Die Effizienzlücke zwischen AC-gekoppeltem und DC-gekoppeltem Speicher ist real, und im unten behandelten Fall beträgt sie etwa 1,5 Prozent der Solarenergie, die durch die Batterie fließt. Die Zahl, die die meisten kommerziellen Projekte entscheidet, ist eine Stromgrenze, nicht eine Effizienzzahl.
Die angegebene Arithmetik und die Menge, zu der sie gehört
Das Standardargument ist, dass die DC-Kopplung seltener konvertiert. Das ist korrekt, und es ist an die falsche Größe gebunden.
Ein Speicherkreislauf konvertiert in beiden Architekturen zweimal: einmal beim Laden, einmal beim Entladen, unabhängig davon, ob der Wandler am AC-Bus oder an einem gemeinsamen DC-Bus sitzt.
Der Unterschied liegt im Überschussweg der Solarenergie. In einem DC-gekoppelten System bewegt sich der Überschuss des Arrays von DC zu DC in die Batterie. In einem AC-gekoppelten System wird derselbe Überschuss vom Wechselrichter des Arrays in AC umgekehrt und vom Wandler der Batterie zurück in DC gleichgerichtet. Zwei Umwandlungen, nicht eine.
Die veröffentlichte maximale Effizienz für integrierte Schränke dieser Klasse beträgt 98,5 Prozent. Eine Umwandlung behält 98,5 Prozent der Energie; zwei behalten 97,0 Prozent, weil 0,985 multipliziert mit 0,985 gleich 0,9702 ist. Die Lücke beträgt etwa 1,5 Prozentpunkte und gilt nur für die Solarenergie, die durch die Batterie geleitet wird, nicht für den Gesamtverbrauch des Standorts.
Beispielrechnung. Ein 300 kWp kommerzielles Array produziert 330 MWh pro Jahr, bei etwa 1.100 kWh pro kWp, mit 40 Prozent der Erzeugung als Überschuss und einer Batterie, die 80 Prozent davon aufnimmt. Die durch die Batterie geleitete Energie beträgt 105,6 MWh pro Jahr. Eine Umwandlung liefert 104,0 MWh davon; zwei liefern 102,5 MWh. Der gesamte Gewinn für die DC-Kopplung beträgt 1,6 MWh pro Jahr. Die veröffentlichten 98,5 Prozent sind ein Maximum bei Nennleistung, sodass sich die Lücke bei Teillast vergrößert.
Wo die beiden Architekturen die Obergrenze setzen
Effizienz ist eine Verlustfrage. Dimensionierung ist eine Grenzfrage.
Bei AC-Kopplung besitzt die Batterie ihren Wandler, sodass ihre Grenze die Bewertung dieses Wandlers ist. Die Grenze bewegt sich nicht, wenn sich das Array ändert, und sie bewegt sich nicht, wenn die Batteriespannung sinkt.
Bei DC-Kopplung teilen sich das Array und die Batterie einen Bus innerhalb eines veröffentlichten Spannungsfensters. Das Teilen macht die veröffentlichte DC-Stromgrenze zu einer Betriebsgrenze für beide, und die verfügbare Leistung sinkt mit der Busspannung.
Die veröffentlichte Spezifikation besagt, dass das Modell BS07-265-ES-X, der integrierte 265 kWh-Schrank in diesem Bereich, mit 125 kW AC bewertet ist, mit einer Nennbatteriespannung von 844,8 V, einem Betriebsfenster von 739,2 bis 950,4 V und einem maximalen Lade- und Entladestrom von 157 A.
Bei 950,4 V sind 157 A 149,2 kW. Bei 739,2 V sind dieselben 157 A 116,1 kW. Der Schrank hat 28,6 Prozent mehr DC-seitige Leistung am oberen Ende seines veröffentlichten Fensters als am unteren, wo er 7,2 Prozent unter seiner eigenen Nennbewertung von 125 kW AC liegt.
Einheiten und Bedingungen: Strom in A und Spannung in V an den DC-Anschlüssen der Batterie; Leistung in kW; 98,5 Prozent sind das veröffentlichte Maximum bei Nennleistung, nicht ein Durchschnitt.
Die zweite Grenze auf der Wechselrichterseite
Die veröffentlichte Spezifikation für das Modell DWH-29.9~60K-HP3EU-S, den dreiphasigen C&I Hybridwechselrichter im selben Bereich, gibt einen Batteriespannungsbereich von 135 bis 850 V und zwei Batteriesteckdosen mit jeweils 100 A, 200 A parallel an.
200 A entsprechen nur bei 350 V oder mehr 70 kW. Bei 135 V bewegt derselbe Anschluss 27 kW. Ein DC-gekoppeltes Design, das diesen Wechselrichter mit einem Niederspannungsbatteriestack kombiniert, verliert keinen Prozentpunkt des Überschuss-Solars; es verliert den Großteil der Nennleistung. Keine der Zahlen sagt, dass die Ausrüstung ungeeignet ist. Sie sagen, dass das Batteriespannungsfenster überprüft werden muss, bevor das Wechselrichtermodell festgelegt wird.
Ruibit vertreibt Dawnice-Ausrüstung, sodass jede hier verwendete Zahl die veröffentlichte Zahl des Herstellers ist und nicht eine Messung, die von der Partei, die sie verkauft, vorgenommen wurde.
