O baterie de locuință poate fi complet încărcată când utilitatea cade și totuși să nu fie pregătită să alimenteze imediat circuitele cu backup. Energia stocată este doar o parte a problemei. Înainte ca acele circuite să poată fi alimentate în siguranță, sistemul trebuie să recunoască faptul că starea rețelei nu mai este acceptabilă, să separe partea protejată a locuinței de utilitate, să stabilească o sursă electrică locală și apoi să energizeze sarcinile care se află efectiv în sistemul de backup. Un comutator de transfer, sau echipament care îndeplinește aceeași funcție de transfer, ajută la controlul acelei granițe dintre operarea normală conectată la rețea și backupul intenționat.Partea locuinței cu backup trebuie să devină o insulă intenționată
Sistemele solare și de stocare conectate la rețea operează în mod normal alături de utilitate. Când alimentarea utilității dispare, ele nu pot continua pur și simplu să energizeze aceeași rețea electrică neschimbată. Partea instalației care va rămâne alimentată trebuie mai întâi separată deliberat de utilitate. Documentația SMA pentru backup cu baterie oferă un exemplu concret: în timpul unei căderi de rețea, un dispozitiv automat de comutare de transfer deconectează sistemul de backup de utilitate înainte ca invertorul să stabilească o rețea locală de backup. Principiul de siguranță din spatele acestei separări este anti-islanding. Generarea interactivă cu rețeaua nu trebuie să mențină involuntar energizată o secțiune externă a rețelei după pierderea alimentării utilității. (UL) (SMA)
Aceasta creează o distincție importantă între insularizarea nedorită și backupul intenționat. Anti-islanding se ocupă de prevenirea continuării alimentării părții de utilitate de către generarea locală după o pană. Operarea de backup face opusul pe partea protejată a unui punct de separare verificat: după izolare, un invertor compatibil cu backup poate stabili tensiunea și frecvența necesare sarcinilor locale. U.S. Department of Energy descrie sisteme solar-plus-storage care detectează pierderea energiei din rețea și trec în mod insular în timpul penelor. Insula, în acel caz, este sistemul de pe partea clientului separat deliberat, nu o extensie accidentală a rețelei căzute. (U.S. Department of Energy)
Secvența exactă de comutare depinde de echipament, așa că este util să separăm funcția generală de implementarea unui producător. În designul documentat de SMA, invertorul detectează o cădere de rețea, comutatorul de legătură deconectează sistemul de backup de utilitate, iar monitorizarea feedbackului confirmă starea de comutare înainte ca sarcinile de backup conectate să fie alimentate. Alte sisteme pot împacheta aceste funcții diferit, dar cerința de bază este similară: sursa de backup nu ar trebui să energizeze circuitele protejate ca insulă intenționată până când separarea necesară de utilitate nu a fost stabilită. (SMA)
Funcția de transfer nu apare întotdeauna ca o cutie convențională separată etichetată „ATS”. Tesla, de exemplu, folosește dispozitive precum Backup Gateway, Backup Switch și Gateway 3 pentru a detecta penele și a permite backup cu baterie în diferite configurații de sisteme Powerwall. Configurația hardware poate deci varia chiar și atunci când sarcina electrică rămâne recognoscibilă: detectarea condițiilor anormale ale rețelei, menținerea punctului de separare necesar și susținerea tranziției la alimentare locală. (Tesla)
Această tranziție explică și de ce un sistem de backup cu baterie nu trebuie tratat automat ca UPS. Poate exista o întrerupere reală în timp ce sistemul detectează pana, își schimbă starea de comutare și stabilește puterea de backup. SMA afirmă că una dintre configurațiile sale rezidențiale de backup lasă sarcinile fără alimentare aproximativ cinci până la șapte secunde în timpul transferului și spune explicit că această configurație nu îndeplinește cerințele UPS; sarcinile care nu pot tolera această întrerupere au nevoie de protecție UPS separată. Cifra de cinci până la șapte secunde aparține acelui sistem documentat, nu sistemelor de backup în general, dar arată de ce „are baterie” și „are alimentare neîntreruptă” sunt afirmații diferite. (SMA)
Granița de backup decide ce poate fi alimentat
Odată ce secțiunea protejată este separată de utilitate, locația fizică a graniței de backup devine vizibilă într-un mod practic. O configurație pentru întreaga locuință poate plasa panoul principal de distribuție pe partea cu backup. Un design parțial poate folosi în schimb un Backup Panel dedicat, care conține doar circuite selectate. Tesla publică ambele tipuri de configurație Powerwall. Într-o configurație parțială, circuitele din afara Backup Panel nu devin brusc eligibile pentru alimentare din baterie doar pentru că rămâne energie în baterie. (Tesla)
De aceea, două locuințe cu aceeași baterie se pot comporta diferit în aceeași pană. O instalație poate avea majoritatea circuitelor gospodăriei în spatele dispozitivului de backup, în timp ce alta poate proteja doar refrigerarea, iluminatul, comunicațiile sau alte sarcini selectate. Arhitectura de transfer determină ce circuite sunt conectate electric la sistemul local de backup. Dacă bateria și invertorul pot susține efectiv toate acele sarcini simultan și pentru cât timp este o întrebare separată de putere și energie.
La nivel funcțional, tranziția în timpul unei pene poate fi înțeleasă fără a presupune că fiecare produs folosește aceeași mașină internă de stări. Condițiile rețelei devin inacceptabile, partea protejată a instalației este separată de utilitate, o sursă locală este stabilită, iar circuitele din spatele acelei granițe pot fi apoi alimentate. Ceea ce contează nu este ca fiecare sistem să execute acțiuni identice ale releelor în milisecunde identice, ci faptul că backupul intenționat depinde de o graniță electrică verificată, nu doar de începerea descărcării bateriei.
Revenirea energiei de la utilitate trebuie controlată și ea. Un sistem de backup nu ar trebui să reconecteze secțiunea protejată doar pentru că apare o tensiune acceptabilă pentru o clipă. SMA documentează o perioadă de monitorizare a rețelei după revenirea alimentării utilității; după finalizarea cu succes a monitorizării, operarea de backup se încheie și sistemul se reconectează la utilitate. Timpul de așteptare necesar depinde de setările și cerințele aplicabile fiecărei țări. (SMA)
Situația inițială arată acum diferit. O baterie plină nu face singură o locuință pregătită pentru backup în clipa în care rețeaua dispare. Sistemul trebuie mai întâi să creeze o graniță electrică sigură, să stabilească alimentarea locală și să alimenteze doar circuitele care aparțin acelei granițe. Un comutator de transfer contează deoarece ajută ca această schimbare de stare electrică să fie deliberată. Bateria furnizează energia stocată; arhitectura de transfer determină când și unde poate fi folosită acea energie în timpul unei pene.
