AC 대. Solar-plus-storage를 갖춘 주거용 건물의 DC

스웨덴 찰머스 공과대학(Chalmers University of Technology)의 연구원들은 PV 및 배터리 저장 시스템을 갖춘 주거용 건물의 교류(AC) 및 직류(DC) 배전 시스템의 에너지 절약 잠재력을 비교했습니다. 특히 그들은 DC 설정이 에너지 손실을 낮출 수 있는지 여부를 조사했습니다.

연구원인 Patrik Ollas는 "이 작업에서 파생된 한 가지 측면은 평균적으로 방사 조도가 낮은 북유럽 기후에 대해 DC 분포로 모델링된 손실 절감을 제시할 수 있다는 것"이라고 말했습니다.태양광 잡지. "또한 DC로 에너지 절약을 달성하기 위한 PV 및 배터리 스토리지의 효과와 입증된 필요성."

두 토폴로지의 일별 및 계절별 성능 분석을 위해 과학자들은 부하 사용량, PV 발전, 전력 전자 변환기(PEC)의 부하 종속 효율 특성 및 배터리 저장에 대한 1년 데이터 세트를 사용했습니다. 그들은 45도의 기울기 각도에서 남향 3.6kW 태양광+저장 설비가 있는 건물의 AC 및 DC 구성을 고려했습니다. 그들은 건물에 지열 열 펌프를 통한 공간과 가정용 온수 난방이 있다고 가정했습니다.

과학자들은 "지열 열 펌프, 환기, 수도 펌프 및 PV 생성과 같은 기기에 대한 개별 측정을 얻었습니다."라고 과학자들은 연간 부하 수요가 6,354kWh이고 PV가 3,113kWh를 생성한다는 점에 주목했습니다. "이 연구는 그리드 연결 건물에 대해 수행되었으며 그리드 상호 작용을 위해 양방향 AC/DC 컨버터가 필요했습니다."

이 작업에서는 4가지 시스템 토폴로지를 고려했습니다. AC—부하 종속 효율성이 있는 230VAC, 부하 종속 효율성이 있는 DC1—380VDC, 고정 컨버터 효율성이 있는 DC2—380VDC, 부하 종속 효율성이 있는 DC3—380 및 20VDC입니다.

연구팀은 "중앙 DC/DC 컨버터를 통해 더 작은 부하와 조명을 공급하기 위해 DC1과 DC2에 20VDC의 하위 전압 레벨을 추가했다"고 말했다.

그들은 고정 및 부하 종속 효율 특성으로 모델링할 때 양방향 컨버터 손실이 상당히 다르다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 DC 토폴로지가 PV 또는 배터리 스토리지를 포함하지 않고도 에너지 절약을 달성할 수 있음을 발견했습니다.

"일정 효율 방식(DC2)을 사용하는 계통 연계형 컨버터의 손실은 부하 의존 효율(DC1)을 구현하는 경우보다 34% 더 낮습니다."라고 그들은 말했습니다. "각 시스템(AC 및 DC1-3)의 시스템 효율 값은 각각 95.3, 94.3, 95.8 및 93.7%였습니다."

그룹은 DC 설정이 PV 및 배터리 시스템을 포함하지 않고 손실 감소 측면에서 유리한 옵션을 제시하지 못한다고 결론지었습니다.

"보다 과학적인 맥락에서 배터리와 전력 전자 변환기 모두에 대해 일정한 효율을 사용하는 오류가 강조되었습니다."라고 Ollas는 결론지었습니다. "또한 PV 전력이 부하에 직접 또는 배터리 저장소를 통해 공급되었을 때 가장 큰 절감 효과를 얻었습니다. 건물의 DC 배전은 틈새 애플리케이션이며 전력 공급과 관련하여 -22 캐치-22 상황에 처해 있음을 인정합니다. 그러나 예를 들어 PV, 배터리 및 EV 커플링이 있는 내부 DC 그리드와 PV와 부하 수요 사이에 좋은 상관관계가 있는 사무실 건물과 같은 일부 특정 사례가 이에 대해 흥미로울 수 있습니다."

연구원들은 "Energy Loss Savings Using Direct Current Distribution in a Residential Building with Solar Photovoltaic and Battery Storage"라는 제목으로 최근 발표된 논문에서 연구 결과를 발표했습니다.에너지.