La brecha de eficiencia entre el almacenamiento acoplado en CA y el acoplado en CC es real, y en el caso trabajado a continuación, equivale a aproximadamente el 1.5 por ciento de la energía solar que pasa a través de la batería. La cifra que decide la mayoría de los proyectos comerciales es un límite de corriente, no una cifra de eficiencia.
La aritmética citada y la cantidad a la que pertenece
El argumento estándar es que el acoplamiento en CC convierte con menos frecuencia. Es correcto, y está relacionado con la cantidad equivocada.
Un ciclo de almacenamiento convierte dos veces en cualquiera de las arquitecturas: una vez cargando, una vez descargando, ya sea que el convertidor esté en el bus de CA o en un bus de CC compartido.
La diferencia radica en el excedente solar. En un sistema acoplado en CC, el excedente del arreglo se mueve de CC a CC hacia la batería. En un sistema acoplado en CA, el mismo excedente se invierte a CA por el inversor del arreglo y se rectifica de nuevo a CC por el convertidor de la batería. Dos conversiones, no una.
La eficiencia máxima publicada para gabinetes integrados en esta clase es del 98.5 por ciento. Una conversión mantiene el 98.5 por ciento de la energía; dos mantienen el 97.0 por ciento, porque 0.985 multiplicado por 0.985 es 0.9702. La brecha es de aproximadamente 1.5 puntos porcentuales, y se aplica solo a la energía solar dirigida a través de la batería, no al consumo total del sitio.
Ejemplo trabajado. Un arreglo comercial de 300 kWp produciendo 330 MWh al año, a aproximadamente 1,100 kWh por kWp, con el 40 por ciento de la generación como excedente y una batería que absorbe el 80 por ciento de él. La energía dirigida a través de la batería es de 105.6 MWh al año. Una conversión entrega 104.0 MWh de ella; dos entregan 102.5 MWh. El premio total por el acoplamiento en CC es de 1.6 MWh al año. El 98.5 por ciento publicado es un máximo a potencia nominal, por lo que a carga parcial la brecha se amplía.
Dónde ponen las dos arquitecturas el techo
La eficiencia es una cuestión de pérdidas. El dimensionamiento es una cuestión de límite.
En el acoplamiento en CA, la batería posee su convertidor, por lo que su límite es la calificación de ese convertidor. El límite no se mueve cuando el arreglo cambia, y no se mueve cuando la tensión de la batería cae.
En el acoplamiento en CC, el arreglo y la batería comparten un bus dentro de una ventana de voltaje publicada. Compartirlo hace que el límite de corriente en CC publicado sea un límite operativo en ambos, y la potencia disponible cae con la tensión del bus.
La especificación publicada indica que el modelo BS07-265-ES-X, el gabinete integrado de 265 kWh en este rango, tiene una calificación de 125 kW CA, con un voltaje de batería nominal de 844.8 V, una ventana operativa de 739.2 a 950.4 V, y una corriente máxima de carga y descarga de 157 A.
A 950.4 V, 157 A son 149.2 kW. A 739.2 V, los mismos 157 A son 116.1 kW. El gabinete tiene un 28.6 por ciento más de potencia en el lado de CC en la parte superior de su ventana publicada que en la parte inferior, donde se sitúa un 7.2 por ciento por debajo de su propia calificación de 125 kW CA.
Unidades y condiciones: corriente en A y voltaje en V en los terminales de CC de la batería; potencia en kW; el 98.5 por ciento es el máximo publicado a potencia nominal, no un promedio.
El segundo límite, en el lado del inversor
La especificación publicada para el modelo DWH-29.9~60K-HP3EU-S, el inversor híbrido trifásico C&I en el mismo rango, indica un rango de voltaje de batería de 135 a 850 V y entradas de batería duales calificadas en 100 A cada una, 200 A en paralelo.
200 A equivalen a 70 kW solo a 350 V o más. A 135 V, el mismo puerto mueve 27 kW. Un diseño acoplado en CC que empareja este inversor con un banco de batería de menor voltaje no pierde un punto porcentual de excedente solar; pierde la mayor parte de la placa de características. Ninguna de las cifras dice que el equipo es inadecuado. Dicen que la ventana de voltaje de la batería debe ser verificada antes de fijar el modelo del inversor.
Ruibit distribuye equipos Dawnice, por lo que cada cifra utilizada aquí es el número publicado por el fabricante en lugar de una medición realizada por la parte que lo vende.
