Dyness Wissen | DC gekoppelt + AC gekoppeltes System

‍Vorwort

Gleichstrom- und Wechselstrom-Kopplungssysteme sind gängige Energieumwandlungsmethoden in neuen Energieanwendungsszenarien. Sie haben ihre Vorteile in praktischen Anwendungsszenarien und erfüllen unterschiedliche praktische Anwendungsanforderungen. Bei den derzeitigen Lösungen für Photovoltaik-Energiespeichersysteme wurde entsprechend den Anforderungen und Bedürfnissen eine „DC-Kopplungs- und AC-Kopplungssystem“-Lösung entwickelt.

Hybrid-Wechselrichter sind eine neue Art von Solartechnologie, die die Vorteile traditioneller Solar-Wechselrichter mit der Flexibilität von Batterie-Wechselrichtern in einem einzigen Hardware-Gerät vereint. Für Neukunden, die ein Solarstromsystem mit zukünftigen Aufrüstungs- und Erweiterungsmöglichkeiten installieren wollen, sind Hybridwechselrichter eine aufstrebende und zukunftsweisende Lösung (Solar). Die teuren Ersatzkosten für das Gesamtsystem und die teuren Kosten für die Anschaffung der Hardware und die Systemmodifikation bei der Kombination mit dem bestehenden Photovoltaiksystem (Photovoltaikpanel + netzgekoppelter Wechselrichter) lassen jedoch bestehende Kunden auf dem neuen Energiemarkt nach einer kostengünstigeren Lösung im Vergleich zum integrierten Hybridwechselrichter suchen. Daher hat sich die Lösung „DC-Kopplung + AC-Kopplungssystem“ herausgebildet, die den bestehenden Kunden auf dem Markt eine neue Möglichkeit bietet, saubere Energie zu nutzen.

< Systemdiagramm DC-Kopplung + AC-Kopplung >

In dem Lösungssystem hat das hybride, gleichstromgekoppelte Photovoltaik-Energiespeichersystem die Funktion der Wechselstromkopplung und integriert das netzgekoppelte System und das Photovoltaik-Energiespeichersystem durch logische Steuerung. Die photovoltaische Wechselrichter-Stromerzeugung kann die Batterie durch AC-DC-Umwandlung aufladen, wodurch ein umfassender „Selbstnutzungs“-Anwendungsmodus realisiert wird.

Das „DC+AC-Kopplungssystem“ erreicht ein gewisses Gleichgewicht zwischen den Systemkosten und den spezifischen Anforderungen an die Licht-/Speicherkapazität und eignet sich für die Erweiterung und Energiespeicherung bestehender Photovoltaikanlagen oder die Installation neuer Photovoltaik-Energiespeichersysteme. Das Anwendungsszenario verbessert nicht nur die Photovoltaik-Eigenverbrauchsquote, sondern erhöht auch den Nutzungsgrad des Energiespeichersystems. So können z.B. 70 % der AC-Last im Haushalt direkt durch die Photovoltaikanlage gedeckt werden und die verbleibenden 30 % der Stromlast können durch das Energiespeichersystem ergänzt werden.

Diese Art von Kombinations- und Anpassungsmethode ist nicht nur sehr flexibel, sondern auch „spielbarer“ als ein einfaches Kopplungssystem. Der Nutzer ist beispielsweise nicht sehr empfindlich gegenüber der Kapazität des Energiespeichersystems, so dass er einen Energiespeicher mit kleiner Kapazität wählen kann, um Geld zu sparen. Wenn die Familie des Kunden über mehr elektrische Geräte verfügt und bereit ist, einen Energiespeicher mit großer Kapazität anzuschaffen, um den überschüssigen Strom der Photovoltaik zu speichern und so den wirtschaftlichen Zweck des „Spitzenausgleichs und der Auffüllung der Täler“ zu erreichen, kann der Kunde ein Energiespeichersystem mit großer Kapazität kaufen. Oder die Familie des Kunden hat neue Energiefahrzeuge gekauft und Ladesäulen hinzugefügt, und die Familie hat eine große Anzahl von elektrischen Hochleistungsgeräten gekauft. Die ursprüngliche Photovoltaikanlage reicht nicht aus, um die Leistung der aktuellen elektrischen Last zu unterstützen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Nutzer nicht nur die Kapazität der Photovoltaikanlage erweitern, sondern auch ein Batteriespeichersystem hinzufügen, das mit der Photovoltaikanlage koordiniert wird, um den Bedarf zu decken und die Stabilität und Zuverlässigkeit der elektrischen Verbraucher im Haushalt zu gewährleisten.

