AC-Kopplung ist ein Begriff, der verwendet wird, um Systeme zu beschreiben, die netzgekoppelte Wechselrichter (die in der Regel die gesamte erzeugte Energie in das Netz einspeisen) und batteriebasierte Wechselrichter (in der Regel für netzunabhängige oder Backup-Anwendungen) kombinieren.
Netzgekoppelte Wechselrichter oder Solarwechselrichter wandeln den variablen Gleichstrom (DC) eines Photovoltaik-Solarmoduls (PV) in Wechselstrom (AC) mit Netzfrequenz um, der in ein kommerzielles Stromnetz eingespeist oder von einem lokalen, netzunabhängigen Stromnetz genutzt werden kann. Ein netzgekoppelter Wechselrichter synchronisiert sich mit einer vorhandenen Sinuswelle (Netz) und schaltet sich bei einem Netzausfall ab.
Heutzutage haben viele Hersteller ihre netzgekoppelten Wechselrichter mit einer „Frequenzverschiebungsfunktion” ausgestattet. Dadurch können die netzgekoppelten Wechselrichter ihre Leistungsabgabe in Abhängigkeit von der Netzfrequenz reduzieren. Dies ist für die Stabilität des Stromnetzes von entscheidender Bedeutung.
Ein oder mehrere Solar-Netzwechselrichter können in einem Xtender-System installiert und an Wechselstrom gekoppelt werden. Das System funktioniert wie folgt:
- AC-Kopplung mit einem netzunabhängigen xtender-System
- Im netzunabhängigen Betrieb versorgt der xtender das Netz mithilfe der Wechselrichterfunktion mit Energie aus der Batterie. In diesem Fall kann ein Solarwechselrichter an den Wechselstromausgang des xtenders angeschlossen werden. Es synchronisiert sich mit dem vom xtender erzeugten Netz und speist den Solarstrom in das Netz ein, um die Verbraucher zu versorgen und die Batterie aufzuladen.
Wenn die Solarstromproduktion zu hoch ist und die Batterien voll sind, muss das System die Solarstromproduktion begrenzen. Dazu können wir die Frequenzregelungsfunktion des xtender nutzen, die die Frequenz des Wechselstromausgangs entsprechend der Batteriespannung erhöht. Wenn die Batterie vollständig geladen ist, stoppt der Solarwechselrichter seine Produktion, sodass sowohl die Batterie als auch das System perfekt geschützt sind. Die Frequenzregelungsfunktion wird aktiviert, indem der Parameter {1549}„Frequenzanstieg des Wechselrichters entsprechend der Batteriespannung“ auf JA gesetzt wird.
- Im netzunabhängigen Betrieb versorgt der xtender das Netz mithilfe der Wechselrichterfunktion mit Energie aus der Batterie. In diesem Fall kann ein Solarwechselrichter an den Wechselstromausgang des xtenders angeschlossen werden. Es synchronisiert sich mit dem vom xtender erzeugten Netz und speist den Solarstrom in das Netz ein, um die Verbraucher zu versorgen und die Batterie aufzuladen.
- AC coupling with an xtender connected to the grid
- Wenn der xtender an das Netz angeschlossen ist, synchronisiert er sich mit diesem und schließt das Transferrelais. In diesem Fall fungiert der xtender als Stromquellen-Wechselrichter. Sowohl die Spannung als auch die Frequenz werden vom Netz vorgegeben, und der xtender synchronisiert sich mit diesen Werten und tauscht Strom aus.
Die vom im System angeschlossenen Solarwechselrichter erzeugte Energie wird direkt von den Verbrauchern genutzt und dient über den Xtender zum Laden der Batterie. In diesem Fall kann der xtender keine Frequenzregelung vornehmen (die Frequenz wird vom Netz geregelt), sodass der Überschuss an Solarstrom aus dem Solarwechselrichter ins Netz eingespeist wird.
- Wenn der xtender an das Netz angeschlossen ist, synchronisiert er sich mit diesem und schließt das Transferrelais. In diesem Fall fungiert der xtender als Stromquellen-Wechselrichter. Sowohl die Spannung als auch die Frequenz werden vom Netz vorgegeben, und der xtender synchronisiert sich mit diesen Werten und tauscht Strom aus.
- Wechselstromkopplung mit einem an einen Generator angeschlossenen xtender
- Ähnlich wie beim Anschluss des xtender an das Stromnetz synchronisiert sich der an einen Generator angeschlossene xtender mit diesem und schließt das Umschaltrelais. Auch hier werden sowohl die Spannung als auch die Frequenz vom Stromnetz vorgegeben, und der xtender synchronisiert sich mit diesen Werten und tauscht Strom aus.
Die größte Einschränkung in dieser Situation besteht darin, dass keine Energie an den Generator zurückgespeist werden kann, da dies die Maschine beschädigen würde. Aus Sicherheitsgründen wird empfohlen, den Hilfskontakt des xtender zu nutzen, um einen Leistungsschalter zu öffnen, der den Solarwechselrichter vom xtender-Wechselrichter trennt, wenn der Generator in Betrieb ist. In Zeiten, in denen der Generator nicht genutzt wird, funktioniert das System wie in der netzunabhängigen Situation (1) beschrieben.
- Ähnlich wie beim Anschluss des xtender an das Stromnetz synchronisiert sich der an einen Generator angeschlossene xtender mit diesem und schließt das Umschaltrelais. Auch hier werden sowohl die Spannung als auch die Frequenz vom Stromnetz vorgegeben, und der xtender synchronisiert sich mit diesen Werten und tauscht Strom aus.
- AC-Kopplung mit Lithium-Batterien
- Um die Steuerung eines am AC-Out angeschlossenen Solarwechselrichters mit Frequenzverschiebung durch den xtender im netzunabhängigen Betrieb zu ermöglichen, muss der Parameter {6072} auf „Ja“ gesetzt werden.
- Dadurch stehen zwei Unterparameter zur Verfügung:
- Der erste Wert {6073} definiert die Frequenzdifferenz zur Benutzerfrequenz (z. B. 50 Hz), bei der die Leistungsreduzierung des Solarwechselrichters einsetzt. {6073} hat einen Standardwert von 1,0 Hz, wodurch die Frequenz, bei der die Leistungsreduzierung einsetzt, 51 Hz beträgt.
- Der zweite Wert {6074} definiert die Frequenzdifferenz zur Benutzerfrequenz, bei der die Leistungsreduzierung des Solarwechselrichters 100 % erreicht. {6074} hat einen Standardwert von 2,7 Hz, wodurch die Frequenz, bei der eine Leistungsreduzierung von 100 % erreicht wird, 52,7 Hz beträgt.
- Die Frequenzverschiebung erfolgt entsprechend dem maximalen Ladestrom, der von der Lithiumbatterie zugelassen ist.
- Ein dritter Parameter {6086} ermöglicht es, im netzunabhängigen Modus der Wechselstromkopplung Vorrang vor der Energie des Solarladegeräts zu geben. Wenn die Wechselstromkopplung genügend Energie erzeugt, um den erforderlichen Ladestrom der Batterie zu decken, stellt das Solarladegerät die Produktion ein und nur der Solarwechselrichter wird geregelt.
- Dadurch stehen zwei Unterparameter zur Verfügung:
- Um die Steuerung eines am AC-Out angeschlossenen Solarwechselrichters mit Frequenzverschiebung durch den xtender im netzunabhängigen Betrieb zu ermöglichen, muss der Parameter {6072} auf „Ja“ gesetzt werden.
