Wybór między BESS prądu stałego (DC) a BESS prądu zmiennego (AC) zależy od projektu, integracji słonecznej, warunków na miejscu i celów energetycznych. BESS ze sprzężeniem DC łączy panele fotowoltaiczne i akumulatory po stronie DC przed konwersją mocy, co czyni go wydajnym dla nowych projektów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii i przydatnym do przechwytywania obciętej energii słonecznej. BESS ze sprzężeniem AC podłącza system akumulatorowy po stronie AC poprzez własny PCS lub inwerter, co czyni go elastycznym dla istniejących systemów słonecznych, obiektów komercyjnych, mikro-sieci, zasilania awaryjnego i magazynowania energii podłączonego do sieci. BESS ze sprzężeniem DC może poprawić wydajność ładowania PV, podczas gdy BESS ze sprzężeniem AC jest często łatwiejszy do modernizacji, rozbudowy i niezależnej kontroli.

Co jest lepsze BESS DC czy AC? Kompletny przewodnik dla projektów magazynowania energii

Przy projektowaniu systemu magazynowania energii z akumulatorami, jednym z najważniejszych pytań jest, czy użyć sprzężenia DC czy AC. Ten wybór wpływa na efektywność systemu, koszty, projekt instalacji, wybór falownika, integrację z energią słoneczną, połączenie z siecią i długoterminową elastyczność.

Nie ma jednej odpowiedzi pasującej do każdego projektu. BESS ze sprzężeniem DC może być lepszy dla nowego projektu fotowoltaicznego z magazynowaniem energii, gdzie akumulator jest głównie ładowany z energii słonecznej. BESS ze sprzężeniem AC może być lepszy dla modernizacji, komercyjnego magazynowania energii, projektów podłączonych do sieci, mikro-sieci i miejsc, które wymagają niezależnej kontroli akumulatorów.

Aby podjąć właściwą decyzję, warto zrozumieć, jak działają oba systemy i gdzie każdy z nich sprawdza się najlepiej.

Co to jest BESS?

BESS to skrót od systemu magazynowania energii z akumulatorów. Magazynuje on energię elektryczną i uwalnia ją, gdy jest potrzebna. BESS może wspierać energię słoneczną, redukować szczytowe zapotrzebowanie, zapewniać zasilanie awaryjne, poprawiać jakość energii i pomagać stabilizować sieć.

Kompletny BESS zazwyczaj obejmuje:

• Moduły akumulatorowe lub szafy akumulatorowe
• System zarządzania akumulatorem
• System konwersji mocy lub falownik magazynowania energii
• System zarządzania energią
• System przeciwpożarowy
• System HVAC lub zarządzanie termiczne
• Transformator
• Rozdzielnica
• Sprzęt pomiarowy i ochronny
• Oprogramowanie do monitorowania i kontroli

Projekty BESS są wykorzystywane w farmach słonecznych, fabrykach, magazynach, hotelach, szpitalach, centrach danych, gospodarstwach rolnych, mikro-sieciach, budynkach komercyjnych i elektrowniach do magazynowania energii na dużą skalę.

Co oznaczają DC lub AC w BESS?

Terminy DC lub AC opisują sposób podłączenia systemu magazynowania energii z akumulatorami do reszty systemu elektrycznego.

DC oznacza prąd stały. Akumulatory naturalnie przechowują i uwalniają energię elektryczną jako prąd stały. Panele słoneczne również wytwarzają prąd stały.

AC oznacza prąd zmienny. Większość budynków, fabryk, odbiorników elektrycznych i sieci energetycznych wykorzystuje prąd zmienny.

Ponieważ akumulatory magazynują energię DC, a sieć wykorzystuje energię AC, BESS potrzebuje systemu konwersji mocy, zwanego również PCS lub falownikiem magazynowania energii. PCS przekształca energię DC z akumulatora na energię AC dla sieci lub odbiorników. Może również przekształcać energię AC z powrotem na energię DC podczas ładowania akumulatora z sieci.

Co to jest BESS ze sprzężeniem DC?

System BESS ze sprzężeniem DC łączy panele fotowoltaiczne i akumulator po stronie DC systemu. W projekcie fotowoltaicznym z magazynowaniem energii, panele słoneczne generują prąd stały. Ten prąd stały może bezpośrednio ładować akumulator przed przejściem przez falownik.

W wielu systemach ze sprzężeniem DC, PV i akumulator współdzielą urządzenia konwersji. Może to zredukować liczbę etapów konwersji podczas ładowania akumulatora z energii słonecznej. Może również pomóc w przechwytywaniu energii słonecznej, która w przeciwnym razie zostałaby obcięta przez falownik w okresach wysokiej produkcji.