Es gibt jedoch auch einige Probleme in diesem System, wie z.B. die Realisierung des Rückflussschutzes, die Lastüberwachung und die Verschwendung von photovoltaischer Energie in netzfernen Anwendungen. Diese Probleme werden in der Regel durch gelöst:

Lösungen für netzunabhängige Anwendungen

Wenn der Photovoltaik-Wechselrichter in Betrieb ist, dient das Netzsystem als stabile Spannungsquelle, um Strom für den normalen Betrieb bereitzustellen. Daher kann der Photovoltaik-Wechselrichter im netzunabhängigen Betrieb nicht normal arbeiten. Im „DC-Kopplung + AC-Kopplung System“, wenn Sie den normalen Betrieb des Photovoltaik-Wechselrichters in der Off-Grid-Situation realisieren wollen, verwenden Sie in der Regel die Off-Grid-Funktion des Energiespeicher-Wechselrichters, um die Spannungsquelle zu simulieren (die Stromquelle wird auf Spannungsquelle umgeschaltet), um den normalen Betrieb des Solar-Wechselrichters zu gewährleisten.

Die Hersteller von Wechselrichtern sind bestrebt, die Beziehung zwischen Energiespeicherbatterien, Haushalts-/Industrie- und gewerblichen Lasten und dem „Angebot und der Nachfrage“ von Strom in Photovoltaikanlagen zu realisieren. In der Regel wird eine P/F-Steuerungsstrategie angewandt, um die Leistung des Solarwechselrichters durch Anpassung der Ausgangsfrequenz der Energiespeichermaschine zu steuern.

< Frequenzsteuerungsdiagramm >

Hinweis: „P“ bezieht sich auf die Leistung; „F“ bezieht sich auf die Frequenz. Die P/F-Regelstrategie sorgt dafür, dass die an die Last gelieferte Leistung stabil bleibt, auch wenn sich die Last ändert, und ermöglicht so eine effiziente und präzise Lastregelung.

Rückflussverhinderungsschema

Im Anwendungsszenario der Systemlösung einer Hybridmaschine plus einer netzgekoppelten Maschine ist es zur Verhinderung eines Rückflusses erforderlich, nicht nur die vom hybriden Energiespeicher-Wechselrichter eingeschaltete Photovoltaik zu steuern, sondern auch die vom Photovoltaik-Wechselrichter erzeugte elektrische Energie zu kontrollieren. Im Allgemeinen können drei auf dem Markt gebräuchliche Steuerungslogiken und -methoden diesen Zweck erfüllen.

1. Direkte Kommunikation zwischen Photovoltaik-Wechselrichter und Energiespeicher-Wechselrichter. Im Allgemeinen wird der Wechselrichter des Energiespeichers als Host für die Kommunikation verwendet, und der Photovoltaik-Wechselrichter wird so gesteuert, dass er das Laden und Entladen der Energiespeicherbatterie und die Stromversorgung der Last systematisch steuert.

2. Externer Anschluss zusätzlicher vereinheitlichter Gesamtsteuerungshardware. Verwendung zusätzlicher externer Steuerungshardware als Gesamtsteuerungslogik für das gesamte Energiespeichersystem. Allerdings sind die Kosten für diese Art der Eingabe relativ hoch, und es ist eine spezielle Kommunikationsfehlersuche erforderlich, um diesen Zweck zu erreichen.

3. Der Photovoltaik-Wechselrichter und der Energiespeicher-Wechselrichter werden separat gesteuert. Diese Lösung ist relativ einfach und grob und setzt voraus, dass die Schwellenwerte für den Rückflussschutz konsistent sind. Außerdem gibt es unkontrollierbare Unterschiede in der Reaktionsgeschwindigkeit und der Genauigkeit der Datenerfassung verschiedener Modelle, die in der Regel durch entsprechende Tests überprüft werden müssen, bevor sie in die Praxis umgesetzt werden.

Lösung für die Lastüberwachung

Das Lastüberwachungssystem und das Anti-Rückfluss-System ergänzen sich gegenseitig. Die drei oben genannten Anti-Rückfluss-Lösungen können auch die Funktion der Lastüberwachung erfüllen.

Hinweis: Wenn der Energiespeicher-Wechselrichter (mit mehreren Stromwandler-Erkennungen) und der Photovoltaik-Wechselrichter (für die Software-Überwachung und -Visualisierung sowie die Datenverarbeitung ist derselbe Hersteller erforderlich) getrennt gesteuert werden, wird die Lastüberwachung in der Regel durch die Integration von Daten in der Cloud oder von Überwachungsstationen realisiert. Daher kann es in der Regel nur durch den Abgleich mit Wechselrichtern der gleichen Marke realisiert werden.

Angebot

SolarPalmetto. (Kein Datum). Was ist ein Hybrid-Wechselrichter? Zurückgeholt: Juli 19, 2023, Quelle: Palmetto Solar Blog: https://palmetto.com/learning-center/blog/hybrid-inverter-for-solar -guide-pros-cons