Was ist der Unterschied zwischen AC- und DC-gekoppelten Solaranlagen?
Solarenergie ist beliebter denn je, und die Integration eines Energiespeichersystems in Ihre Solaranlage ist eine hervorragende Möglichkeit, Geld zu sparen, Ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern und einen verlässlicheren Zugang zur klimafreundlichen Energieversirgung zu erhalten. Sowohl AC- als auch DC-gekoppelte Systeme können Ihnen dabei helfen und bieten je nach Ihrer spezifischen Situation unterschiedliche Vor- und Nachteile. Aber was sind AC- und DC-Kopplung?
Werfen wir einen Blick auf den Unterschied zwischen AC- und DC-gekoppelten Solaranlagen, die Vorteile beider Anlagen und welche Sie wählen sollten.
Was ist AC-Kopplung?
In einer AC-gekoppelten Solaranlage erzeugen die Solarmodule Gleichstrom, der in einen Wechselrichter fließt und dort in Wechselstrom umgewandelt wird, um Geräte mit Strom zu versorgen. Strom, der in eine Batterie fließt, muss von dem Wechselrichter wieder in Gleichstrom umgewandelt werden und wird dann, wenn die Batterie entladen ist, wieder in Wechselstrom umgewandelt, um entweder Geräte mit Strom zu versorgen oder Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen.
Was ist DC-Kopplung?
In einem DC-gekoppelten Solaranlage kann der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom direkt zum Laden der Solarbatterien eingesetzt werden, ohne eine Umwandlung in Wechselstrom. Der Strom, der für den Betrieb von Geräten oder die Einspeisung ins Netz benötigt wird, wird ebenso wie der aus der Batterie entnommene Strom von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.
Die 4 Haupttypen von Batteriesystemen
1. AC-gekoppelte Batteriesysteme (netzgekoppelt).
Diese Systeme werden für netzgekoppelte Gebäude immer beliebter. Sie ermöglichen eine schnelle und relativ kostengünstige Erweiterung der Speicherkapazität, entweder von Grund auf oder als Ergänzung zu einem bestehenden Solaranlage.
2. DC-gekoppelte Hybridsysteme (netzgekoppelt).
Diese Systeme bieten die höchste Effizienz beim Laden der Batterien und bei der Nutzung der Batterieleistung, was sie für viele Hausbesitzer und Unternehmen zu einer beliebten Wahl macht.
3.DC-gekoppelte Systeme (netzunabhängig).
DC-gekoppelte netzunabhängige Systeme sind beliebt für kleinere Anwendungen wie Einfamilienhäuser, Wohnmobile und Boote. Sie sind besonders effizient beim Laden von Batterien und beim Betrieb von DC-Geräten.
4. AC-gekoppelte Systeme (netzunabhängig).
Diese Systeme sind ideal für große netzunabhängige Solaranlagen und effizient beim Betrieb großer AC-Lasten, wenn die Solarstromproduktion hoch ist (tagsüber). Ein netzunabhängiges AC-gekoppeltes System ist eine sinnvolle Ergänzung zu einem netzgekoppelten AC-gekoppelten System. Da sie vom Netz getrennt sind, sind netzunabhängige Systeme normalerweise auf Batterien angewiesen, um ihre Lasten zu versorgen. Mit den AC-gekoppelten Lösungen von Hoymiles können Sie Ihr System jedoch direkt an einen Dieselgenerator anschließen, so dass Ihre PV-Module auch dann weiterarbeiten, wenn das öffentliche Stromnetz ausfällt.
Wie funktionieren AC- und DC-gekoppelte Systeme
Die Solarmodule einer Photovoltaikanlage erzeugen Gleichstrom (DC) aus Sonnenlicht. Die meisten Haushaltsgeräte und viele Industriegeräte benötigen jedoch Wechselstrom (AC). Außerdem kann überschüssiger Strom ins Netz eingespeist werden, das ebenfalls Wechselstrom verwendet. Daher muss der Solarstrom von einem Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt werden, bevor er verbraucht oder ins Netz eingespeist werden kann.