Magazynowanie energii z akumulatorów ze sprzężeniem DC jest powszechnie stosowane w nowych projektach PV-plus-magazynowanie energii, gdzie energia słoneczna jest głównym źródłem ładowania.

Co to jest BESS ze sprzężeniem AC?

System BESS ze sprzężeniem AC łączy system akumulatorowy po stronie AC. Akumulator posiada własny PCS lub falownik i łączy się z systemem elektrycznym AC obiektu, rozdzielnicą lub punktem przyłączenia do sieci.

W tym projekcie system fotowoltaiczny i system akumulatorowy mogą działać bardziej niezależnie. Falownik PV przekształca prąd stały słoneczny na prąd zmienny, a PCS BESS zarządza oddzielnie ładowaniem i rozładowywaniem akumulatora.

Magazynowanie energii z akumulatorów ze sprzężeniem AC jest powszechne w istniejących projektach fotowoltaicznych, obiektach komercyjnych i przemysłowych, systemach zasilania awaryjnego i projektach magazynowania energii podłączonych do sieci. Często łatwiej jest dodać go do istniejącego obiektu, ponieważ nie wymaga to większych zmian w architekturze DC PV.

BESS ze sprzężeniem DC a ze sprzężeniem AC: Główne różnice

Największą różnicą między BESS ze sprzężeniem DC a ze sprzężeniem AC jest miejsce podłączenia akumulatora w systemie zasilania.

W systemie ze sprzężeniem DC, akumulator łączy się przed falownikiem po stronie DC. W systemie ze sprzężeniem AC, akumulator łączy się po konwersji po stronie AC poprzez własny falownik lub PCS.

Ta różnica wpływa na kilka ważnych czynników projektowych:

• Ścieżka konwersji energii
• Wydajność ładowania słonecznego
• Układ sprzętu
• Złożoność instalacji
• Elastyczność modernizacji
• Projekt połączenia z siecią
• Strategia kontroli
• Opcje rozszerzenia
• Koszt projektu
• Niezawodność systemu

BESS ze sprzężeniem DC jest zazwyczaj bardziej zintegrowany z systemem fotowoltaicznym. BESS ze sprzężeniem AC jest zazwyczaj bardziej niezależny i elastyczny.

Wydajność: Który jest lepszy?

Wydajność jest jednym z głównych powodów, dla których twórcy projektów porównują projekty BESS DC lub AC.

W systemie fotowoltaicznym z magazynowaniem energii ze sprzężeniem DC, energia słoneczna może ładować akumulator z mniejszą liczbą etapów konwersji. Ponieważ zarówno panele słoneczne, jak i akumulatory działają na prąd stały, system może uniknąć konwersji prądu stałego słonecznego na prąd zmienny, a następnie z powrotem na prąd stały do ładowania akumulatora. Może to poprawić wydajność ładowania.

W systemie ze sprzężeniem AC, energia słoneczna jest zazwyczaj przekształcana z prądu stałego na prąd zmienny przez falownik PV. Jeśli ta energia zmienna jest wykorzystywana do ładowania akumulatora, musi zostać przekształcona z powrotem na prąd stały przez PCS BESS. Później, gdy akumulator się rozładowuje, jest ponownie przekształcana z prądu stałego na prąd zmienny. Te dodatkowe etapy konwersji mogą prowadzić do większych strat.

Jednak rzeczywista wydajność zależy od jakości sprzętu, wydajności falownika, konstrukcji akumulatora, układu kabli, trybu pracy i strategii sterowania. Sprzężenie DC może oferować przewagę w wydajności ładowania słonecznego, ale sprzężenie AC może nadal działać bardzo dobrze z nowoczesną technologią PCS.

Porównanie kosztów: BESS DC lub AC

Różnica w kosztach między BESS ze sprzężeniem DC a ze sprzężeniem AC zależy od tego, czy projekt jest nowy, czy już istnieje.

W przypadku nowych projektów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii, BESS ze sprzężeniem DC może zmniejszyć duplikację sprzętu, ponieważ system słoneczny i akumulatorowy mogą współdzielić części architektury konwersji. Może również zmniejszyć straty i poprawić przechwytywanie energii słonecznej, co może poprawić ekonomię projektu.

W przypadku istniejących systemów fotowoltaicznych, BESS ze sprzężeniem AC może być bardziej opłacalny, ponieważ można go dodać bez przeprojektowywania systemu DC PV. System akumulatorowy może łączyć się z istniejącą infrastrukturą AC, co może zmniejszyć zakłócenia i złożoność instalacji.