Der Vergleich gilt nur an einer Grenze
Zwei Arten von Zahlen werden durchgehend verglichen, und sie leben nicht am selben Ort. Die 157 A und 200 A Grenzen sind DC-seitige Grenzen. Die 125 kW und 70 kW Zahlen sind AC-seitige Bewertungen. Die Rücklauf-Effizienz ist keine von beiden; sie läuft von den Batterieklemmen zurück zu ihnen, und die Systemeffizienz umfasst Kühlung und Hilfslast.
Energie an den Batterieklemmen, an den AC-Anschlüssen des Wandlers und am Punkt der gemeinsamen Kopplung sind drei verschiedene Größen. Ein Vorschlag, der eine mit einer anderen vergleicht, ohne die Grenze zu benennen, hat keinen Vergleich angestellt. Die oben genannten 1,5 Prozentpunkte sind nur ehrlich, weil beide Seiten an derselben Grenze sitzen.
Was dem Anbieter vorgelegt werden sollte
Drei Fragen klären dies, bevor ein Layout gezeichnet wird.
Fragen Sie nach dem vollständigen veröffentlichten Spannungsfenster der Batterie und ihrem maximalen Lade- und Entladestrom, nicht nur nach den kWh und den kW. Ein Anbieter, der nur mit Kapazität und Leistung antwortet, hat die beiden Zahlen zurückgehalten, von denen die Grenze abhängt.
Fragen Sie schriftlich, wie oft der Überschuss-Solarstrom konvertiert, bevor er die Batterie erreicht. Ein Anbieter, der antwortet, dass die DC-Kopplung effizienter ist, ohne die Stufen anzugeben, wiederholt das Argument, anstatt es zu bewerten.
Fragen Sie, welche Partei für einen Fehler am gemeinsamen DC-Bus verantwortlich ist, und bringen Sie die Antwort in die Garantiedokumente, bevor die Bestellung aufgegeben wird. Wenn die Antwort lautet, dass der Integrator sich darum kümmern wird, wurde die Antwort nicht gegeben.
Was bei der Unterschrift nicht mehr verhandelbar ist
Die String-Anordnung des Arrays und die MPPT-Zuordnung sind festgelegt, sobald das Array in einen Hybridwechselrichter umgestrickt wird. Zurück zur ursprünglichen Anordnung bedeutet, dass die DC-Seite neu aufgebaut werden muss.
Die Bewertung des Wandlers der Batterie ist festgelegt, sobald der Schrank bestellt wird. Keine Firmware-Änderung erhöht eine Stromgrenze.
Der Antrag auf Netzanschluss nennt Wandler-Modelle und -Mengen, und das Hinzufügen eines zweiten Wandlers nach Genehmigung kann nicht erneut behandelt werden, ohne den Antrag wieder zu öffnen.
Die Messgrenze im Abnahmetest ist festgelegt, sobald der Kapazitätstest abgenommen wird, und sie kann danach nicht ohne einen zweiten Test auf Kosten des Kunden wieder geöffnet werden.
Die Annahme, die es wert ist, fallen gelassen zu werden, ist, dass die Effizienz die Architektur auswählt. Effizienz bewertet sie; die veröffentlichte Stromgrenze und das Spannungsfenster sind es, die sie wählen.
Häufig gestellte Fragen
1. Welcher Kopplungstyp ist effizienter?
Die DC-Kopplung wandelt seltener auf dem Überschuss-Solarweg um, sodass sie dort weniger Energie verliert: etwa 1,5 Prozentpunkte der Solarenergie, die durch die Batterie geleitet wird, bei einer veröffentlichten maximalen Effizienz von 98,5 Prozent. Dieser Unterschied gilt nur für die solarbetriebene Batterie, nicht für den Standort insgesamt, da die Lade- und Entladevorgänge in beiden Architekturen jeweils einmal umgewandelt werden.
2. Kann ein Hybridwechselrichter in einem AC-gekoppelten System arbeiten?
Ja. Die veröffentlichte Spezifikation für das Modell DWH-29.9~60K-HP3EU-S besagt, dass es AC-Kopplung und bis zu acht Einheiten parallel unterstützt, sodass ein Hybridwechselrichter nicht automatisch eine Entscheidung für DC-Kopplung ist. Der Kopplungstyp wird durch den Anschluss der Batterie bestimmt, nicht durch das Etikett des Wechselrichters.
3. Was begrenzt die Batterieleistung in einem DC-gekoppelten Design?
Das veröffentlichte DC-Stromlimit zusammen mit der Busspannung. Im Schrank BS07-265-ES-X ergeben 157 A 149,2 kW am oberen Ende des veröffentlichten Spannungsfensters, 950,4 V, und 116,1 kW am unteren Ende, 739,2 V, was 7,2 Prozent unter der AC-Nennleistung von 125 kW liegt. Bei niedrigem Ladezustand setzt das Stromlimit, nicht die kW-Nennleistung, die Obergrenze.
4. Was sollte ein Käufer anfordern, bevor die Kopplung festgelegt wird?
Vier Dinge: das vollständige veröffentlichte Spannungsfenster der Batterie, ihren maximalen Lade- und Entladestrom, die Anzahl der Umwandlungen auf dem Überschuss-Solarweg und die Partei, die für einen Fehler im gemeinsamen DC-Bus verantwortlich ist. Kapazitäts- und Leistungswerte allein beantworten nicht die Frage nach der Obergrenze.
5. Was kann nach Vertragsunterzeichnung nicht mehr geändert werden?
Das Layout der Strings der Anlage und die MPPT-Zuordnung, sobald die Anlage neu verkabelt ist, die Bewertung des Batterieumrichters, sobald der Schrank bestellt ist, die Umrichterliste im Antrag auf Netzanschluss und die Messgrenze im Abnahmetest.
