स्रोत: स्वच्छ ऊर्जा की समीक्षा
क्या है एसी या डीसी कपलिंग
एसी या डीसी युग्मन जिस तरह से सौर पैनलों युग्मित या एक ऊर्जा भंडारण या बैटरी प्रणाली से जुड़े हुए है को संदर्भित करता है ।
एक सौर सरणी और बैटरी के बीच विद्युत कनेक्शन का प्रकार या तो बारी वर्तमान (एसी) या प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) हो सकता है । एसी है जब वर्तमान तेजी से आगे और पीछे बहती है (यह है कि बिजली ग्रिड को संचालित करने के लिए उपयोग करता है) और डीसी है, जहां वर्तमान एक दिशा में बहती है । अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डीसी का उपयोग करते हैं, जबकि सौर पैनल डीसी का उत्पादन करते हैं, और बैटरी डीसी ऊर्जा की दुकान करते हैं। हालांकि, ज्यादातर बिजली के उपकरण एसी पर काम करते हैं । यही वजह है कि सभी घरों और कारोबारियों के पास एसी सर्किट होते हैं। डीसी एक इन्वर्टर का उपयोग कर एसी में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन, के रूप में कुछ ऊर्जा के नीचे समझाया हमेशा रूपांतरण में खो जाता है ।
सौर बैटरी विकास
सरल डीसी युग्मित सौर बैटरी सिस्टम एक बार केवल दूरदराज के बिजली सिस्टम और ऑफ ग्रिड घरों के लिए इस्तेमाल किया गया था, लेकिन पिछले दशक में इन्वर्टर प्रौद्योगिकी तेजी से उंनत और नए एसी युग्मित ऊर्जा भंडारण विन्यास के विकास के लिए नेतृत्व किया । हालांकि, डीसी युग्मित सिस्टम मृत से दूर हैं, वास्तव में एक सौर प्रभारी नियंत्रक या हाइब्रिड सौर इन्वर्टर का उपयोग कर के एक बैटरी प्रणाली चार्ज अभी भी सबसे कुशल विधि उपलब्ध है ।
हाल के वर्षों में बैटरी प्रौद्योगिकी में काफी सुधार हुआ है कई नए लिथियम बैटरी प्रकार के रूप में उभर निर्माताओं को जोड़ने या नए या मौजूदा सौर प्रणालियों के लिए बैटरी जोड़ी के लिए अलग तरीके का पता लगाने के साथ उभर रहा है । मूल टेस्ला पावरवॉल पहला 'हाई वोल्टेज' डीसी बैटरी सिस्टम था। तब से उच्च वोल्टेज (200-500V) बैटरी तेजी से लोकप्रिय हो गई हैं और विशेष हाइब्रिड इनवर्टर के साथ उपयोग की जाती हैं। हाल ही में, टेस्ला, सोनेन और एनफेज सहित कई प्रमुख सौर निर्माताओं द्वारा एसी बैटरी विकसित की गई है।
बैटरी भंडारण प्रणालियों की कई जटिल किस्मों के साथ अब उपलब्ध है, यहां हम प्रत्येक प्रकार के फायदे और नुकसान की व्याख्या करते हैं।
4 मुख्य सौर बैटरी प्रणाली प्रकार
डीसी युग्मित सिस्टम
एसी युग्मित सिस्टम
एसी बैटरी सिस्टम
हाइब्रिड इन्वर्टर सिस्टम
नोट: केवल डीसी या एसी युग्मित सिस्टम आम तौर पर ऑफ ग्रिड सौर प्रतिष्ठानों के लिए उपयोग किया जाता है। हम नीचे क्यों कारणों की व्याख्या करते हैं, साथ ही ऑफ-ग्रिड पावर सिस्टम के लिए एसी बनाम डीसी युग्मित सौर की तुलना करते हैं।
