AC vs. DC í íbúðarhúsnæði með sólar-plus-geymslu

Vísindamenn frá Chalmers Tækniháskólanum í Svíþjóð hafa borið saman orkusparnaðarmöguleika riðstraums (AC) og jafnstraums (DC) dreifikerfa fyrir íbúðarhús búin PV og rafhlöðu geymslukerfi. Sérstaklega skoðuðu þeir hvort DC uppsetningar gætu leitt til minni orkutaps.

„Einn þáttur sem er fenginn af vinnunni er að við gætum sett fram líkön fyrir tapsparnað með DC-dreifingu fyrir norrænt loftslag með – að meðaltali – lægri geislun,“ sagði rannsóknarmaðurinn Patrik Ollas.pv tímaritið. "Einnig áhrifin - og sannað nauðsyn - PV og rafhlöðugeymslu til að ná fram orkusparnaði með DC."

Fyrir greiningu sína á daglegri og árstíðabundinni frammistöðu þessara tveggja staðfræði, notuðu vísindamennirnir heils árs gagnasett um hleðslunotkun, PV-framleiðslu, álagsháða skilvirknieiginleika rafeindabreyta (PEC) og rafhlöðugeymslu. Þeir íhuguðu AC og DC stillingar fyrir byggingu með suður-stilla 3,6 kW sólarorku-plus-geymslu uppsetningu á halla horn 45 gráður. Þeir gerðu ráð fyrir að byggingin væri með plássi og upphitun á heitu vatni til heimilisnota með jarðvarmadælu.

„Einstakar mælingar voru fengnar fyrir eftirfarandi tæki: varmadælu frá jörðu niðri, loftræsting, vatnsdælur og PV framleiðsla,“ sögðu vísindamennirnir og bentu á að árleg álagsþörf er 6.354 kWst, þar sem PV myndar 3.113 kWst. "Þessi rannsókn var gerð fyrir byggingu sem er tengd rist; þörf var á tvíátta AC/DC breytir fyrir samspil nets."

Verkið tók til fjögurra mismunandi kerfisfræði: AC—230 VAC með álagsháðri skilvirkni, DC1—380 VDC með álagsháðri skilvirkni, DC2—380 VDC með föstum breytivirkni og DC3—380 og 20 VDC með álagsháðri skilvirkni.

„20 VDC undirspennustigi var bætt við DC1 og DC2 til að veita minni álagi og lýsingu í gegnum miðlægan DC/DC breytir,“ sagði rannsóknarhópurinn.

Þeir komust að því að tapið á tvíátta breytinum er verulega mismunandi þegar það er gert með föstum og álagsháðum skilvirknieiginleikum. Þeir komust einnig að því að staðfræði DC gæti náð orkusparnaði jafnvel án þess að taka með PV eða rafhlöðugeymslu.

„Tapið á nettengda breytinum með stöðugri skilvirkni (DC2) var 34 prósentum lægra en í tilvikinu þegar verið er að innleiða álagsháða skilvirkni (DC1),“ sögðu þeir. „Kerfisnýtnigildi viðkomandi kerfa (AC og DC1−3) voru 95,3, 94,3, 95,8 og 93,7 prósent, í sömu röð.

Hópurinn komst að þeirri niðurstöðu að DC uppsetningin væri ekki hagstæður kostur hvað varðar minnkun taps án þess að vera með PV og rafhlöðukerfi.

„Í vísindalegra samhengi var bent á það ranga að nota stöðuga skilvirkni fyrir bæði rafhlöðuna og rafeindabreytirinn,“ sagði Ollas að lokum. "Einnig náðist mesti sparnaðurinn þegar PV-orku var veitt beint til hleðslunnar eða í gegnum rafhlöðugeymsluna. Ég viðurkenni að DC dreifing í byggingum er sess forrit og er lent í Catch-22 ástandi varðandi framboð á vörur og eftirspurn. Hins vegar gætu nokkur sérstök tilvik verið áhugaverð fyrir þetta, til dæmis innri DC net með PV, rafhlöðu og EV tengi og skrifstofubyggingar með góða fylgni milli PV og álagsþörf."

Rannsakendur kynntu niðurstöður sínar í „Energy Loss Savings Using Direct Current Distribution in a Residential Building with Solar Photovoltaic and Battery Storage,“ sem nýlega var birt íOrka.