A diferença de eficiência entre armazenamento acoplado em CA e CC é real, e no caso trabalhado abaixo, vale cerca de 1,5 por cento da energia solar que passa pela bateria. O fator que decide a maioria dos projetos comerciais é um limite de corrente, não um número de eficiência.
A aritmética citada e a quantidade à qual pertence
O argumento padrão é que o acoplamento em CC converte com menos frequência. Isso é correto, e está ligado à quantidade errada.
Um ciclo de armazenamento converte duas vezes em qualquer arquitetura: uma vez carregando, uma vez descarregando, seja o conversor posicionado no barramento CA ou em um barramento CC compartilhado.
A diferença está no caminho solar excedente. Em um sistema acoplado em CC, o excedente do array se move de CC para CC na bateria. Em um sistema acoplado em CA, o mesmo excedente é invertido para CA pelo inversor do array e retificado de volta para CC pelo conversor da bateria. Duas conversões, não uma.
A eficiência máxima publicada para gabinetes integrados nesta classe é de 98,5 por cento. Uma conversão mantém 98,5 por cento da energia; duas mantêm 97,0 por cento, porque 0,985 multiplicado por 0,985 é 0,9702. A diferença é de cerca de 1,5 pontos percentuais, e se aplica apenas à energia solar direcionada através da bateria, não ao consumo total do local.
Exemplo trabalhado. Um array comercial de 300 kWp produzindo 330 MWh por ano, a aproximadamente 1.100 kWh por kWp, com 40 por cento da geração como excedente e uma bateria que absorve 80 por cento disso. A energia direcionada através da bateria é de 105,6 MWh por ano. Uma conversão entrega 104,0 MWh disso; duas entregam 102,5 MWh. O prêmio total para o acoplamento em CC é de 1,6 MWh por ano. Os 98,5 por cento publicados são um máximo na potência nominal, então em carga parcial a diferença aumenta.
Onde as duas arquiteturas colocam o teto
A eficiência é uma questão de perda. O dimensionamento é uma questão de teto.
No acoplamento em CA, a bateria possui seu conversor, então seu teto é a classificação desse conversor. O teto não muda quando o array muda, e não muda quando a tensão da bateria cai.
No acoplamento em CC, o array e a bateria compartilham um barramento dentro de uma janela de tensão publicada. Compartilhá-lo faz com que o limite de corrente CC publicado seja um limite operacional em ambos, e a potência disponível cai com a tensão do barramento.
A especificação publicada afirma que o modelo BS07-265-ES-X, o gabinete integrado de 265 kWh nesta faixa, é classificado em 125 kW CA, com uma tensão de bateria nominal de 844,8 V, uma janela operacional de 739,2 a 950,4 V, e uma corrente máxima de carga e descarga de 157 A.
A 950,4 V, 157 A é 149,2 kW. A 739,2 V, os mesmos 157 A são 116,1 kW. O gabinete tem 28,6 por cento mais potência do lado CC no topo de sua janela publicada do que na parte inferior, onde está 7,2 por cento abaixo de sua própria classificação de 125 kW CA.
Unidades e condições: corrente em A e tensão em V nos terminais CC da bateria; potência em kW; 98,5 por cento é o máximo publicado na potência nominal, não uma média.
O segundo limite, do lado do inversor
A especificação publicada para o modelo DWH-29.9~60K-HP3EU-S, o inversor híbrido trifásico C&I na mesma faixa, afirma um intervalo de tensão da bateria de 135 a 850 V e entradas de bateria duplas classificadas em 100 A cada, 200 A em paralelo.
200 A equivalem a 70 kW apenas a 350 V ou mais. A 135 V, o mesmo porto movimenta 27 kW. Um design acoplado em CC que emparelha este inversor com uma pilha de bateria de menor tensão não perde um ponto percentual de excedente solar; ele perde a maior parte da classificação nominal. Nenhum dos números diz que o equipamento é inadequado. Eles dizem que a janela de tensão da bateria precisa ser verificada antes que o modelo do inversor seja fixado.
Ruibit distribui equipamentos Dawnice, então cada número usado aqui é o número publicado pelo fabricante, em vez de uma medição feita pela parte que o vende.
