Две жилища могат да имат сходни соларни панели и батерии, но да се държат много различно при отпадане на електрозахранването от мрежата. Едното остава без ток. Другото поддържа няколко основни кръга работещи. В отдалечен имот без връзка към електроразпределителната мрежа същото събитие е без значение, защото обектът вече работи със собствена електрическа мрежа.
Разликата не е просто в размера на батерията. On-grid, off-grid и hybrid описват различни отношения с електроразпределителната мрежа. За да ги разберете, задайте три въпроса: присъства ли мрежата при нормална работа? Какво задава напрежението и честотата, когато тя липсва? Кои енергийни източници могат да поддържат товарите захранени?
On-grid съхранението работи заедно с мрежата
On-grid, или свързана към мрежата, система работи паралелно с обществената електроенергийна мрежа. Мрежата осигурява установено AC напрежение и честота, към които grid-following оборудването се синхронизира. Тя също покрива разликата между локално производство и търсене: обектът може да внася електроенергия, когато соларната и батерийната мощност са недостатъчни, и може да изнася излишна енергия, когато местните правила го позволяват.
On-grid батерия може да съхранява излишна соларна енергия, да премества потреблението към друг момент или да следва работен график. Затова „on-grid“ не означава „соларна система без батерия“. Означава, че системата за съхранение е проектирана да взаимодейства с налична електроразпределителна мрежа при нормална работа.
Тази връзка не осигурява автоматично резервно захранване. U.S. Department of Energy обяснява, че традиционните grid-following инвертори използват мрежата като референция за формата на вълната и се изключват, когато смущенията излязат достатъчно извън допустимия диапазон. Ръководството на UL за приложение на инверторни системи също разграничава utility-interactive оборудване от stand-alone и multimode оборудване и описва anti-islanding защита, която предотвратява продължаващ износ след отпадане на мрежата.
В резултат заредена батерия може физически да присъства, докато сградата въпреки това губи захранване. За да продължи захранването на локални товари, е нужна система, проектирана да се отдели от отказалата мрежа и да работи като умишлен остров. Капацитетът на батерията отговаря колко енергия е налична; той не доказва, че инсталацията може да използва тази енергия по време на прекъсване.
Off-grid работата изисква локална електрическа референция
Off-grid система няма обществена мрежа, на която да разчита. Когато обектът захранва AC товари, оборудването в системата трябва да задава локалното напрежение и честота, докато производството, съхранението и търсенето остават балансирани във всеки момент. В инверторно базирана система тази роля обикновено се изпълнява от grid-forming или stand-alone-capable оборудване, а не от конвенционален grid-following инвертор.
Батерията и инверторът заедно помагат да се управляват както кратки, така и дълги дисбаланси. Те могат да реагират, когато мотор стартира или облак намали PV производството, след което да поддържат товарите след залез. Все пак те са само част от захранващата система. Соларна, вятърна, водна енергия или генератор на гориво могат да допринасят енергия, а системата за управление трябва да координира зареждане, разреждане, производство, резервни нива и, когато дизайнът го позволява, изключване на неосновни товари.
Затова off-grid проектирането е по-взискателно от добавянето на голяма батерия. Дизайнът трябва да покрива най-високото едновременно търсене сред товарите, които трябва да обслужва, и да ги поддържа през очакваните пропуски във възобновяемото производство, използвайки съхранена енергия и всеки управляем локален източник. Сезонното производство, променливото време, растежът на товара, загубите в оборудването и резервните маржове влияят на резултата.
Външен генератор не прави системата „on-grid“. Тя остава off-grid, докато не е свързана към обществената мрежа. IEA Photovoltaic Power Systems Programme документира off-grid системи, които комбинират PV, батерии и генераторни комплекти, а документацията на SMA за автономни системи дава конкретен пример за батериен инвертор, който формира локалната мрежа и координира батерии, генератори и товари. В този контекст генераторът е друг локален енергиен източник, често запазван за периоди, когато възобновяемото производство и съхранената енергия са недостатъчни.
„Hybrid“ описва възможност, а не гарантиран резултат
За това сравнение hybrid означава свързана към мрежата система за съхранение, предназначена да поддържа повече от един режим на работа. При налична мрежа тя може да внася, изнася, зарежда и разрежда според целите на обекта и местните правила. Когато се отчете прекъсване, конфигурация с резервно захранване може да изолира защитени кръгове и да установи локално захранване. Ръководството на DOE за устойчивост описва системи solar-plus-storage, които преминават в islanded режим след загуба на мрежово захранване и се свързват отново, когато услугата се възстанови.
Думата „hybrid“ обаче се използва свободно. Докладът на IEA PVPS например също използва „PV hybrid system“ за off-grid комбинации от PV, батерии и дизелово производство. На практика етикетът оставя няколко въпроса без отговор: кои кръгове остават захранени, колко бързо става прехвърлянето и дали инверторът може да стартира и поддържа остров без мрежата.
Тези функции трябва да се проверяват на системно ниво. Работеща резервна инсталация се нуждае от подходяща възможност за преобразуване на мощност, оборудване за изолация или прехвърляне, съвместими батерии и управления, както и ясно определена граница на резервните товари. Някои системи поддържат само специален изход за основни товари; други могат да бъдат проектирани за по-голяма част от сградата. Наличната батерийна енергия влияе върху времето на работа, а мощността на инвертора и дизайнът на резервните кръгове определят кои товари могат да работят едновременно.
Погледнати така, трите категории описват работни конфигурации, а не класове продукти. Свързана към мрежата система може да е достатъчна, когато мрежовата услуга е надеждна и резервно захранване не е необходимо. Обект без обществена мрежа се нуждае от самостоятелна електроенергийна мрежа. Обект, който се очаква да използва мрежата нормално и да поддържа избрани товари при прекъсвания, се нуждае от проверена multimode конфигурация. Нейните възможности за islanding, прехвърляне, поддръжка на товари и управление са по-информативни от категорията, отпечатана върху инвертора.
