如何为现有并网太阳能系统添加备用电池？

• 交流耦合：拼接交流接线以添加存储就绪逆变器和电池

• 直流耦合：拼接直流接线以添加存储就绪逆变器和电池

• 逆变器更换：用存储就绪逆变器替换现有逆变器

我们注意到最近人们打来的电话激增，希望为他们现有的并网太阳能系统添加备用电池。 

其中许多电话来自我们的家乡加利福尼亚州，PG&E 已宣布轮流停电，以限制野火的影响。随着计划停电的临近，太阳能业主一直在推动在他们的系统中添加备用电池，以在电网停电期间保持灯亮。

不幸的是，这个过程并不像简单地连接一个新电池组那么容易。并网逆变器旨在转换来自太阳能电池板的直流电，但它们并非旨在与电池组集成。您通常需要添加新组件才能使逆变器与电池一起工作。

它也不便宜。电池是太阳能系统中最昂贵的部分。在适当大小的电池组和像 Outback Radian 这样的基于电池的逆变器之间，您需要考虑至少 10 块电池才能将电池添加到平均大小的并网系统中。（我们想提前明确这一点，因为当我们告诉打电话给我们的人备用电源包的成本可能比系统本身更高时，他们常常会感到震惊！）

如果您担心最近的停电并想要最具成本效益的解决方案，那么您最好的选择可能是燃气发生器。它的前期成本会更低，并且可能更容易与您现有的系统配对，因为对系统规模的限制较少。燃气发电机通常足够大，可以为您的大部分或全部家庭提供支持，而逆变器和电池组的大小通常只能为基本电器供电，因为大型电池系统很快就会变得昂贵。

燃气发电机有其自身的缺点：噪音大、不太环保、需要维护和燃料源。但毫无疑问，它们是最具成本效益的前期选择。

电池的前期成本较高，但免维护且用途更广泛。主要吸引力是存储和管理电池板产生的能量，以便您可以在长期停电期间使用太阳能充电。使用电池的另一个好处是，它们几乎可以立即打开并为您的家庭供电，通常不到 1 秒，并且不会中断您的电器。气体发生器需要几分钟的时间来启动发动机、预热并开始提供电力。

如果您确实决定使用备用电池，本文将介绍您可以采取的 3 种方法：

1.交流耦合

2.直流耦合

3.用储能逆变器替代并网逆变器

方法#1：交流耦合

并网逆变器需要电网才能运行——它们不断检测电网电压和频率，如果超出范围就会关闭。 

在交流耦合系统中，并网逆变器与离网逆变器和电池组配对。离网逆变器提供第二电源，有效诱骗并网逆变器保持在线状态。这使您可以在停电期间为电池充电并运行基本电器。

交流耦合的最佳选择是 Outback Radian。最新固件支持频移交流耦合，可与任何经过 UL 1741 SA 标准认证的逆变器配合使用。 

此功能使离网逆变器改变其频率以控制并网逆变器的输出。弧度在需要时限制来自太阳能电池阵列的功率，以防止电池过度充电。

以下是选择逆变器的基本选型指南：

• Radian 的铭牌容量应比并网逆变器高至少25%。

• GS8048A 可与额定功率高达 6 kW 的并网逆变器交流耦合（Fronius 逆变器最大为 5 kW）

• GS4048A 可与额定功率高达 3 kW 的并网逆变器进行交流耦合（Fronius 逆变器最大功率为 2.5kW）

• 需要 MATE3s 遥控器以及逆变器和遥控器的更新固件

有关使用交流耦合向现有并网系统添加备用电池的更多信息，请参阅内陆网站。

交流耦合的优点

这是改造系统（尤其是微型逆变器系统）的最简单方法。电池组连接到安装在并网逆变器和负载面板之间的 Radian。现有并网逆变器无需拆除。

交流耦合的缺点

逆变器和电池尺寸的严格准则使得确定附加尺寸的过程成为一个挑战。如果逆变器或电池组尺寸过小，系统将表现不佳或根本无法工作。此外，如果现有的并网逆变器很大，则交流耦合系统可能会变得非常昂贵。

兼容：

• 市场上大多数并网逆变器（符合 UL 1741 SA 的任何产品）

方法#2：直流耦合

在直流耦合系统中，太阳能电池阵列使用充电控制器直接连接到电池组。 

这就是离网系统的工作原理，如果并网系统使用 600 伏组串逆变器，也可以这样做。它适用于 SMA Sunny Boys、许多 Fronius 逆变器或任何其他 600 伏组串逆变器。

这款 Morningstar 600 伏充电控制器旨在改造带有电池的并网系统。它可以与我们任何一个没有充电控制器的预接线电源中心结合使用。

600V 充电控制器将安装在现有光伏阵列和并网逆变器之间。它包括一个手动开关，用于在并网和离网模式之间切换。这种方法的缺点是它无法编程——必须物理地转动开关才能开始给电池充电。

基于电池的逆变器仍然可以自动打开并为您的关键设备供电，但光伏阵列在开关打开之前不会为电池充电。因此，您必须记住并在现场打开太阳能充电。否则，您可能会发现电池电量耗尽，并且无法通过太阳能充电。

直流耦合的优点

与交流耦合相比，直流耦合适用于更广泛的离网逆变器和电池组尺寸。 

直流耦合的缺点

手动转换开关意味着您必须能够启动光伏充电。如果您忘记或不在场，您的系统仍将提供备用电源，但电池组不会通过太阳能充电，直到有人手动打开控制器上的开关。

兼容：

• 大多数住宅串式逆变器的额定最大输入电压为 600 伏

用存储就绪逆变器替换并网逆变器

最后一个选项通常是最昂贵的：您可以移除现有的并网逆变器，并将其替换为存储就绪逆变器。

这种方法将是最灵活的选择——它适用于所有现有的并网系统。市场上有一些专门设计用于并网系统储能的逆变器：

• Sol-Ark 是一款强大的逆变器，无论有电池还是无电池均可运行

• StorEdge 可替代标准 SolarEdge 逆变器（提供 3.8kW 和 7.6kW 型号）

•需要拆除微型逆变器并更换为任何存储就绪系统

理想情况下，您希望用尺寸大致相同且可以使用相同阵列接线的逆变器替换现有逆变器。

在许多情况下，该解决方案比通过交流或直流耦合调整现有系统更可取，因为这些逆变器是从头开始设计的，考虑到了能量存储。它们包括一些很酷的功能，例如存储能源并在高峰使用时间 (TOU) 期间将其卖回给公用事业公司，以充分利用本地净计量政策。

这种方法对于微型逆变器来说很困难，因为需要花费更多的工作来拆除旧的逆变器并用替换件对每个面板进行改造。人工成本较高且耗时，因此交流耦合解决方案通常是微型逆变器系统的更好替代方案。

更换逆变器的优点

• 适用于任何系统

• 存储就绪逆变器具有附加功能

更换逆变器的缺点

• 最昂贵的选择，特别是对于微型逆变器

兼容：

• 所有系统

包起来

用新设备改造太阳能系统可能会很棘手，因为有不同的设备选项和各种不同的储能方法。新设备可能会改变整个系统的电气特性，如果组件的设计不适合彼此正常工作，则可能会导致故障。