Przy porównywaniu kosztów należy wziąć pod uwagę:

• Wymagania dotyczące PCS lub falownika
• Projekt transformatora i rozdzielnicy
• Okablowanie i sprzęt ochronny
• Prace inżynieryjne i instalacyjne
• Wymagania dotyczące połączeń
• Integracja systemu sterowania
• Straty energii
• Plany przyszłej rozbudowy
• Obsługa i konserwacja

Tańsza opcja początkowa nie zawsze jest najlepszą opcją w całym okresie życia projektu.

Elastyczność i skalowalność

BESS ze sprzężeniem AC jest często bardziej elastyczny. Ponieważ łączy się po stronie AC, można go dodawać do istniejących systemów PV, budynków, fabryk, mikro-sieci lub punktów przyłączenia do sieci. Może również działać niezależnie od produkcji energii słonecznej, co oznacza, że może ładować się z sieci, rozładowywać się podczas szczytowego zapotrzebowania, zapewniać zasilanie awaryjne lub wspierać jakość energii.

BESS ze sprzężeniem DC jest często bardziej zoptymalizowany pod kątem energii słonecznej. Dobrze sprawdza się, gdy akumulator jest ściśle powiązany z produkcją PV, a celem jest efektywne magazynowanie energii słonecznej. Może jednak być mniej elastyczny podczas modernizacji starszych systemów lub gdy akumulator musi działać niezależnie od elektrowni PV.

W przypadku rozbudowy, systemy ze sprzężeniem AC często łatwiej skalować, dodając więcej jednostek PCS akumulatora do magistrali AC. Rozbudowa ze sprzężeniem DC może wymagać bardziej ostrożnej koordynacji z łańcuchami PV, magistralami DC, mocą falownika i architekturą sterowania.

Najlepsze zastosowania dla BESS ze sprzężeniem DC

BESS ze sprzężeniem DC jest często dobrym wyborem dla nowych systemów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii. Jest szczególnie przydatny, gdy projekt jest od początku projektowany wokół integracji PV i akumulatora.

Magazynowanie energii z akumulatorów ze sprzężeniem DC nadaje się do:

• Nowych farm słonecznych z magazynowaniem energii
• Projektów PV-plus-magazynowanie energii
• Projektów skupionych na samo konsumpcji energii słonecznej
• Miejsc, które chcą przechwytywać obciętą energię słoneczną
• Systemów, w których akumulator głównie ładuje się z energii słonecznej
• Dużych projektów zaprojektowanych z zintegrowaną kontrolą słoneczną i magazynową
• Magazynowania energii odnawialnej na dużą skalę

Jeśli celem projektu jest maksymalizacja przechwytywania energii słonecznej i zmniejszenie strat konwersji, sprzężenie DC może być atrakcyjne.

Najlepsze zastosowania dla BESS ze sprzężeniem AC

BESS ze sprzężeniem AC jest często lepszy, gdy najważniejsza jest elastyczność, prostota modernizacji i niezależne działanie. Jest szeroko stosowany w komercyjnych, przemysłowych i podłączonych do sieci projektach magazynowania energii.

Magazynowanie energii z akumulatorów ze sprzężeniem AC nadaje się do:

• Modernizacji istniejących systemów fotowoltaicznych
• Fabryk i magazynów
• Hoteli i szpitali
• Centrów danych
• Budynków komercyjnych
• Mikro-sieci
• Systemów zasilania awaryjnego
• Projektów redukcji szczytowego zapotrzebowania
• Aplikacji wspierających sieć
• Wsparcia ładowania pojazdów elektrycznych
• Miejsc, które ładują się zarówno z energii słonecznej, jak i z sieci

Dla wielu komercyjnych i przemysłowych projektów magazynowania energii, sprzężenie AC jest popularne, ponieważ system akumulatorowy może łączyć się bezpośrednio z systemem dystrybucji AC obiektu.

Który jest lepszy dla komercyjnego magazynowania energii?

W przypadku komercyjnego magazynowania energii, BESS ze sprzężeniem AC jest często praktycznym wyborem. Wiele obiektów komercyjnych posiada już istniejącą infrastrukturę elektryczną, połączenia z siecią, transformatory, rozdzielnice, a czasem systemy fotowoltaiczne. Dodanie systemu akumulatorowego ze sprzężeniem AC może być prostsze niż przebudowa strony DC systemu słonecznego.

BESS ze sprzężeniem AC dobrze sprawdza się również w redukcji opłat za moc szczytową, wygładzaniu szczytów, zasilaniu awaryjnym i zarządzaniu energią w zależności od czasu użytkowania. Te zastosowania często wymagają, aby akumulator reagował na obciążenia obiektu i sygnały sieciowe, a nie tylko na produkcję energii słonecznej.

