Jak dodać do istniejącej instalacji PV magazyn energii? Postaw na AC coupling

Wiele funkcjonujących obecnie instalacji fotowoltaicznych opiera się na współpracy paneli PV i standardowych falowników on-grid. Integracja magazynu energii z taką instalacją jest wyzwaniem. Przede wszystkim dlatego że magazyn energii wymaga połączenia z falownikiem hybrydowym. Zatem właściciel musi albo wymienić inwerter on-gridowy na energii ładują magazyn energii po stronie DCoff-gridowy –, albo uzupełnić istniejącą instalację o falownik hybrydowy co daje całą gamę niezwykłych możliwości od połączenia magazynu energii, przez rozbudowę instalacji PV po uzupełnienie jej o agregat prądotwórczy. Jednak i tu mogą wystąpić problemy. Dodanie falownika i magazynu po stronie DC z dużym prawdopodobieństwem będzie wymagało prac budowlanych i położenia nowych kabli DC, łączących panele z drugim falownikiem. Problemy te eliminuje AC coupling.

Czym jest AC coupling?

AC coupling to sposób łączenia komponentów systemu fotowoltaicznego – szczególnie paneli PV, inwertera i magazynu energii – po stronie prądu przemiennego(AC). Dlaczego to takie ważne?

Panele fotowoltaiczne generują prąd stały (DC). Ten prąd DC trafia do falownika on-grid, który przekształca go na prąd przemienny (AC), zgodny ze standardami sieci elektroenergetycznej i.

Tradycyjne systemy magazynowania energii ładują magazyn energii po stronie DC, gdzie panele PV i baterie są połączone po stronie prądu stałego z falownikiem hybrydowym. Jednak próba integracji magazynu energii przez DC z istniejącą instalacją on-grid napotyka na szereg problemów.

- Po pierwsze falownik on-grid nie jest zaprojektowany do współpracy z bateriami po stronie DC. Aby umożliwić ładowanie baterii po stronie DC, zazwyczaj konieczna jest wymiana istniejącego falownika on-grid na falownik hybrydowy, który obsługuje zarówno panele PV, jak i magazyn energii. Można również dodać inwerter hybrydowy do istniejącej instalacji i połączyć go z panelami, jednak jeśli panele są oddalone od falownika, na przykład są posadowione na gruncie, a nie na dachu, prowadzenie nowych kabli DC może być kosztowne, pracochłonne i wymagać rozkopania terenu – wyjaśnia Mariusz Jackiewicz, Technical Support Manager w Solplanet.

Dodatkowo, w systemach z mikroinwerterami, w których konwersja DC na AC odbywa się już na poziomie paneli, podłączenie magazynu energii po stronie DC jest praktycznie niemożliwe bez demontażu mikroinwerterów i przeprojektowania całej instalacji.

AC coupling: prostsza droga do magazynowania energii

AC coupling pozwala na obejście tych problemów. Umożliwia bowiem integrację magazynu energii poprzez podłączenie falownika hybrydowego po stronie prądu przemiennego (AC) istniejącej instalacji. W tym scenariuszu:

1. Energia DC z paneli jest konwertowana na AC przez istniejący falownik on-grid i trafia do sieci domowej.
2. Falownik hybrydowy, podłączony po stronie AC, monitoruje przepływ energii.
3. Nadwyżka energii AC (produkcja PV przewyższająca bieżące zużycie) może być pobierana przez falownik hybrydowy i konwertowana na DC po to, by naładować magazyn.
4. W przypadku niedoboru produkcji PV lub w nocy energia DC z magazynu jest konwertowana z powrotem na AC przez falownik hybrydowy i zasila domowe urządzenia.

- AC coupling może okazać się najlepszym rozwiązaniem dla wielu właścicieli instalacji PV. Jednak aby był możliwy, konieczne jest wybranie falownika hybrydowego, który obsługuje taką funkcję. Jednym z niewielu dostępnych na polskim rynku rozwiązań tego typu są falowniki hybrydowe Solplanet. Umożliwiają bezproblemową integrację istniejących instalacji fotowoltaicznych z nowymi magazynami energii, wykorzystując już zainstalowane falowniki on-grid do ładowania magazynu po stronie AC. Dodtakowo nowy falownik hybrydowy przejmie na siebie funkcję precyzyjnego zarządzania przepływem energii by optymalizować ładowanie i rozładowywanie magazynu– dodaje Mariusz Jackiewicz.

Kluczowa rola licznika energii

Aby taki system działał wydajnie i precyzyjnie, kluczowa jest współpraca falownika z inteligentnym licznikiem energii. Monitoruje on przepływ prądu AC pomiędzy instalacją domową a siecią elektroenergetyczną, dostarczając falownikowi hybrydowemu informacji o produkcji, zużyciu i eksporcie energii do sieci.

- Licznik energii pełni kluczową rolę w zarządzaniu przepływem energii. Falownik hybrydowy monitoruje odczyty z licznika, aby określić, czy energia z paneli PV jest nadwyżkowa (produkcja większa niż bieżące zużycie). Jeśli tak, nadwyżka energii AC jest kierowana do ładowania magazynu podłączonego do falownika hybrydowego. W przypadku niedoboru produkcji PV lub w nocy energia zgromadzona w magazynie może być oddawana do zasilania odbiorników w domu – mówi ekspert z Solplanet.

W dostępnych obecnie na rynku rozwiązaniach falownik hybrydowy "widzi" jedynie przepływ energii między licznikiem głównym a sobą, co może prowadzić do niedokładnych odczytów danych dotyczących produkcji i zużycia.

- Aby dać właścicielom dokładniejsze dane, planujemy wprowadzenie w systemach Solplanet możliwości podłączenia dodatkowego licznika energii bezpośrednio do falownika hybrydowego, umieszczonego między starym falownikiem PV a licznikiem głównym. Dzięki temu dodatkowemu licznikowi falownik hybrydowy będzie miał bezpośredni wgląd w całkowitą produkcję energii przez panele PV. W połączeniu z danymi z licznika głównego system będzie w stanie precyzyjnie dostarczać dokładne dane do monitorowania w aplikacji – zapowiada Mariusz Jackiewicz.

AC coupling stanowi rewolucyjne podejście do integracji magazynów energii z istniejącymi instalacjami fotowoltaicznymi opartymi na falownikach on-grid. Eliminuje komplikacje związane z łączeniem po stronie DC, upraszcza instalację i obniża koszty rozbudowy. Wykorzystując możliwości tego rozwiązania, właściciele istniejących instalacji mogą zwiększyć swoją niezależność energetyczną, zdobyć niezbędne dofinansowanie oraz zmniejszyć swoje rachunki za prąd.