Batterien hingegen benötigen Gleichstrom zum Laden und geben Gleichstrom beim Entladen ab. Um Batterien mit Wechselstrom zu versorgen oder die Energie aus entladenen Batterien zu nutzen, wird ebenfalls ein Wechselrichter benötigt.
AC- und DC-gekoppelte Solarsysteme funktionieren auf ähnliche Weise, indem sie Strom je nach Bedarf von Gleichstrom in Wechselstrom und umgekehrt umzuwandeln. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede in der Konfiguration und den verwendeten Komponenten.
Sehen wir uns die Grundlagen der Funktionsweise der einzelnen Systeme an:
Wie funktioniert die AC-Kopplung?
In einer AC-gekoppelten Solaranlage wird der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom von einem Wechselrichter vollständig in Wechselstrom umgewandelt. Dies ist nützlich, um Geräte mit Strom zu versorgen oder in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen. Um Batterien zu laden, muss der Wechselstrom jedoch wieder in Gleichstrom umgewandelt werden, was einen weiteren Wechselrichter erfordert. Außerdem muss der Strom aus entladenen Batterien erneut in Wechselstrom umgewandelt werden. Das bedeutet, dass der Strom insgesamt dreimal umgewandelt werden muss, wenn Batteriestrom verwendet wird, und das System zwei Wechselrichter benötigt.
Wie funktioniert die DC-Kopplung?
In einem DC-gekoppelten System kann der von den Solarmodulen erzeugte Gleichstrom über einen Laderegler direkt in die Batterien geleitet werden, ohne einen Wechselrichter durchlaufen zu müssen. Strom für Geräte oder zur Netzeinspeisung wird zwar immer noch über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, aber nur dieser Wechselrichter wird benötigt. Dadurch sind DC-gekoppelte Systeme einfacher und im Allgemeinen effizienter als AC-gekoppelte Systeme.
Was ist der Unterschied zwischen AC- und DC-gekoppelten Systemen?
Ein wesentlicher Unterschied zwischen DC- und AC-gekoppelten Systemen besteht darin, dass AC-gekoppelte Systeme zwei Wechselrichter benötigen – einen, der den Gleichstrom (DC) aus den Solarmodulen in Wechselstrom (AC) umwandelt (zur Versorgung von Haushaltsgeräten und zur Einspeisung ins Stromnetz), und einen weiteren, der die Batterien lädt und den Strom aus den entladenen Batterien nutzbar macht.
DC-gekoppelte Systeme benötigen dagegen nur einen Wechselrichter. Der Gleichstrom aus den Solarmodulen wird direkt in die Batterien geleitet und muss nur einmal in Wechselstrom umgewandelt werden, damit Haushaltsgeräte betrieben und der Strom ins Netz eingespeist werden kann.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen AC- und DC-gekoppelten Systemen ist der Einsatz eines Ladereglers in DC-gekoppelten Systemen. Ein Laderegler begrenzt die Strommenge, die in die Batterien fließt, um Überladung und Schäden zu vermeiden, und ist daher ein unverzichtbarer Bestandteil jedes DC-gekoppelten Solarsystems.
Beide Systeme haben unterschiedliche Vor- und Nachteile und eignen sich deshalb in unterschiedlichen Situationen. Sie sind jedoch weitgehend austauschbar und können ähnliche Leistungsniveaus erreichen. Letztendlich hängt die Wahl des Systems wahrscheinlich von den Kosten, der vorhandenen Solaranlage und der Einschätzung der Effizienz ab.
Im Folgenden werden einige der Hauptvorteile der einzelnen Systemtypen aufgeführt. Dies soll Ihnen bei der Entscheidung helfen, welches System für Sie am besten geeignet ist.
Vorteile des AC-gekoppelten Systems
Einfachere Installation
AC-gekoppelte Systeme sind in der Regel einfacher zu installieren, was weniger Zeit in Anspruch nimmt und somit insgesamt kostengünstiger ist.
