Red neutral: cómo este inversor de CC sin transformador ofrece un descuento asequible

Los últimos avances en sistemas de almacenamiento solar + han sido una desviación de la historia en esta categoría, principalmente, preppers del día del juicio final y hippies saliendo de la red, hombre. No, las soluciones del mañana están conectadas a la red, pero están diseñadas para reducir la dependencia de una casa de la red, utilizando estrategias de tiempo de uso para cambiar las cargas y evitar las tarifas eléctricas más punitivas.

Los avances más atractivos del inversor solar + de almacenamiento en esta área son las opciones sin transformador de CC: un único inversor capaz de manejar las conexiones fotovoltaicas, de red y de batería. Debido a que estos inversores estarán conectados a la red, priorizan la eficiencia energética continua en lugar de la potencia máxima. Esto está bien a menos que un cliente esté buscando un sistema conectado a la red que también pueda manejar las capacidades de respaldo de la batería porque eso requiere una potencia máxima alta. También existe la pérdida de eficiencia al convertir de PV a batería y volver a AC. Un inversor que comience con una eficiencia del 97 por ciento podría tener una eficiencia del 92,2 por ciento o menos, según la marca, cuando la energía finalmente llegue a su destino.

Entonces, sí, DC sin transformador es una arquitectura optimizada y preparada para el futuro, pero en algún momento estarás comprometiendo la eficiencia. Bueno, excepto con el inversor Sol-Ark.

Sol-Ark es un nuevo inversor en el bloque (o red, supongo). Es una creación de los veteranos de EE. UU. que buscan diseñar una solución para ayudar a las familias a ser menos dependientes de la red de una manera asequible. Querían aprovechar la autonomía y las capacidades de gama alta del inversor fuera de la red sin perder la eficiencia energética continua. Para hacer esto, Sol-Ark reforzó su hardware para minimizar las pérdidas de conversión. El resultado: Sol-Ark puede ofrecer una eficiencia del 96,5 % en escenarios conectados a la red y del 93 % fuera de la red y de tiempo de uso con pérdidas de conversión mínimas. En promedio, Sol-Ark necesita entre un 10 y un 15 por ciento menos de paneles solares y entre un 5 y un 30 por ciento menos de almacenamiento. Eso es un ahorro serio.

"En nuestro sistema, tenemos un bus interno de 400 voltios y convertimos los paneles solares de alto voltaje a esos 400 voltios, y luego eso se convierte en CA", dice Tom Brennan, gerente de ingeniería de Sol-Ark. "Cuando nos dirigimos a las baterías, nos enfocamos en un método de conversión súper eficiente que nos permite la mayor eficiencia directamente en una batería de 48 voltios". El resultado final es una eficiencia del 95,5 por ciento de la batería a la CA.

Donde muchos inversores en este espacio se retrasan es en la eficiencia de CA a la batería. Outback, por ejemplo, tiene una eficiencia de alrededor del 82 por ciento. Sol-Ark alcanza una eficiencia del 96 por ciento debido a una metodología diferente para bombear energía dentro y fuera de las baterías: un potente cargador de CC a CC de 185 amperios.

Otras opciones de CC sin transformador, como Pika y SolarEdge, están diseñadas para baterías de litio de 380 voltios más nuevas. Pero Brennan señala que estas baterías todavía tienen 50 voltios internamente y requieren una conversión doble cada vez que se colocan o se quitan de la batería. Es por eso que Sol-Ark se ha centrado en hacer que las baterías de 48 voltios sean más eficientes.

Es posible que sus clientes conectados a la red deseen almacenamiento como respaldo y tener energía cuando la red no funcione. Nuevamente, esto es cuando la potencia máxima es crucial para manejar el arranque de los motores. Por ejemplo, SolarEdge y Outback Skybox no son soluciones fuera de la red. Solo entregan 5 kW en la batería y poca potencia máxima adicional significa que no pueden poner en marcha el aire acondicionado o las bombas de pozo. Pika tiene un optimizador por cadena y, si no lo usa, no funcionará fuera de la red porque no es un sistema acoplado a CA.

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La razón por la que Sol-Ark tiene tanta potencia máxima es que contiene el doble de componentes que sus competidores. Está literalmente diseñado para sobrevivir a una llamarada solar o un ataque EMP, que era el objetivo de estos veteranos estadounidenses desde el principio.