La comparación solo se sostiene en un límite
Se comparan dos tipos de números a lo largo del texto, y no viven en el mismo lugar. Los límites de 157 A y 200 A son límites del lado de CC. Las cifras de 125 kW y 70 kW son calificaciones del lado de CA. La eficiencia de ida y vuelta no es ninguna de las dos; va desde los terminales de la batería de regreso a ellos, y la eficiencia del sistema incluye la carga de refrigeración y auxiliar.
La energía en los terminales de la batería, en los terminales de CA del convertidor y en el punto de acoplamiento común son tres cantidades diferentes. Una propuesta que compara una con otra sin nombrar el límite no ha realizado una comparación. Los 1.5 puntos porcentuales anteriores son honestos solo porque ambos lados están en el mismo límite.
Qué poner frente al proveedor
Tres preguntas resuelven esto antes de que se dibuje un diseño.
Pida la ventana de voltaje completa publicada de la batería y su corriente máxima de carga y descarga, no solo los kWh y los kW. Un proveedor que responde solo con capacidad y potencia ha retenido los dos números de los que depende el límite.
Pregunte, por escrito, cuántas veces se convierte el excedente solar antes de llegar a la batería. Un proveedor que responde que el acoplamiento en CC es más eficiente, sin indicar las etapas, está repitiendo el argumento en lugar de valorarlo.
Pregunte qué parte es responsable de una falla en el bus de CC compartido, y obtenga la respuesta en los documentos de garantía antes del pedido. Si la respuesta es que el integrador lo resolverá, no se ha dado respuesta.
Qué deja de ser negociable al firmar
El diseño de la cadena del arreglo y la asignación de MPPT son fijos una vez que el arreglo se vuelve a cablear en un inversor híbrido. Volver a la disposición original significa reconstruir el lado de CC.
La calificación del convertidor de la batería es fija una vez que se ordena el gabinete. Ningún cambio de firmware aumenta un límite de corriente.
La solicitud de conexión a la red nombra modelos y cantidades de convertidores, y agregar un segundo convertidor después de la aprobación no puede revisarse sin reabrir la solicitud.
El límite de medición en la prueba de aceptación es fijo una vez que se firma la prueba de capacidad, y no puede reabrirse después sin una segunda prueba a costa del cliente.
La suposición que vale la pena dejar de lado es que la eficiencia elige la arquitectura. La eficiencia la valora; el límite de corriente publicado y la ventana de voltaje son lo que la elige.
Preguntas Frecuentes
1. ¿Qué tipo de acoplamiento es más eficiente?
El acoplamiento DC convierte menos a menudo en el camino solar excedente, por lo que pierde menos energía allí: alrededor de 1.5 puntos porcentuales de la energía solar dirigida a través de la batería, con una eficiencia máxima publicada del 98.5 por ciento. Esa diferencia se aplica solo a la energía solar dirigida a la batería, no al sitio en su conjunto, porque la carga y descarga se convierten una vez cada una en ambas arquitecturas.
2. ¿Puede un inversor híbrido funcionar en un sistema acoplado en AC?
Sí. La especificación publicada para el modelo DWH-29.9~60K-HP3EU-S indica que admite acoplamiento en AC y hasta ocho unidades en paralelo, por lo que un inversor híbrido no es automáticamente una decisión de acoplamiento en DC. El tipo de acoplamiento se establece por donde se conecta la batería, no por la etiqueta del inversor.
3. ¿Qué limita la potencia de la batería en un diseño acoplado en DC?
El límite de corriente DC publicado junto con el voltaje del bus. En el gabinete BS07-265-ES-X, 157 A dan 149.2 kW en la parte superior de su ventana de voltaje publicada, 950.4 V, y 116.1 kW en la parte inferior, 739.2 V, que es un 7.2 por ciento por debajo de su calificación AC de 125 kW. En un estado de carga bajo, el límite de corriente, no la calificación en kW, establece el techo.
4. ¿Qué debe solicitar un comprador antes de que el acoplamiento esté fijado?
Cuatro cosas: la ventana de voltaje completa publicada de la batería, su corriente máxima de carga y descarga, el número de conversiones en el camino solar excedente, y la parte que posee una falla en el bus DC compartido. Las calificaciones de capacidad y potencia por sí solas no responden a la pregunta del techo.
5. ¿Qué no se puede cambiar después de que se firme el contrato?
La disposición de cadenas del arreglo y la asignación de MPPT una vez que el arreglo esté reconfigurado, la calificación del convertidor de la batería una vez que se ordene el gabinete, la lista de convertidores en la solicitud de conexión a la red, y el límite de medición en la prueba de aceptación.