Jeśli jednak firma buduje nowy projekt fotowoltaiczny z magazynowaniem energii od podstaw, warto rozważyć BESS ze sprzężeniem DC w celu lepszej integracji słonecznej i efektywności energetycznej.

Który jest lepszy dla farm słonecznych?

W przypadku nowych farm słonecznych, BESS ze sprzężeniem DC może być silną opcją, ponieważ akumulator może być bezpośrednio zintegrowany z produkcją PV. Może to pomóc w magazynowaniu obciętej energii i zmniejszeniu strat konwersji.

Jednak BESS ze sprzężeniem AC jest również szeroko stosowany w farmach słonecznych, ponieważ oferuje niezależną kontrolę i łatwiejszą integrację po stronie sieci. W niektórych projektach, akumulator ze sprzężeniem AC może uczestniczyć w usługach sieciowych, przesuwaniu energii i elastyczniejszym rozdzielaniu mocy.

Właściwy wybór zależy od połączenia projektu z siecią, współczynnika obciążenia falownika, układu terenu, modelu przychodów, zasad połączeń i strategii przesyłania energii.

PCS i rozważania dotyczące falowników

Falownik magazynowania energii lub PCS jest kluczowy dla projektowania zarówno BESS DC, jak i AC. W BESS ze sprzężeniem AC, PCS bezpośrednio zarządza ładowaniem i rozładowywaniem akumulatora do systemu AC. W BESS ze sprzężeniem DC, architektura konwersji może być bardziej zintegrowana z falownikiem PV lub konwerterem DC/DC.

Ważne uwagi dotyczące PCS obejmują:

• Moc znamionowa
• Zakres napięcia akumulatora
• Poziom napięcia AC
• Zdolność do tworzenia sieci lub podążania za siecią
• Wydajność
• Protokół komunikacyjny
• Kompatybilność z EMS
• Funkcje ochronne
• System chłodzenia
• Certyfikaty i zgodność z siecią

Dobrze zaprojektowany PCS pomaga poprawić wydajność, bezpieczeństwo i kompatybilność z siecią.

Jak wybrać między BESS DC lub AC

Aby wybrać między BESS DC lub AC, zacznij od celu projektu.

Wybierz BESS ze sprzężeniem DC, gdy:

• Projekt to nowy system fotowoltaiczny z magazynowaniem energii
• Energia słoneczna jest głównym źródłem ładowania
• Ważne jest przechwytywanie obciętej energii PV
• Wyższa wydajność ładowania słonecznego jest priorytetem
• System może być zaprojektowany jako jedno zintegrowane rozwiązanie

Wybierz BESS ze sprzężeniem AC, gdy:

• Projekt to modernizacja
• Na miejscu już zainstalowano panele fotowoltaiczne
• Akumulator wymaga niezależnego działania
• System musi ładować się z sieci
• Projekt dotyczy komercyjnego lub przemysłowego zarządzania energią
• Ważna jest elastyczność i przyszła rozbudowa

Najlepszy projekt systemu BESS powinien uwzględniać cele energetyczne, warunki na miejscu, budżet, architekturę elektryczną, przepisy sieciowe i długoterminową strategię działania.

Ostateczny werdykt: Który jest lepszy BESS DC czy AC?

Więc który jest lepszy: BESS DC czy AC? BESS ze sprzężeniem DC jest często lepszy dla nowych projektów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii, skupiających się na wydajności ładowania słonecznego i przechwytywaniu obciętej energii. BESS ze sprzężeniem AC jest często lepszy dla istniejących systemów słonecznych, obiektów komercyjnych, zasilania awaryjnego, mikro-sieci, magazynowania energii podłączonego do sieci i projektów, które wymagają elastycznej kontroli akumulatorów.

Obie konstrukcje mogą działać dobrze, jeśli są prawidłowo zaprojektowane. Właściwy wybór nie polega po prostu na tym, który jest bardziej zaawansowany. Chodzi o to, który pasuje do projektu.

Dla nowej farmy słonecznej zaprojektowanej wokół magazynowania energii, sprzężenie DC może oferować duże korzyści. Dla fabryki, hotelu, szpitala, centrum danych lub istniejącego obiektu PV, sprzężenie AC jest często bardziej praktycznym i elastycznym rozwiązaniem.

Udany projekt BESS zaczyna się od właściwej architektury, prawidłowego wyboru PCS, bezpiecznej instalacji i inteligentnego zarządzania energią. Gdy projekt systemu pasuje do zastosowania, zarówno magazynowanie energii z akumulatorów ze sprzężeniem DC, jak i AC może zapewnić niezawodne, wydajne i zyskowne działanie magazynowania energii.