AC Lwn. DC di Bangunan Kediaman Dilengkapi Dengan Solar-plus-storage

Penyelidik dari Universiti Teknologi Chalmers di Sweden telah membandingkan potensi penjimatan tenaga sistem pengagihan arus ulang alik (AC) dan arus terus (DC) untuk bangunan kediaman yang dilengkapi dengan sistem penyimpanan PV dan bateri. Khususnya, mereka melihat sama ada persediaan DC boleh menyebabkan kehilangan tenaga yang lebih rendah.

"Satu aspek yang diperoleh daripada kerja itu ialah kami boleh mempersembahkan penjimatan kerugian yang dimodelkan dengan pengedaran DC untuk iklim Nordic dengan - secara purata - sinaran yang lebih rendah," kata penyelidik Patrik Ollas.majalah pv. "Selain itu, kesan - dan keperluan yang terbukti - PV dan penyimpanan bateri untuk mencapai penjimatan tenaga dengan DC."

Untuk analisis mereka terhadap prestasi harian dan bermusim kedua-dua topologi, saintis menggunakan set data setahun penuh penggunaan beban, penjanaan PV, ciri kecekapan bergantung beban penukar elektronik kuasa (PEC) dan storan bateri. Mereka mempertimbangkan konfigurasi AC dan DC untuk bangunan dengan pemasangan solar-plus-storage berorientasikan selatan 3.6 kW pada sudut kecondongan 45 darjah. Mereka menganggap bangunan itu mempunyai ruang dan pemanasan air panas domestik melalui pam haba sumber tanah.

"Pengukuran individu diperoleh untuk perkakas berikut: pam haba sumber tanah, pengudaraan, pam air, dan penjanaan PV," kata saintis sambil menyatakan bahawa permintaan beban tahunan ialah 6,354 kWj, dengan PV menjana 3,113 kWj. "Kajian ini dilakukan untuk bangunan yang diikat grid; penukar AC/DC dua arah diperlukan untuk interaksi grid."

Kerja tersebut mempertimbangkan empat topologi sistem yang berbeza: AC—230 VAC dengan kecekapan bergantung beban, DC1—380 VDC dengan kecekapan bergantung beban, DC2—380 VDC dengan kecekapan penukar tetap, dan DC3—380 dan 20 VDC dengan kecekapan bergantung beban.

"Paras sub-voltan 20 VDC telah ditambah kepada DC1 dan DC2 untuk membekalkan beban dan pencahayaan yang lebih kecil melalui penukar DC/DC pusat," kata pasukan penyelidik itu.

Mereka mendapati bahawa kehilangan penukar dwiarah berbeza dengan ketara apabila dimodelkan dengan ciri kecekapan tetap dan bergantung kepada beban. Mereka juga mendapati bahawa topologi DC boleh mencapai penjimatan tenaga walaupun tanpa kemasukan PV atau storan bateri.

"Kerugian penukar terikat grid menggunakan pendekatan kecekapan malar (DC2) adalah 34 peratus lebih rendah daripada yang dalam kes melaksanakan kecekapan bergantung beban (DC1)," kata mereka. "Nilai kecekapan sistem bagi sistem masing-masing (AC dan DC1−3) ialah 95.3, 94.3, 95.8, dan 93.7 peratus, masing-masing."

Kumpulan itu membuat kesimpulan bahawa persediaan DC tidak memberikan pilihan yang baik dari segi pengurangan kerugian tanpa kemasukan sistem PV dan bateri.

"Dalam konteks yang lebih saintifik, kesilapan menggunakan kecekapan berterusan untuk kedua-dua bateri dan penukar elektronik kuasa telah diserlahkan," Ollas membuat kesimpulan. "Selain itu, penjimatan paling ketara diperolehi apabila kuasa PV disalurkan kepada beban secara langsung atau melalui storan bateri. Saya mengakui bahawa pengedaran DC dalam bangunan adalah aplikasi khusus dan terperangkap dalam situasi Catch-22 berkaitan bekalan produk dan permintaan. Walau bagaimanapun, beberapa kes tertentu mungkin menarik untuk ini, contohnya grid DC dalaman dengan PV, bateri dan gandingan EV serta bangunan pejabat dengan korelasi yang baik antara PV dan permintaan beban."

Para penyelidik membentangkan penemuan mereka dalam "Penjimatan Kehilangan Tenaga Menggunakan Pengagihan Arus Terus di Bangunan Kediaman dengan Fotovoltaik Suria dan Penyimpanan Bateri," yang baru-baru ini diterbitkan dalamTenaga.