Summary: When selecting the input mode for an inverter, different coupling methods process electrical signals differently. The generated signals can be broadly classified as AC (Alternating Current) and DC (Direct Current). Coupling is a way for an inverter to connect electrical energy.

In recent years, photovoltaic (PV) power generation technology has developed rapidly, but power generation is unstable. Direct large-scale grid connection will affect grid operation. With the addition of energy storage devices, power output becomes stable, allowing safe power transmission to the grid. There are many technical routes currently, but energy needs to be aggregated at a certain point. Currently, there are two main topologies structures: DC Coupling and AC Coupling.

 I. Acoplamento CA

O acoplamento CA é um esquema de layout comum. Os sistemas de armazenamento de energia e geração de energia solar operam de forma independente e são acoplados no lado da rede. A vantagem desse layout é que os dois sistemas podem operar de forma independente sem interferir um no outro, facilitando o gerenciamento operacional e o despacho da rede. Oferece conexões flexíveis e torna mais conveniente adicionar ou remover equipamentos.

Este esquema pode ser aplicado a mercados fotovoltaicos existentes e novos. Por exemplo, adicionar um novo sistema de armazenamento de energia a um sistema fotovoltaico existente pode ser integrado diretamente ao equipamento sem ajustes adicionais no projeto do sistema. Os sistemas de acoplamento CA são adequados para situações em que o consumo de eletricidade é alto durante o dia, pois podem fornecer energia diretamente às cargas por meio de inversores fotovoltaicos.

II. Acoplamento DC

O layout comum para acoplamento DC é onde os painéis solares e as baterias de armazenamento de energia são conectados diretamente ao inversor. Isso elimina a necessidade de equipamentos de armazenamento de energia, reduzindo significativamente o custo do sistema de armazenamento fotovoltaico. Este método é adequado para residências que estão apenas começando a usar equipamentos solares e de armazenamento de energia.

Este esquema pode transmitir energia CC gerada por painéis solares para a bateria para armazenamento ou convertê-la em energia CA para aparelhos elétricos. No entanto, como todos os dispositivos estão conectados juntos, a adição de novos equipamentos requer a reinstalação de todo o sistema do zero.

III. Cenários de aplicação detalhados, vantagens e desvantagens

No setor de armazenamento residencial, o acoplamento DC é mais econômico porque usa menos dispositivos. O acoplamento CA é mais comumente usado nos mercados existentes, onde as residências já instalaram sistemas fotovoltaicos e desejam adicionar sistemas de armazenamento de energia. O acoplamento DC é mais comumente aplicado em mercados incrementais, onde sistemas inteiros de armazenamento fotovoltaico são instalados do zero.

Em termos de eficiência de utilização de energia, o acoplamento CC supera o acoplamento CA. Nos sistemas de acoplamento CA, a energia fotovoltaica sofre múltiplas conversões, resultando em perdas significativas de energia, com uma eficiência geral de cerca de 90%. Em contraste, o acoplamento DC carrega baterias através do MPPT, com perda mínima de energia e uma eficiência geral de mais de 97%.

Em termos de custo, o acoplamento DC também é superior ao acoplamento AC. Um ponto óbvio é que o acoplamento CA requer dois inversores, enquanto o acoplamento CC precisa apenas de um. Além disso, o acoplamento DC oferece opções completas de armazenamento de energia, proporcionando vantagens nos custos de equipamento e instalação.

Em termos de flexibilidade do sistema, os sistemas de acoplamento CA têm uma vantagem. Os sistemas de acoplamento CA possuem módulos em paralelo, tornando extremamente conveniente adicionar ou remover módulos. Em contraste, os módulos do sistema de acoplamento CC estão firmemente conectados, tornando relativamente complexo adicionar ou remover módulos.

Deve-se notar que, em aplicações práticas, as características do acoplamento CC e do acoplamento CA não são absolutas. Por exemplo, em cenários específicos, os sistemas de acoplamento CA também podem alcançar uma operação eficiente. Portanto, ao selecionar o método de acoplamento do sistema, é necessário considerar de forma abrangente a situação real e tomar a decisão ideal.