A comparação só se mantém em uma fronteira
Dois tipos de números são comparados ao longo do texto, e eles não vivem no mesmo lugar. Os limites de 157 A e 200 A são limites do lado CC. As figuras de 125 kW e 70 kW são classificações do lado CA. A eficiência de retorno não é nenhuma delas; ela vai dos terminais da bateria de volta para eles, e a eficiência do sistema inclui resfriamento e carga auxiliar.
Energia nos terminais da bateria, nos terminais CA do conversor e no ponto de acoplamento comum são três quantidades diferentes. Uma proposta que compara uma com a outra sem nomear a fronteira não fez uma comparação. Os 1,5 pontos percentuais acima são honestos apenas porque ambos os lados estão na mesma fronteira.
O que colocar na frente do fornecedor
Três perguntas resolvem isso antes que um layout seja desenhado.
Peça a janela de tensão total publicada da bateria e sua corrente máxima de carga e descarga, não apenas os kWh e os kW. Um fornecedor que responde apenas com capacidade e potência reteve os dois números dos quais o teto depende.
Pergunte, por escrito, quantas vezes o excedente solar se converte antes de chegar à bateria. Um fornecedor que responde que o acoplamento em CC é mais eficiente, sem indicar as etapas, está repetindo o argumento em vez de precificá-lo.
Pergunte qual parte é responsável por uma falha no barramento CC compartilhado, e coloque a resposta nos documentos de garantia antes do pedido. Se a resposta for que o integrador resolverá, a resposta não foi dada.
O que deixa de ser negociável na assinatura
O layout da string do array e a alocação do MPPT são fixos uma vez que o array é reconfigurado em um inversor híbrido. Retornar à configuração original significa reconstruir o lado CC.
A classificação do conversor da bateria é fixa uma vez que o gabinete é encomendado. Nenhuma mudança de firmware aumenta um limite de corrente.
A aplicação de conexão à rede nomeia modelos e quantidades de conversores, e adicionar um segundo conversor após a aprovação não pode ser revisitado sem reabrir a aplicação.
A fronteira de medição no teste de aceitação é fixa uma vez que o teste de capacidade é assinado, e não pode ser reaberta depois sem um segundo teste às custas do cliente.
A suposição que vale a pena descartar é que a eficiência escolhe a arquitetura. A eficiência a precifica; o limite de corrente publicado e a janela de tensão são o que a escolhem.
Perguntas Frequentes
1. Qual tipo de acoplamento é mais eficiente?
O acoplamento DC converte com menos frequência no caminho solar excedente, portanto, perde menos energia: cerca de 1,5 pontos percentuais da energia solar direcionada através da bateria, com uma eficiência máxima publicada de 98,5 por cento. Essa diferença se aplica apenas à energia solar direcionada pela bateria, não ao local como um todo, pois a carga e a descarga se convertem uma vez em ambas as arquiteturas.
2. Um inversor híbrido pode funcionar em um sistema acoplado em AC?
Sim. A especificação publicada para o modelo DWH-29.9~60K-HP3EU-S afirma que ele suporta acoplamento em AC e até oito unidades em paralelo, portanto, um inversor híbrido não é automaticamente uma decisão de acoplamento em DC. O tipo de acoplamento é definido por onde a bateria se conecta, não pela etiqueta do inversor.
3. O que limita a potência da bateria em um design acoplado em DC?
O limite de corrente DC publicado juntamente com a tensão do barramento. No gabinete BS07-265-ES-X, 157 A fornece 149,2 kW no topo da sua janela de tensão publicada, 950,4 V, e 116,1 kW na parte inferior, 739,2 V, que é 7,2 por cento abaixo da sua classificação AC de 125 kW. Em um estado de carga baixo, o limite de corrente, e não a classificação em kW, define o teto.
4. O que um comprador deve solicitar antes que o acoplamento seja fixado?
Quatro coisas: a janela de tensão total publicada da bateria, sua corrente máxima de carga e descarga, o número de conversões no caminho solar excedente e a parte que possui uma falha no barramento DC compartilhado. Capacidades e classificações de potência sozinhas não respondem à questão do teto.
5. O que não pode ser mudado após a assinatura do contrato?
O layout das strings do array e a alocação do MPPT uma vez que o array é reestruturado, a classificação do conversor da bateria uma vez que o gabinete é encomendado, a lista de conversores na aplicação de conexão à rede e o limite de medição no teste de aceitação.