महत्वपूर्ण: यह केवल एक गाइड है! कम तकनीकी जानकारी के लिए होम ग्रिड-टाई या ऑफ-ग्रिड सौर बैटरी सिस्टम का चयन करने के लिए बुनियादी गाइड देखें। सौर और बैटरी भंडारण प्रणाली एक लाइसेंस प्राप्त विद्युत/सौर पेशेवर द्वारा स्थापित किया जाना चाहिए । सौर/ऊर्जा भंडारण प्रणालियां भारी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करती हैं और संग्रहीत करती हैं जिसके परिणामस्वरूप यदि स्थापना सभी प्रासंगिक विनियमों, मानकों और उद्योग दिशानिर्देशों को पूरा नहीं करती है तो क्षति या गंभीर चोट लग सकती है ।
1. डीसी युग्मित सिस्टम
डीसी युग्मित प्रणालियों का उपयोग दशकों से ऑफ-ग्रिड सौर प्रतिष्ठानों और छोटी क्षमता वाले ऑटोमोटिव/नौका विहार बिजली प्रणालियों में किया गया है । सबसे आम डीसी युग्मित सिस्टम सौर चार्ज नियंत्रकों (सौर नियामकों के रूप में भी जाना जाता है) का उपयोग करने के लिए सौर से सीधे एक बैटरी चार्ज, प्लस एक बैटरी इन्वर्टर घरेलू उपकरणों के लिए एसी बिजली की आपूर्ति करने के लिए ।
डीसी युग्मित (ऑफ-ग्रिड) सौर बैटरी प्रणाली का बुनियादी लेआउट आरेख
माइक्रो सिस्टम के लिए, जैसे कारवां/नावों या झोपड़ियों में इस्तेमाल किया, सरल PWM प्रकार सौर नियंत्रकों बहुत कम लागत के लिए 1 या 2 सौर पैनलों को जोड़ने के लिए एक 12 वोल्ट बैटरी चार्ज कर रहे हैं । पीडब्ल्यूएम (पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन) नियंत्रक कई अलग-अलग आकारों में आते हैं और एक छोटे से 10A संस्करण के लिए $ 25 के रूप में कम लागत करते हैं।
बड़ी प्रणालियों के लिए, एमपीपीटी सौर प्रभारी नियंत्रक 30% अधिक कुशल हैं और 100ए तक के आकार ों की एक श्रृंखला में उपलब्ध हैं। सरल पीडब्ल्यूएम नियंत्रकों के विपरीत, एमपीपीटी सिस्टम आमतौर पर 150 वोल्ट डीसी तक बहुत अधिक स्ट्रिंग वोल्टेज पर काम कर सकते हैं। हालांकि यह अभी भी ग्रिड-टाई सौर स्ट्रिंग इनवर्टर की तुलना में अपेक्षाकृत कम है जो 300-600V संचालित करते हैं।
उच्च वोल्टेज एमपीपीटी सोलर चार्ज नियंत्रक
अधिक शक्तिशाली, उच्च वोल्टेज सौर नियंत्रक उपलब्ध हैं; विट्रॉन एनर्जी से 250V तक और ऑस्ट्रेलिया में एईआरएल से 300V। श्नाइडर इलेक्ट्रिक और मॉर्निंगस्टार से भी अधिक 600V इकाइयां उपलब्ध हैं। ये बहुत अधिक महंगे हैं और एसी युग्मित प्रणालियों में उपयोग किए जाने वाले कई सौर स्ट्रिंग इनवर्टर की तरह कई एमपीपीटी के इनपुट नहीं हैं। हालांकि, एमपीपीटी चार्ज कंट्रोलर अभी भी एसी इन्वर्टर शटडाउन की स्थिति में बैटरी चार्ज करने का अपेक्षाकृत सस्ता और बहुत सुरक्षित तरीका है - यह दूरस्थ स्थानों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
