات ساعت، 112 تا 157 دلار در سال صرفه جویی می کند. در طول عمر 20 ساله، این به 2250-3150 دلار می رسد.
برنامه ریزی برای توسعه
اگر 3 تا 5 سال بعد یک بسته باتری دوم اضافه کنید، کوپلینگ AC در یک گذرگاه AC مشترک ساده تر است. کوپلینگ DC به یک اینورتر هیبریدی با اندازه ظرفیت باتری نهایی نیاز دارد که می تواند سرمایه اولیه را افزایش دهد.
بررسی الزامات شبکه
قوانین اتصال ابزار را بررسی کنید. برخی از بازارها گواهینامه‌های خاص اینورتر را اجباری می‌کنند و محدودیت‌هایی برای صادرات اعمال می‌کنند. قبل از انجام، تأیید کنید که مدل اینورتر هیبریدی که انتخاب کرده‌اید مطابق با کد شبکه محلی شما فهرست شده است.
برای کاربران صنعتی با چرخه بالا، شکاف راندمان تفاوت قابل اندازه‌گیری با هزینه‌های انرژی سالانه ایجاد می‌کند. این بررسی اجمالی از ظروف ESS باتری و اوج اصلاح صنعتی در میان اعداد دنیای واقعی قدم می زند.
ملاحظات نگهداری و انطباق
پس از راه اندازی سیستم، معماری به شکل دادن به عملیات روزمره ادامه می دهد. اینها موارد عملی هستند که یک سایت بدون مشکل را از سایتی که به تولید بلیط های خدمات ادامه می دهد جدا می کند.
- مدیریت SOC باتری: اینورترهای هیبریدی جفت شده DC داده های باتری سطح رشته را از طریق یک کنترلر نظارت می کنند. سیستم‌های متصل به AC به اینورتر PV و اینورتر باتری برای تبادل داده از طریق یک گذرگاه ارتباطی، اضافه کردن سربار راه‌اندازی و نقاط خرابی احتمالی نیاز دارند.
- مدیریت حرارتی: برق اضافی در سیستم های AC کوپل شده گرما را افزایش می دهد. برای نصب کانتینری، اندازه HVAC باید این تفاوت را در نظر بگیرد. یک کانتینر ESS 100 کیلوواتی AC کوپل شده ممکن است 10 تا 15 درصد ظرفیت خنک کنندگی بیشتری نسبت به یک جعبه DC جفت شده معادل نیاز داشته باشد.
- ایمنی برق: هر دو معماری باید IEC 62477-1 برای تجهیزات تبدیل برق و IEC 62619 برای ایمنی باتری را رعایت کنند. سیستم های جفت شده با DC به خاموش شدن سریع در NEC 690.12 نیاز دارند. سیستم های کوپل شده با AC باید رفتار شکل دهی شبکه را در طول جزیره ای انجام دهند و به منطق اینترلاک بین مبدل ها نیاز دارند.
- مطابقت کد شبکه: اینورترهای باتری جفت شده با AC باید آزمایش‌های اتصال برق را پشت سر بگذارند، معمولاً طبق استاندارد IEEE 1547 یا IEC 61727. اینورترهای هیبریدی جفت شده با DC با الزامات مشابهی روبرو هستند، و از آنجا که واحد واحد PV و باتری را مدیریت می‌کند، فرآیند صدور گواهینامه ممکن است گسترده‌تر باشد.
- بررسی های معمول: اتصالات پیچ را از نظر خوردگی بررسی کنید، سیستم عامل BMS را بررسی کنید، عملکرد قطع اضطراری را آزمایش کنید، و پیوند ارتباطی بین اینورترها را در سیستم های کوپل شده با AC بررسی کنید. این پیوند ارتباطی یک نقطه شکست رایج در این زمینه است.
برای تیم های پروژه که چرخه عمر کامل را ارزیابی می کنند، درک اینکه چگونه ظروف ESS باتری با سیستم های ذخیره سازی سنتی متفاوت است کمک می کند تا روشن شود که چرا کیفیت یکپارچه سازی اغلب بیشتر از برچسب جفت اهمیت دارد.