"No solo nos enfocamos en la persona que quiere ahorrar en una factura de electricidad, sino que nos enfocamos en los servicios de emergencia y el gobierno estatal, pero de una manera asequible", dice Brennan. "Para hacer esto, básicamente construimos un inversor de 20 kW y lo reducimos. No tenemos problemas de calefacción porque no estamos gravando el sistema".

Proporcionar el inversor más potente y eficiente para energía solar + almacenamiento dentro o fuera de la red tiene algunos inconvenientes escolares nuevos, al menos en este momento. Por ejemplo, Sol-Ark no cumple con los criterios de la Regla 21 de California.

"Eso no ha sido un problema porque simplemente no exportamos energía en California", dice Brennan. "Usamos la energía solar durante el día, las baterías durante la noche y la red como respaldo".

Sol-Ark viene listo para realizar las capacidades típicas en la red, como el tiempo de uso y la reventa de la red, pero también tiene algunas opciones únicas:

Modo hogar limitado. Los CT o sensores de corriente se colocan en la red eléctrica de la casa, y en lugar de vender la red completa o solo alimentar cargas críticas, el modo de hogar limitado es una opción intermedia. Los CT detectan cuando cualquier otro circuito que no esté en el panel de cargas críticas se activa y aumenta la energía solar tanto como sea necesario para poner a cero el medidor si es posible.

"Tal vez no tenga un acuerdo de medidor neto para vender energía a la red, pero puede enviar energía a toda su casa siempre que la red esté funcionando", dice Brennan. "Si no funciona, solo puede ejecutar circuitos críticos. Diseñamos Sol-Ark 8K para una capacidad en red perfecta".

Mucha gente en las zonas rurales se aprovecha de esto porque no quieren tratar con la compañía eléctrica o no tienen ningún incentivo para hacerlo, así que lo usan para llevar la mayor cantidad de energía posible a la casa.

Cargas inteligentes. Esta es una carga programable que no se basa en el tiempo, sino en el estado de carga de las baterías o en la cantidad de energía fotovoltaica que se está produciendo. Brennan explica: "Podemos encender el aire acondicionado o el calentador de agua al 100 % de la batería y la energía solar produce 2000 W durante el intervalo de tiempo de 9 a. m. a 3 p. m. cuando estoy produciendo un exceso de energía solar. Y si la energía solar deja de producir [ o las baterías llegan al 95 por ciento], se apagan automáticamente. Es perfecto para el tiempo de uso en la red y fuera de la red para preservar la vida útil de la batería.

El calentamiento de agua caliente consume alrededor de seis paneles de energía por día, y el aire acondicionado puede tomar alrededor de 12 paneles por día, por lo que si solo esos pueden funcionar solo con energía fotovoltaica y sin las baterías, eso prolongará la vida útil de las baterías en al menos 50 por ciento o más y probablemente reduzca el tamaño del banco de baterías en un 30 por ciento. El sistema Sol-Ark también tendrá en cuenta y se ajustará a la degradación del estado de la batería con el tiempo.

Otra pregunta que hace Brennan: ¿Por qué los clientes de energía solar + almacenamiento esperan que los precios del litio bajen cuando se conectarán a la red de todos modos? El objetivo de Sol-Ark es hacer un enfoque fuera de la red para el trabajo de almacenamiento solar + en la red sin duplicar el costo de un sistema.

"No creemos que los clientes necesiten litio si solo está allí como respaldo; es una pérdida de dinero", dice. "Si está conectado a la red, entonces aprovéchelo. Puede usar baterías AGM de menor costo que duran más de 10 años. Si tiene la red donde está, obtenga baterías AGM y utilícelas como respaldo o ligeramente usadas y no necesariamente los cicle profundamente. Si está totalmente fuera de la red, entonces recomendamos AGM a base de litio o carbono que tienen una vida útil de cuatro a cinco veces mayor. Puede minimizar el uso de la red, pero hágalo para mantener su banco de baterías a un costo/tamaño razonable. Si intentara desconectarse por completo de la red con una casa de tamaño tradicional, el costo de la batería lo haría llorar".

Chris Crowell es el editor gerente de Solar Builder.

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