लाभ
बहुत उच्च दक्षता - 99% बैटरी चार्जिंग दक्षता (एमपीपीटी का उपयोग करके)
5किलोवाट तक छोटे पैमाने पर ऑफ-ग्रिड सिस्टम के लिए ग्रेट कम लागत सेटअप
छोटे ऑटो या समुद्री प्रणालियों के लिए आदर्श केवल 1 - 2 सौर पैनलों की आवश्यकता होती है।
मॉड्यूलर - आवश्यकता पड़ने पर अतिरिक्त पैनल और नियंत्रकआसानी से जोड़े जा सकते हैं।
डीसी उपकरणों और भार शक्ति के लिए बहुत कुशल।
यदि कोई बिजली सेवा प्रदाता ग्रिड-टाई सौर अनुअनुमति (यानी 5किलोवाट अधिकतम) की क्षमता को प्रतिबंधित या सीमित करता है, तो डीसी द्वारा बैटरी सिस्टम को जोड़कर अतिरिक्त सौर जोड़ा जा सकता है।
नुकसान
5किलोवाट से ऊपर सेटअप सिस्टम के लिए अधिक जटिल के रूप में अक्सर समानांतर में कई तार की आवश्यकता होती है, प्लस स्ट्रिंग फ्यूजिंग।
5किलोवाट से ऊपर के सिस्टम के लिए महंगा हो सकता है क्योंकि कई उच्च वोल्टेज सौर चार्ज नियंत्रकों की आवश्यकता होती है।
डीसी (पीवी) से डीसी (बैट) से एसी में रूपांतरण के कारण दिन के दौरान बड़े एसी लोड को शक्ति देने पर थोड़ा कम दक्षता।
कई सौर नियंत्रक एलजी केम रेसू या बी-बॉक्स जैसे 'प्रबंधित' लिथियम बैटरी सिस्टम के साथ संगत नहीं हैं।
2. एसी युग्मित सिस्टम
एसी युग्मित सिस्टम बैटरी और ग्रिड/जनरेटर का प्रबंधन करने के लिए एक उन्नत मल्टी-मोड इन्वर्टर या इन्वर्टर/चार्जर के साथ मिलकर एक स्ट्रिंग सोलर इन्वर्टर का उपयोग करते हैं । हालांकि सेटअप के लिए अपेक्षाकृत सरल और बहुत शक्तिशाली, वे थोड़ा कम कुशल (90-94%) डीसी युग्मित प्रणालियों (98%) की तुलना में बैटरी चार्ज करने पर। हालांकि, ये सिस्टम दिन के दौरान उच्च एसी भार को शक्ति देने में बहुत कुशल हैं और कुछ को माइक्रो-ग्रिड बनाने के लिए कई सौर इनवर्टर के साथ विस्तारित किया जा सकता है।
एक एसी युग्मित सौर बैटरी प्रणाली के बुनियादी लेआउट आरेख - ग्रिड-टाई (हाइब्रिड) सेटअप
अधिकांश आधुनिक ऑफ-ग्रिड घर उन्नत मल्टी-मोड इन्वर्टर/चार्जर, जनरेटर नियंत्रण और ऊर्जा प्रबंधन सुविधाओं के कारण एसी युग्मित प्रणालियों का उपयोग करते हैं। इसके अलावा स्ट्रिंग सौर इनवर्टर उच्च डीसी वोल्टेज (600V या अधिक) के साथ काम करते हैं, इसलिए बड़े सौर सरणी आसानी से स्थापित किए जा सकते हैं। एसी युग्मन भी अच्छी तरह से मध्यम से बड़े 3 चरण वाणिज्यिक प्रणालियों के लिए अनुकूल है ।
लाभ
उच्च दक्षता जब इस तरह के एयर कंडीशनिंग, पूल पंप, और गर्म पानी की व्यवस्था के रूप में दिन के दौरान एसी उपकरणों बिजली के लिए इस्तेमाल किया, (९६%)
आम तौर पर 5kW से ऊपर बड़े सिस्टम के लिए कम स्थापना लागत।
कई स्थानों में कई स्ट्रिंग सौर इनवर्टर का उपयोग कर सकते हैं (एसी युग्मित माइक्रो ग्रिड)
