Domácí baterie může být plně nabitá, když veřejná síť selže, a přesto nemusí být připravena okamžitě napájet zálohované okruhy. Uložená energie je jen jednou částí problému. Než mohou být tyto okruhy bezpečně napájeny, systém musí rozpoznat, že podmínky sítě už nejsou přijatelné, oddělit chráněnou část domu od veřejné sítě, vytvořit místní elektrický zdroj a potom napájet zátěže, které jsou skutečně uvnitř záložního systému. Přepínač sítí — nebo zařízení plnící stejnou přepínací funkci — pomáhá řídit tuto hranici mezi běžným provozem připojeným k síti a záměrnou zálohou.Zálohovaná část domu se musí stát záměrným ostrovem
Solární a úložné systémy připojené k síti běžně pracují vedle veřejné sítě. Když napájení ze sítě zmizí, nemohou jednoduše beze změny pokračovat v energizaci stejné elektrické sítě. Část instalace, která zůstane napájená, musí být nejprve záměrně oddělena od veřejné sítě. Dokumentace zálohování baterií SMA nabízí jeden konkrétní příklad: při výpadku sítě automatické přepínací zařízení odpojí záložní systém od veřejné sítě dříve, než měnič vytvoří místní záložní síť. Bezpečnostním principem za tímto oddělením je anti-islanding. Výroba interagující s veřejnou sítí nesmí neúmyslně udržovat externí část sítě pod napětím po ztrátě napájení ze sítě. (UL) (SMA)
Tím vzniká důležité rozlišení mezi nežádoucím ostrovním provozem a záměrnou zálohou. Anti-islanding se zabývá zabráněním tomu, aby místní výroba po výpadku dál napájela stranu veřejné sítě. Záložní provoz dělá opak na chráněné straně ověřeného oddělovacího bodu: po izolaci může měnič schopný zálohy vytvořit napětí a frekvenci potřebné pro místní zátěže. U.S. Department of Energy popisuje systémy solar-plus-storage, které detekují ztrátu napájení ze sítě a během výpadků přecházejí do ostrovního režimu. Ostrov je v tomto případě záměrně oddělený zákaznický systém, ne náhodné prodloužení selhané sítě. (U.S. Department of Energy)
Přesná sekvence přepnutí závisí na zařízení, takže je užitečné oddělit obecnou funkci od implementace jednoho výrobce. V dokumentovaném návrhu SMA měnič detekuje výpadek sítě, spojovací spínač odpojí záložní systém od veřejné sítě a zpětné monitorování potvrdí stav přepnutí dříve, než jsou připojené záložní zátěže napájeny. Jiné systémy mohou tyto funkce balit jinak, ale základní požadavek je podobný: záložní zdroj by neměl energizovat chráněné okruhy jako záměrný ostrov, dokud nebylo zřízeno požadované oddělení od veřejné sítě. (SMA)
Přepínací funkce se ne vždy objevuje jako konvenční samostatná krabice označená „ATS“. Tesla například používá zařízení jako Backup Gateway, Backup Switch a Gateway 3 k detekci výpadků a povolení bateriové zálohy v různých konfiguracích systému Powerwall. Rozložení hardwaru se proto může lišit, i když elektrický úkol zůstává rozpoznatelný: detekovat abnormální podmínky sítě, udržet požadovaný oddělovací bod a podpořit přechod na místní dodávku. (Tesla)
Tento přechod také vysvětluje, proč by se systém bateriové zálohy neměl automaticky považovat za UPS. Během detekce výpadku, změny stavu přepnutí a vytvoření záložního napájení může dojít ke skutečnému přerušení. SMA uvádí, že jedno z jejích rezidenčních záložních uspořádání ponechává zátěže bez napájení po dobu asi pěti až sedmi sekund během přepnutí a výslovně říká, že toto uspořádání nesplňuje požadavky UPS; zátěže, které toto přerušení nemohou tolerovat, potřebují samostatnou ochranu UPS. Hodnota pěti až sedmi sekund patří tomuto dokumentovanému systému, ne záložním systémům obecně, ale ukazuje, proč „má baterii“ a „má nepřerušované napájení“ jsou odlišná tvrzení. (SMA)
Hranice zálohy rozhoduje, co lze napájet
Jakmile je chráněná část oddělena od veřejné sítě, fyzické umístění hranice zálohy se prakticky zviditelní. Uspořádání pro celý dům může umístit hlavní rozvaděč na zálohovanou stranu. Návrh pro část domu může místo toho použít vyhrazený Backup Panel obsahující pouze vybrané okruhy. Tesla zveřejňuje oba typy konfigurace Powerwall. V uspořádání pro část domu se okruhy mimo Backup Panel nestanou najednou způsobilými pro napájení z baterie jen proto, že v baterii zůstává energie. (Tesla)
Proto se dva domy se stejnou baterií mohou při stejném výpadku chovat odlišně. Jedna instalace může mít za záložním zařízením většinu domácích okruhů, zatímco jiná může chránit pouze chlazení, osvětlení, komunikaci nebo jiné vybrané zátěže. Přepínací architektura určuje, které okruhy jsou elektricky připojeny k místnímu záložnímu systému. Zda baterie a měnič dokážou všechny tyto zátěže skutečně podporovat najednou a jak dlouho, je samostatná otázka výkonu a energie.
Na funkční úrovni lze přechod při výpadku chápat bez předpokladu, že každý produkt používá stejný interní stavový automat. Podmínky sítě se stanou nepřijatelnými, chráněná část instalace se oddělí od veřejné sítě, vytvoří se místní zdroj a okruhy za touto hranicí pak mohou být napájeny. Důležité není to, že každý systém provádí identické reléové akce ve stejných milisekundách, ale to, že záměrná záloha závisí na ověřené elektrické hranici, nikoli jen na tom, že se baterie začne vybíjet.
Návrat napájení z veřejné sítě musí být také řízen. Záložní systém by neměl znovu připojit chráněnou část jen proto, že se na okamžik objeví přijatelné napětí. SMA dokumentuje období monitorování sítě po návratu napájení; jakmile je toto monitorování úspěšně dokončeno, záložní provoz končí a systém se znovu připojí k veřejné síti. Požadovaná čekací doba závisí na příslušných nastaveních a požadavcích dané země. (SMA)
Úvodní situace nyní vypadá jinak. Plná baterie sama o sobě nepřipraví dům na zálohu v okamžiku, kdy síť zmizí. Systém musí nejprve vytvořit bezpečnou elektrickou hranici, zřídit místní dodávku a obsluhovat pouze okruhy, které patří dovnitř této hranice. Přepínač sítí je důležitý, protože pomáhá učinit změnu elektrického stavu záměrnou. Baterie poskytuje uloženou energii; přepínací architektura určuje, kdy a kde lze tuto energii během výpadku použít.