Einfachere Aufrüstung
AC-gekoppelte Systeme sind im Allgemeinen die einfachste Option für alle, die ein bestehendes Solarsystem um einen Energiespeicher erweitern möchten. Der Installateur muss lediglich einige zusätzliche Geräte, wie z.B. einen Hybridwechselrichter, hinzufügen, aber das Haupt-PV-System muss nicht neu entworfen oder umgebaut werden.
Vorteile des DC-gekoppelten Systems
Effizienz (bei Verwendung eines Energiespeichers)
AC-gekoppelte Systeme können effizienter sein, wenn Sie den Strom aus Ihren Solarmodulen sofort nutzen. DC-gekoppelte Systeme sind jedoch effizienter, wenn Sie Ihre Batterien verwenden müssen. In einem DC-gekoppelten System ist nur eine Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom erforderlich, um den Strom aus den Batterien zu nutzen. In einem AC-gekoppelten System muss der Strom dreimal umgewandelt werden (von DC zu AC, zu DC, um die Batterien zu laden, und dann wieder zu AC, um sie zu nutzen), was zu erheblichen Energieverlusten führt.
Direktes Laden der Batterien
Bei einem Stromausfall können die Batterien in einem AC-gekoppelten System entladen werden und das gesamte System aufgrund der Komplexität der Wechselrichterkonfiguration abschalten. In einem DC-gekoppelten System hingegen kann der Strom von den Solarmodulen direkt zum Laden der Batterien verwendet werden, wodurch das gesamte System funktionsfähig bleibt, bis die Netzversorgung wiederhergestellt ist.
Volle Nutzung der Leistung
AC-gekoppelte Systeme verwenden normalerweise unterdimensionierte Wechselrichter, da davon ausgegangen wird, dass die Solarmodule selten ihre volle Leistung erbringen. In einem DC-gekoppelten System kann die volle Kapazität der Solarmodule genutzt werden, indem überschüssiger Strom in die Batterien geleitet wird.
Außerdem kann das Verhältnis von Gleichstrom zu Wechselstrom bei DC-Kopplung höher sein. Das bedeutet, dass Sie bei gleicher Leistung der PV-Anlage einen Wechselrichter mit geringerer Ausgangsleistung verwenden können, ohne dass sich die über die Lebensdauer der PV-Anlage erzeugte Strommenge verringert. Dies kann die Wirtschaftlichkeit des Systems erheblich verbessern.
Welches Solar-Plus-Speichersystem eignet sich am besten für Ihr Haus?
Sowohl AC- als auch DC-gekoppelte Solarsysteme sind für die meisten Menschen eine ausgezeichnete Option, aber es gibt einige Dinge, die Sie bei Ihrer Entscheidung berücksichtigen sollten. Ein wichtiger Faktor ist, ob Sie bereits Solarmodule installiert haben und nur die Energiespeicherfunktion hinzufügen möchten. In diesem Fall ist ein AC-gekoppeltes System wahrscheinlich die beste Option, da es normalerweise billiger und schneller zu installieren ist.
Wenn Sie jedoch ein neues Solarsystem mit Energiespeicher von Grund auf installieren, kann ein DC-gekoppeltes System aufgrund der höheren Effizienz, die Sie wahrscheinlich erreichen werden, vorzuziehen sein. Über die Lebensdauer des Systems werden die etwas höheren anfänglichen Installationskosten wahrscheinlich ausgeglichen.
Hoymiles: Offene Energie für alle
Hoymiles stellt eine Reihe fortschrittlicher, hocheffizienter Wechselrichter her, mit denen Sie ein Solaranlage mit Energiespeicherfunktion aufbauen können.
Wir bieten sowohl AC-gekoppelte Lösungen (die sowohl im Netz- als auch im Inselbetrieb funktionieren) als auch DC-gekoppelte Lösungen an. Egal, ob Sie die Einfachheit eines AC-gekoppelten Systems oder die Effizienz eines DC-gekoppelten Systems suchen, bei uns finden Sie immer den perfekten Wechselrichter für Ihre Anlage.