3kW से ऊपर के अधिकांश स्ट्रिंग सौर इनवर्टर में दोहरी एमपीपीटी इनपुट हैं, इसलिए पैनलों के तार विभिन्न झुकाव और झुकाव कोणों पर स्थापित किए जा सकते हैं।
उन्नत एसी युग्मित सिस्टम एसी और डीसी युग्मन के संयोजन का उपयोग कर सकते हैं (नोट: यह कुछ लिथियम बैटरी के साथ संभव नहीं है)
नुकसान
बैटरी सिस्टम चार्ज करते समय कम दक्षता - लगभग 92%
क्वालिटी सोलर इनवर्टर छोटे सिस्टम के लिए महंगे हो सकते हैं।
दिन के दौरान सीधे डीसी लोड शक्ति जब कम दक्षता।
3. एसी बैटरी
एसी बैटरी ग्रिड से जुड़े घरों के लिए बैटरी भंडारण में एक नया विकास है जो बैटरी को आसानी से अपने नए या मौजूदा सौर स्थापना के लिए मिलकर एसी होने की अनुमति देता है। एसी बैटरी में लिथियम बैटरी कोशिकाएं, एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) और इन्वर्टर/चार्जर सभी एक कॉम्पैक्ट यूनिट में होते हैं।
ये सिस्टम एसी बैटरी इन्वर्टर के साथ डीसी बैटरी को जोड़ते हैं, लेकिन केवल ग्रिड से जुड़े सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए हैं क्योंकि (ट्रांसफॉर्मरलेस) इनवर्टर आमतौर पर अधिकांश घरों को पूरी तरह से ऑफ-ग्रिड चलाने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली नहीं होते हैं। सबसे प्रसिद्ध एसी बैटरी टेस्ला पावरवॉल 2 है, साथ ही सोननेबैटरी जो यूरोप और ऑस्ट्रेलिया में अधिक आम है। लीडिंग माइक्रो इन्वर्टर कंपनी एनफेज एनर्जी भी घर के इस्तेमाल के लिए बहुत कॉम्पैक्ट एसी बैटरी सिस्टम का निर्माता है । इन प्रणालियों को आम तौर पर स्थापित करने के लिए सरल कर रहे हैं, मॉड्यूलर और बाद में उपयोग के लिए सौर ऊर्जा के भंडारण के लिए सबसे किफायती विकल्पों में से एक ।
एसी सौर मंडल के साथ मिलकर एसी बैटरी का बुनियादी लेआउट आरेख - ग्रिड-टाई (कोई बैकअप नहीं दिखाया गया)
एसी युग्मित बैटरी इनवर्टर
एक और हालिया प्रवृत्ति एसी बैटरी सिस्टम बनाने के लिए 'रेट्रोफिट' एसी कपलिंग इन्वर्टर का उपयोग करना है। ये सिस्टम लोकप्रिय एलजी केम रेसू जैसे आम डीसी बैटरी के साथ एक साथ SMA सनी बॉय स्टोरेज जैसे एक विशेष एसी युग्मित बैटरी इन्वर्टर का उपयोग करते हैं।
लाभ
आसान पुराना - एक मौजूदा सौर स्थापना के साथ घरों में जोड़ा जा सकता है
ऊर्जा भंडारण को जोड़ने का किफायती तरीका।
आम तौर पर स्थापित करने के लिए सरल।
मॉड्यूलर प्रणाली विस्तार की अनुमति देने के लिए।
नुकसान
रूपांतरण के कारण कम दक्षता (डीसी - एसी - डीसी) - लगभग 90%
कुछ एसी बैटरी बैक-अप आपूर्ति (एनफेज) के रूप में कार्य नहीं कर सकती हैं
ऑफ-ग्रिड प्रतिष्ठानों के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है।
