Khi thêm bộ lưu trữ pin vào hệ thống năng lượng mặt trời, quyết định kỹ thuật đầu tiên là kiến trúc ghép nối: các tấm sạc pin ở phía DC (trước bộ biến tần năng lượng mặt trời) hay ở phía AC (sau nó)? Sự lựa chọn ảnh hưởng đến hiệu quả hệ thống, chi phí thiết bị, tính khả thi của việc trang bị thêm và dịch vụ lưới điện mà pin có thể cung cấp. Cả hai kiến trúc đều không vượt trội trên toàn cầu — câu trả lời đúng phụ thuộc vào việc bạn đang trang bị thêm hay xây dựng mới, kích thước của pin so với mảng năng lượng mặt trời và cấu trúc biểu giá mà pin đang tối ưu hóa.
Khớp nối DC: cách thức hoạt động
Trong hệ thống ghép nối DC, mảng năng lượng mặt trời kết nối trực tiếp với pin thông qua một biến tần lai quản lý cả PV MPPT và việc sạc/xả pin trên bus DC dùng chung. Biến tần lai sau đó chuyển đổi DC thành AC để tải trang web và xuất lưới trong một giai đoạn chuyển đổi duy nhất.
Dòng năng lượng khi có năng lượng mặt trời: PV → DC bus → pin (sạc) và/hoặc tải AC (thông qua biến tần). Pin không bao giờ cần phải chuyển đổi thành AC và ngược lại - nó sạc và xả thông qua một giai đoạn chuyển đổi.
Đặc điểm chính của khớp nối DC:
- Một biến tần xử lý cả PV và pin - số lượng linh kiện được lắp đặt thấp hơn
- Hiệu suất sử dụng pin từ năng lượng mặt trời: thường là 95–97% (mất một lần chuyển đổi)
- Pin có thể sạc từ năng lượng mặt trời ngay cả khi lưới điện ngoại tuyến (quan trọng đối với khả năng dự phòng)
- Mảng quang điện và pin đều bị hạn chế theo xếp hạng của biến tần lai
- Việc mở rộng quy mô pin vượt quá dung lượng biến tần vẫn cần có một biến tần pin ghép nối AC riêng biệt
Khớp nối AC: cách thức hoạt động
Trong hệ thống ghép nối AC, mảng năng lượng mặt trời kết nối với một thiết bị chuyên dụng biến tần năng lượng mặt trời (chuỗi hoặc trung tâm), cung cấp nguồn AC cho bus trang web. Pin kết nối với cùng một bus AC thông qua một cổng riêng biến tần pin (còn gọi là PCS - Hệ thống chuyển đổi năng lượng). Cả hai biến tần đều hoạt động độc lập.
Dòng năng lượng khi có năng lượng mặt trời: PV → biến tần năng lượng mặt trời (chuyển đổi AC) → bus công trường → biến tần pin (chuyển đổi AC-to-DC) → pin. Hai giai đoạn chuyển đổi xảy ra khi năng lượng mặt trời sạc pin.
Đặc điểm chính của khớp nối AC:
- Biến tần năng lượng mặt trời và biến tần pin có kích thước và lựa chọn độc lập
- Hiệu suất từ năng lượng mặt trời đến pin: thường là 88–93% (hai tổn thất chuyển đổi)
- Pin có thể sạc từ lưới điện độc lập với năng lượng mặt trời
- Dung lượng pin có thể được mở rộng mà không cần chạm vào mảng năng lượng mặt trời hoặc bộ biến tần của nó
- Lý tưởng cho việc trang bị thêm bộ lưu trữ cho hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời hiện có
So sánh song song
| Yếu tố | Khớp nối DC | Khớp nối AC |
|---|---|---|
| Hiệu suất từ năng lượng mặt trời đến pin | 95–97% | 88–93% |
| Hiệu suất nối lưới với pin | 92–95% | 92–95% (tương tự) |
| Trang bị thêm năng lượng mặt trời hiện có | Khó khăn – thay biến tần | Dễ dàng - thêm biến tần pin |
| Sạc năng lượng mặt trời ngoài lưới | Có - người bản xứ | Yêu cầu bỏ qua chống đảo |
| Tính linh hoạt của kích thước pin | Bị giới hạn bởi xếp hạng biến tần lai | Định cỡ độc lập |
| Số thành phần | Hạ xuống | Cao hơn |
| Đồng bằng chi phí lắp đặt điển hình | Thấp hơn cho xây dựng mới | Thấp hơn để trang bị thêm |
| Khả năng dịch vụ lưới | Đầy đủ (thông qua biến tần lai EMS) | Đầy đủ (thông qua biến tần pin EMS) |
| Phù hợp nhất | Hệ thống mới, nhỏ hơn | Trang bị thêm, pin lớn/riêng biệt |
Sự khác biệt về hiệu quả: nó có quan trọng về mặt tài chính không?
Khoảng cách hiệu suất 4–8 điểm phần trăm giữa khớp nối AC và DC để sạc từ năng lượng mặt trời sang pin nghe có vẻ đáng kể, nhưng tác động tài chính của nó phụ thuộc vào lượng năng lượng mặt trời thực sự chạy qua pin so với lượng năng lượng mặt trời thực sự chảy qua pin so với tải trực tiếp hoặc xuất lưới.
