سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی AC در مقابل DC-Coupled

در نصب یک سیستم انرژی خورشیدی، انتخاب ذخیره‌ساز انرژی به اندازه انتخاب پنل‌ها اهمیت دارد. یکی از تصمیمات مهم، انتخاب باتری متصل‌شده با جریان متناوب (AC-coupled) یا جریان مستقیم (DC-coupled) است. هرچند هر دو نوع برای ذخیره انرژی برای استفاده آینده عمل می‌کنند، اما یکی از آنها به صورت متفاوتی به سیستم شما متصل می‌شود که ممکن است بر عملکرد، هزینه و قابلیت تطبیق تأثیر بگذارد. اگر اصطلاحات ذکرشده در بالا گیج‌کننده به نظر می‌رسند، نگران نباشید؛ راهنمای ارائه‌شده مفاهیم پایه را به ساده‌ترین شکل توضیح می‌دهد و مثال‌هایی از موقعیت‌های واقعی ارائه می‌کند تا به شما کمک کند تشخیص دهید کدام یک برای شرایط شما مناسب‌تر است.

مرور کلی: سیستم‌های تزویج‌شده AC و DC چیستند؟

سیستم‌های جفت‌شده با سیستم متناوب (AC) و جفت‌شده با سیستم مستقیم (DC) نیز روش‌های متنوعی برای اتصال صفحات خورشیدی به باتری‌ها دارند که عمدتاً در نحوه تبدیل انرژی متفاوت هستند. صفحات خورشیدی، انرژی الکتریکی با جریان مستقیم (DC) تولید می‌کنند که به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌شود و سپس در خانه‌ها استفاده می‌شود. در یک سیستم جفت‌شده با DC، صفحات به‌طور مستقیم از طریق کنترل‌کننده شارژ، انرژی DC را به باتری تأمین می‌کنند و تنها در زمان مصرف انرژی آن را به AC تبدیل می‌کنند؛ بدین ترتیب نیاز به تبدیل انرژی از یک منبع DC حذف می‌شود. اما در سیستم جفت‌شده با AC، ابتدا انرژی DC بلافاصله به AC تبدیل می‌شود، سپس برای ذخیره‌سازی دوباره به DC و در زمان مصرف دوباره به AC تبدیل می‌شود.  این روش کمتر کارآمد است اما انعطاف‌پذیری بیشتری دارد. به عنوان مثال، اگر شخصی که قبلاً یک کابین داشته باشد بخواهد در آینده باتری نصب کند، استفاده از جفت‌کننده AC ساده‌تر خواهد بود. با این حال، در مورد شخصی که در حال ساخت یک خانه جدید دور از شبکه است، معمولاً جفت‌کردن DC گزینه مطلوب‌تری است، زیرا ساده‌تر بوده و انرژی کمتری مصرف می‌کند.

تفاوت‌های کلیدی در نصب و طراحی سیستم

سیستم‌های خورشیدی متصل به AC و DC نه تنها از نظر نحوه مدیریت توان با هم تفاوت دارند، بلکه از لحاظ نصب و طراحی نیز متفاوت هستند. سیستم‌های متصل به DC زمانی که تمام اجزا همزمان ساخته می‌شوند، مانند زمانی که پنل‌ها، کنترلر شارژ، باتری و اینورتر یکپارچه می‌شوند، معمولاً ساده‌تر هستند و تعداد مراحل تبدیل کمتری دخیل است و سیم‌کشی کمتری مورد نیاز است. این امر آن‌ها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای خانه‌های دور از شبکه یا ساختمان‌های نوآورانه تبدیل می‌کند که در آن‌ها فضا و بازدهی از ملاحظات کلیدی هستند. از سوی دیگر، ارتقاء سیستم‌های موجود (retrofits) بهتر با سیستم‌های متصل به AC کار می‌کند. اگرچه به‌روزرسانی یک اینورتر موجود برای اضافه کردن باتری نیازمند بازچیدمان کامل سیستم نیست، اما معمولاً به سخت‌افزار اضافی، دو اینورتر متصل به صورت سری، سیم‌کشی بیشتر و شاید افزایش گرما و نگهداری نیاز دارد.

چه زمانی از ذخیره‌سازی متصل به DC برای حداکثر عملکرد انتخاب کنیم

سیستم متصل‌شده مستقیم (DC-coupled) معمولاً کارآمدترین سیستم است. از آنجا که توان در حالت جریان مستقیم (DC) باقی می‌ماند تا زمان مصرف، هدررفت انرژی کمتری رخ می‌دهد و باتری‌ها به‌صورت مؤثرتری شارژ می‌شوند. این سیستم‌ها در خانه‌ها و کابین‌های بدون اتصال به شبکه و همچنین در شرایطی که هر وات انرژی مهم است، استفاده می‌شوند و نگهداری کمتری نیاز دارند. همچنین کنترل بهتری روی فرآیند شارژ فراهم می‌کنند که به افزایش عمر باتری کمک می‌کند. استفاده از یک سیستم DC در یک خانه اکولوژیک دورافتاده اجازه می‌دهد تا صفحات خورشیدی باتری‌ها را مستقیماً و با حداقل ضرر شارژ کنند و حتی در روزهای ابری یا بارانی نیز از بیشترین مقدار انرژی ذخیره‌شده استفاده شود.