4. हाइब्रिड इन्वर्टर सिस्टम
हाइब्रिड सिस्टम को ग्रिड से जुड़े डीसी युग्मित सौर बैटरी सिस्टम के रूप में वर्णित किया जा सकता है। वे कई अलग-अलग कॉन्फ़िगरेशन में आते हैं और आमतौर पर हाइब्रिड या मल्टी-मोड इन्वर्टर का उपयोग करते हैं। आधुनिक हाइब्रिड इनवर्टर एक आम इकाई के अंदर हाई वोल्टेज एमपीपीटी कंट्रोलर/एस और बैटरी इन्वर्टर/चार्जर शामिल करते हैं । पहली पीढ़ी के हाइब्रिड इनवर्टर 48V लीड-एसिड या लिथियम बैटरी सिस्टम के साथ संगत थे, हालांकि हाल के वर्षों में उच्च वोल्टेज (400V+) हाइब्रिड सिस्टम तेजी से लोकप्रिय हो गए हैं।
हाई वोल्टेज या लो वोल्टेज? नई पीढ़ी 'हाई वोल्टेज' बैटरी पारंपरिक 48V बैटरी सिस्टम के विपरीत 300-500V डीसी (400V नाममात्र) की सीमा में काम करती है। यह कई फायदे प्रदान करता है, जिसमें बढ़ी हुई दक्षता शामिल है क्योंकि सौर सरणी आमतौर पर 300-600V पर संचालित होती है जो बैटरी वोल्टेज के समान है।
नई पीढ़ी के उच्च वोल्टेज (400V) बैटरी और संगत हाइब्रिड इनवर्टर 48V के बजाय 200-500V डीसी के बीच संचालित लिथियम बैटरी सिस्टम का उपयोग करते हैं । उच्च वोल्टेज बैटरी दो अलग अलग तरीकों से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है:
डीसी सौर सरणी और इन्वर्टर के बीच मिलकर ।
डीसी सीधे एक संगत हाइब्रिड इन्वर्टर के साथ मिलकर (जैसा कि नीचे दिखाया गया है)।
चूंकि अधिकांश सौर सरणी 300-600V के आसपास उच्च वोल्टेज पर काम करते हैं, इसलिए उच्च वोल्टेज बैटरी बहुत कम नुकसान के साथ कुशल डीसी-डीसी कन्वर्टर्स का उपयोग करती है। पहली पीढ़ी टेस्ला पावरवॉल पहली 400V बैटरी उपलब्ध थी और लोकप्रिय सोलरएज स्टोरिग हाइब्रिड इन्वर्टर से मेल खाई थी।
नई एलजी केम RESUH बैटरी रेंज अब सबसे लोकप्रिय LV 400V बैटरी सिस्टम में से एक है जो सोलरएज स्टोरिस्टोरिग, SMA सनी बॉय स्टोरेज और सोलैक्स एक्स-हाइब्रिड जनरल 3 सहित कई हाइब्रिड इनवर्टर के साथ संगत है।
डीसी बैटरी सिस्टम के साथ हाइब्रिड सोलर इन्वर्टर का बेसिक लेआउट आरेख
लाभ
स्थापित करने के लिए किफायती और सरल
कॉम्पैक्ट, मॉड्यूलर बैटरी विकल्प
उच्च वोल्टेज (400V बैटरी सिस्टम) का उपयोग करके छोटे केबल आकार और कम नुकसान
मौजूदा सौर प्रतिष्ठानों को रेट्रोफिट किया जा सकता है।
उच्च दक्षता बैटरी चार्जिंग - लगभग 95%
हाइब्रिड इनवर्टर उपलब्ध होने की बढ़ती संख्या
नुकसान
कुछ सिस्टम बैक-अप बिजली आपूर्ति के रूप में कार्य नहीं कर सकते
बैक-अप के साथ कई सिस्टम एक अंधकार के दौरान एक 3-5 दूसरी देरी है
आम तौर पर कम सर्ज रेटिंग और कोई जनरेटर नियंत्रण के साथ ट्रांसफॉर्मरलेस हाइब्रिड इनवर्टर के कारण ऑफ-ग्रिड प्रतिष्ठानों के लिए उपयुक्त नहीं है।
