L'écart d'efficacité entre le stockage couplé AC et le stockage couplé DC est réel, et dans le cas traité ci-dessous, il vaut environ 1,5 pour cent de l'énergie solaire qui passe par la batterie. Le chiffre qui décide la plupart des projets commerciaux est une limite de courant, pas un chiffre d'efficacité.
L'arithmétique citée et la quantité à laquelle elle appartient
L'argument standard est que le couplage DC se convertit moins souvent. C'est correct, et cela est lié à la mauvaise quantité.
Un cycle de stockage se convertit deux fois dans chaque architecture : une fois en charge, une fois en décharge, que le convertisseur soit sur le bus AC ou sur un bus DC partagé.
La différence réside dans le surplus solaire. Dans un système couplé DC, le surplus du panneau passe de DC à DC dans la batterie. Dans un système couplé AC, le même surplus est inversé en AC par l'onduleur du panneau et redressé en DC par le convertisseur de la batterie. Deux conversions, pas une.
L'efficacité maximale publiée pour les armoires intégrées de cette classe est de 98,5 pour cent. Une conversion conserve 98,5 pour cent de l'énergie ; deux conservent 97,0 pour cent, car 0,985 multiplié par 0,985 est 0,9702. L'écart est d'environ 1,5 point de pourcentage, et il s'applique uniquement à l'énergie solaire acheminée à travers la batterie, pas à la consommation totale du site.
Exemple travaillé. Un panneau commercial de 300 kWp produisant 330 MWh par an, à environ 1 100 kWh par kWp, avec 40 pour cent de la production comme surplus et une batterie qui en absorbe 80 pour cent. L'énergie acheminée à travers la batterie est de 105,6 MWh par an. Une conversion livre 104,0 MWh ; deux livrent 102,5 MWh. Le gain total pour le couplage DC est de 1,6 MWh par an. Les 98,5 pour cent publiés sont un maximum à puissance nominale, donc à charge partielle, l'écart s'élargit.
Où les deux architectures mettent le plafond
L'efficacité est une question de perte. La taille est une question de plafond.
Dans le couplage AC, la batterie possède son convertisseur, donc son plafond est la cote de ce convertisseur. Le plafond ne bouge pas lorsque le panneau change, et il ne bouge pas lorsque la tension de la batterie baisse.
Dans le couplage DC, le panneau et la batterie partagent un bus à l'intérieur d'une fenêtre de tension publiée. Le partage fait que la limite de courant DC publiée est une limite de fonctionnement pour les deux, et la puissance disponible diminue avec la tension du bus.
La spécification publiée indique que le modèle BS07-265-ES-X, l'armoire intégrée de 265 kWh dans cette gamme, est notée 125 kW AC, avec une tension de batterie nominale de 844,8 V, une fenêtre de fonctionnement de 739,2 à 950,4 V, et un courant de charge et de décharge maximum de 157 A.
À 950,4 V, 157 A équivaut à 149,2 kW. À 739,2 V, les mêmes 157 A équivalent à 116,1 kW. L'armoire a 28,6 pour cent de puissance supplémentaire côté DC au sommet de sa fenêtre publiée par rapport au bas, où elle se situe 7,2 pour cent en dessous de sa propre cote de 125 kW AC.
Unités et conditions : courant en A et tension en V aux bornes DC de la batterie ; puissance en kW ; 98,5 pour cent est le maximum publié à puissance nominale, pas une moyenne.
La deuxième limite, du côté de l'onduleur
La spécification publiée pour le modèle DWH-29.9~60K-HP3EU-S, l'onduleur hybride triphasé C&I dans la même gamme, indique une plage de tension de batterie de 135 à 850 V et des entrées de batterie doubles notées 100 A chacune, 200 A en parallèle.
200 A équivaut à 70 kW uniquement à 350 V ou plus. À 135 V, le même port déplace 27 kW. Un design couplé DC qui associe cet onduleur à une batterie de tension inférieure ne perd pas un point de pourcentage de surplus solaire ; il perd la plupart de la plaque signalétique. Aucun chiffre ne dit que l'équipement est inadapté. Ils disent que la fenêtre de tension de la batterie doit être vérifiée avant que le modèle d'onduleur soit fixé.
Ruibit distribue des équipements Dawnice, donc chaque chiffre utilisé ici est le nombre publié par le fabricant plutôt qu'une mesure prise par la partie qui le vend.
