Domáca batéria môže byť úplne nabitá, keď zlyhá verejná sieť, a stále nemusí byť pripravená okamžite napájať zálohované okruhy. Uložená energia je len jednou časťou problému. Skôr než sa tieto okruhy môžu bezpečne napájať, systém musí rozpoznať, že sieťové podmienky už nie sú prijateľné, oddeliť chránenú časť domu od verejnej siete, vytvoriť lokálny elektrický zdroj a potom napájať záťaže, ktoré sú skutočne v záložnom systéme. Prepínač napájania — alebo zariadenie vykonávajúce rovnakú prepínaciu funkciu — pomáha riadiť hranicu medzi normálnou prevádzkou pripojenou k sieti a úmyselnou zálohou.Zálohovaná časť domu sa musí stať úmyselným ostrovom
Solárne a úložné systémy pripojené k sieti zvyčajne pracujú popri verejnej sieti. Keď napájanie z verejnej siete zmizne, nemôžu jednoducho pokračovať v napájaní tej istej elektrickej siete bez zmeny. Časť inštalácie, ktorá zostane napájaná, sa musí najprv zámerne oddeliť od verejnej siete. Dokumentácia zálohovania batérií SMA poskytuje konkrétny príklad: počas poruchy siete automatické prepínacie zariadenie odpojí záložný systém od verejnej siete skôr, než menič vytvorí lokálnu záložnú sieť. Bezpečnostný princíp za týmto oddelením je anti-islanding. Výroba interagujúca so sieťou nesmie neúmyselne udržiavať externú časť siete pod napätím po strate napájania z verejnej siete. (UL) (SMA)
Tým vzniká dôležitý rozdiel medzi nechceným ostrovom a úmyselnou zálohou. Anti-islanding sa zaoberá tým, aby lokálna výroba po výpadku nepokračovala v napájaní strany verejnej siete. Záložná prevádzka robí na chránenej strane overeného bodu oddelenia opak: po izolácii môže záložne schopný menič vytvoriť napätie a frekvenciu potrebné pre lokálne záťaže. U.S. Department of Energy opisuje systémy solar-plus-storage, ktoré zistia stratu sieťového napájania a počas výpadkov sa prepnú do ostrovného režimu. Ostrovom je v tomto prípade zámerne oddelený systém na strane zákazníka, nie náhodné predĺženie zlyhanej siete. (U.S. Department of Energy)
Presná prepínacia sekvencia závisí od zariadenia, preto je užitočné oddeliť všeobecnú funkciu od implementácie jedného výrobcu. V dokumentovanom návrhu SMA menič zistí poruchu siete, spojovací spínač odpojí záložný systém od verejnej siete a spätné monitorovanie potvrdí stav prepnutia skôr, než sú pripojené zálohované záťaže napájané. Iné systémy môžu tieto funkcie zabaliť odlišne, no základná požiadavka je podobná: záložný zdroj by nemal napájať chránené okruhy ako úmyselný ostrov, kým sa nevytvorí požadované oddelenie od verejnej siete. (SMA)
Prepínacia funkcia sa nie vždy objavuje ako bežná samostatná skrinka označená „ATS.“ Tesla napríklad používa zariadenia ako Backup Gateway, Backup Switch a Gateway 3 na detekciu výpadkov a umožnenie batériovej zálohy v rôznych konfiguráciách systému Powerwall. Hardvérové usporiadanie sa preto môže líšiť, aj keď elektrická úloha zostáva rozpoznateľná: zistiť abnormálne sieťové podmienky, udržať požadovaný bod oddelenia a podporiť prechod na lokálnu dodávku. (Tesla)
Tento prechod tiež vysvetľuje, prečo by sa batériový záložný systém nemal automaticky považovať za UPS. Počas toho, ako systém zistí výpadok, zmení stav prepínania a vytvorí záložné napájanie, môže nastať skutočné prerušenie. SMA uvádza, že jedno z jeho rezidenčných záložných usporiadaní ponechá záťaže bez dodávky približne päť až sedem sekúnd počas prepnutia a výslovne hovorí, že toto usporiadanie nespĺňa požiadavky UPS; záťaže, ktoré takéto prerušenie netolerujú, potrebujú samostatnú ochranu UPS. Údaj päť až sedem sekúnd patrí tomuto dokumentovanému systému, nie záložným systémom vo všeobecnosti, ale ukazuje, prečo „má batériu“ a „má neprerušované napájanie“ sú odlišné tvrdenia. (SMA)
Hranica zálohy rozhoduje, čo možno napájať
Keď je chránená časť oddelená od verejnej siete, fyzické umiestnenie záložnej hranice sa ukáže veľmi prakticky. Usporiadanie pre celý dom môže umiestniť hlavný rozvádzač na zálohovanú stranu. Čiastočný návrh domu môže namiesto toho použiť vyhradený Backup Panel obsahujúci iba vybrané okruhy. Tesla zverejňuje oba typy konfigurácie Powerwall. V čiastočnom domácom usporiadaní sa okruhy mimo Backup Panelu nestanú zrazu vhodnými na napájanie z batérie len preto, že v batérii zostáva energia. (Tesla)
Preto sa dva domy s tou istou batériou môžu počas rovnakého výpadku správať odlišne. Jedna inštalácia môže mať za záložným zariadením väčšinu domácich okruhov, zatiaľ čo iná môže chrániť iba chladenie, osvetlenie, komunikáciu alebo iné vybrané záťaže. Prepínacia architektúra určuje, ktoré okruhy sú elektricky pripojené k lokálnemu záložnému systému. To, či batéria a menič skutočne dokážu podporiť všetky tieto záťaže naraz a ako dlho, je samostatná otázka výkonu a energie.
Na funkčnej úrovni sa preto prechod pri výpadku dá pochopiť bez predpokladu, že každý produkt používa rovnaký interný stavový automat. Sieťové podmienky sa stanú neprijateľnými, chránená časť inštalácie sa oddelí od verejnej siete, vytvorí sa lokálny zdroj a okruhy za touto hranicou sa potom môžu napájať. Dôležité nie je, aby každý systém vykonával rovnaké reléové úkony v rovnakých milisekundách, ale to, že úmyselná záloha závisí od overenej elektrickej hranice, nie od toho, že batéria iba začne vybíjať.
Návrat napájania z verejnej siete musí byť tiež riadený. Záložný systém by nemal znovu pripojiť chránenú časť len preto, že sa na okamih objaví prijateľné napätie. SMA dokumentuje obdobie monitorovania siete po návrate napájania z verejnej siete; keď sa toto monitorovanie úspešne dokončí, záložná prevádzka sa ukončí a systém sa znovu pripojí k verejnej sieti. Požadovaný čas čakania závisí od príslušných nastavení a požiadaviek krajiny. (SMA)
Úvodná situácia teraz vyzerá inak. Plná batéria sama osebe neurobí dom pripraveným na zálohu v okamihu, keď sieť zmizne. Systém musí najprv vytvoriť bezpečnú elektrickú hranicu, zabezpečiť lokálnu dodávku a napájať iba okruhy, ktoré patria dovnútra tejto hranice. Prepínač napájania je dôležitý, pretože pomáha urobiť túto zmenu elektrického stavu zámernou. Batéria poskytuje uloženú energiu; prepínacia architektúra určuje, kedy a kde možno túto energiu počas výpadku použiť.