Hãy xem xét một mái nhà 200 kWp với pin 200 kWh. Nếu pin hấp thụ 150 MWh năng lượng mặt trời mỗi năm:
- Khớp nối DC với hiệu suất 96%: 144 MWh đạt tới pin
- Khớp nối AC với hiệu suất 91%: 136,5 MWh đạt tới pin
- Chênh lệch: 7,5 MWh/năm, trị giá khoảng 1.500 USD – 3.000 USD/năm tùy theo biểu giá tránh được
Trên một cục pin trị giá 80.000 USD, sự khác biệt về hiệu suất này chiếm <4% tổng chi phí dự án hàng năm — có ý nghĩa nhưng không mang tính quyết định. Tiết kiệm chi phí trang bị thêm từ khớp nối AC (không cần thay thế bộ biến tần năng lượng mặt trời đang hoạt động) thường lớn hơn khoảng cách về hiệu suất trọn đời đối với hầu hết các trang bị thêm thương mại.
Khi nào nên chọn khớp nối DC
- Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời mới xây dựng: không có biến tần hiện có để bảo tồn; thiết kế hệ thống như một đơn vị tích hợp ngay từ đầu.
- Hệ thống thương mại vừa và nhỏ trong đó pin có kích thước phù hợp với năng lượng mặt trời (tỷ lệ khoảng 1:1 tính bằng kWh so với sản lượng điện mặt trời hàng ngày).
- Các hệ thống không nối lưới hoặc ưu tiên dự phòng: Khớp nối DC duy trì khả năng sạc năng lượng mặt trời trong thời gian mất điện lưới mà không gặp bất kỳ sự phức tạp nào trong việc chống đảo.
- C&I khu dân cư và nhỏ trong đó một biến tần lai đơn giản hóa việc cài đặt, vận hành và giám sát. các Dòng sản phẩm lai Sungrow được thiết kế có mục đích cho kiến trúc này.
Khi nào nên chọn khớp nối AC
- Trang bị thêm bộ lưu trữ cho hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời hiện có: biến tần năng lượng mặt trời đang được bảo hành hoặc mới được lắp đặt - việc thay thế nó là lãng phí. Việc bổ sung một bộ biến tần dùng pin ghép nối AC trên bus AC hiện có là một quyết định kỹ thuật đúng đắn.
- Pin lớn so với năng lượng mặt trời: khi công suất nguồn pin vượt quá đáng kể công suất biến tần năng lượng mặt trời, khớp nối AC cho phép bạn điều chỉnh kích thước từng bộ phận một cách độc lập. Hệ thống năng lượng mặt trời 500 kW có thể cần pin 1 MW cho VPP hoặc dự phòng - khớp nối AC giúp tránh sự cần thiết của bộ biến tần lai quá khổ.
- Nguồn thế hệ hỗn hợp: nếu trang web có năng lượng mặt trời cộng với một máy phát điện diesel, phương pháp bus AC tích hợp tất cả các nguồn mà không có ràng buộc về khả năng tương thích bus DC.
- Hệ thống thương mại yêu cầu đăng ký VPP: Bộ biến tần dùng pin ghép nối AC thường được chứng nhận trước cho thị trường dịch vụ lưới điện vì bộ biến tần dùng pin giao tiếp trực tiếp với lưới điện mà không cần thông qua bộ điều khiển lai dành riêng cho năng lượng mặt trời.
Kiến trúc lai: kết hợp cả hai
Đối với các dự án thương mại và tiện ích lớn, kiến trúc bus kép đôi khi được sử dụng: pin ghép nối DC để tự tiêu thụ và dự phòng bằng năng lượng mặt trời chính, cùng với pin ghép nối AC bổ sung cho các dịch vụ lưới điện và quản lý nhu cầu. Điều này tối đa hóa hiệu quả của việc sạc năng lượng mặt trời đồng thời cho phép mở rộng quy mô pin độc lập để tạo doanh thu cho lưới điện. Nó làm tăng thêm độ phức tạp nhưng phổ biến ở các dự án có công suất trên 1 MW, trong đó mỗi điểm phần trăm hiệu suất đều có giá trị tài chính vật chất.
Căn chỉnh sản phẩm Sungrow
Đối với khớp nối DC, Biến tần hybrid dòng Sungrow SH tích hợp MPPT, quản lý pin và giao diện lưới trong một thiết bị, bao gồm các ứng dụng thương mại từ khu dân cư đến 250 kW. Đối với khớp nối AC, Dòng sản phẩm Sungrow BESS (Dòng MGL, MBL, ST) sử dụng các bộ PCS tích hợp kết nối với bất kỳ bus AC nào cùng với bất kỳ thương hiệu biến tần năng lượng mặt trời nào — một lợi thế chính cho các dự án trang bị thêm. Liên hệ với chúng tôi để thảo luận về kiến trúc nào phù hợp với dự án cụ thể của bạn.