La comparaison ne tient qu'à une seule limite
Deux types de chiffres sont comparés tout au long, et ils ne vivent pas au même endroit. Les limites de 157 A et 200 A sont des limites côté DC. Les chiffres de 125 kW et 70 kW sont des cotes côté AC. L'efficacité de retour n'est ni l'un ni l'autre ; elle va des bornes de la batterie jusqu'à elles, et l'efficacité du système inclut le refroidissement et la charge auxiliaire.
L'énergie aux bornes de la batterie, aux bornes AC du convertisseur et au point de couplage commun sont trois quantités différentes. Une proposition qui compare l'une à l'autre sans nommer la frontière n'a pas fait de comparaison. Les 1,5 points de pourcentage ci-dessus sont honnêtes uniquement parce que les deux côtés se situent sur la même frontière.
Ce qu'il faut mettre devant le fournisseur
Trois questions règlent cela avant qu'un schéma soit dessiné.
Demandez la fenêtre de tension complète publiée de la batterie et son courant maximum de charge et de décharge, pas seulement les kWh et les kW. Un fournisseur qui répond uniquement avec la capacité et la puissance a retenu les deux chiffres dont dépend le plafond.
Demandez, par écrit, combien de fois le surplus solaire se convertit avant d'atteindre la batterie. Un fournisseur qui répond que le couplage DC est plus efficace, sans indiquer les étapes, répète l'argument plutôt que de le tarifer.
Demandez quelle partie possède une faute sur le bus DC partagé, et obtenez la réponse dans les documents de garantie avant la commande. Si la réponse est que l'intégrateur s'en occupera, la réponse n'a pas été donnée.
Ce qui cesse d'être négociable à la signature
La disposition de la chaîne du panneau et l'allocation MPPT sont fixes une fois que le panneau est reconfiguré dans un onduleur hybride. Retourner à l'arrangement original signifie reconstruire le côté DC.
La cote du convertisseur de la batterie est fixe une fois que l'armoire est commandée. Aucun changement de firmware n'augmente une limite de courant.
La demande de connexion au réseau nomme les modèles et quantités de convertisseurs, et ajouter un deuxième convertisseur après approbation ne peut pas être revisité sans rouvrir la demande.
La frontière de mesure dans le test d'acceptation est fixe une fois que le test de capacité est signé, et elle ne peut pas être rouverte par la suite sans un second test aux frais du client.
L'hypothèse qu'il vaut mieux abandonner est que l'efficacité choisit l'architecture. L'efficacité la tarife ; la limite de courant publiée et la fenêtre de tension sont ce qui la choisit.
Questions fréquentes
1. Quel type de couplage est le plus efficace ?
Le couplage DC convertit moins souvent sur le chemin solaire excédentaire, donc il perd moins d'énergie : environ 1,5 point de pourcentage de l'énergie solaire acheminée à travers la batterie, avec une efficacité maximale publiée de 98,5 %. Cette différence s'applique uniquement à l'énergie solaire acheminée par la batterie, et non au site dans son ensemble, car la charge et la décharge se convertissent une fois chacune dans les deux architectures.
2. Un onduleur hybride peut-il fonctionner dans un système couplé AC ?
Oui. La spécification publiée pour le modèle DWH-29.9~60K-HP3EU-S indique qu'il prend en charge le couplage AC et jusqu'à huit unités en parallèle, donc un onduleur hybride n'est pas automatiquement une décision de couplage DC. Le type de couplage est déterminé par l'endroit où la batterie se connecte, et non par l'étiquette de l'onduleur.
3. Qu'est-ce qui limite la puissance de la batterie dans un design à couplage DC ?
La limite de courant DC publiée ainsi que la tension du bus. Sur le cabinet BS07-265-ES-X, 157 A donne 149,2 kW au sommet de sa fenêtre de tension publiée, 950,4 V, et 116,1 kW au bas, 739,2 V, ce qui est 7,2 % en dessous de sa cote AC de 125 kW. À faible état de charge, la limite de courant, et non la cote en kW, fixe le plafond.
4. Que doit demander un acheteur avant que le couplage ne soit fixé ?
Quatre choses : la fenêtre de tension complète publiée de la batterie, son courant de charge et de décharge maximum, le nombre de conversions sur le chemin solaire excédentaire, et la partie qui possède un défaut sur le bus DC partagé. Les capacités et les cotes de puissance à elles seules ne répondent pas à la question du plafond.
5. Qu'est-ce qui ne peut pas être changé après la signature du contrat ?
La disposition des chaînes du panneau et l'allocation MPPT une fois que le panneau est reconfiguré, la cote du convertisseur de batterie une fois que le cabinet est commandé, la liste des convertisseurs dans la demande de connexion au réseau, et la limite de mesure dans le test d'acceptation.
