AC or DC Coupled It seems like a small amount of confusion exists about photovoltaic systems utilizing battery backup features. What’s the confusion? DC and AC-coupled systems are many times referred to as the same system. Maybe this is due to the gaining popularity of battery backup systems, or maybe because AC coupled systems are becoming more and more mainstream. Maybe a combination of the two. In any case, a short comparison of each system is presented below. Existe una pequeña confusión entre los sistemas que utilizan baterías como respaldo. Esta confusión se relaciona con el acoplado en DC o en AC, refiriéndose en muchas ocasiones al mismo sistema. Esto ha ganado popularidad ya sea por los sistemas con respaldo de baterías o por los interactivos con acoplado en AC. Quizás por la combinación de ambos. En cualquier caso, presentare a continuación una pequeña comparación. The term coupling refers to point a point of connection. The majority of PV systems consist of two distinct electrical systems, DC and AC. When these systems employ battery backup function, there are two points of connection that can be made with the output of the solar array. The array can be connected to the DC side of the electrical system or to the AC side. In either case a piece of equipment is needed to manage the PV array so as to extract the most energy from the array via maximum power point tracking (MPPT) as well as provide an efficient output of the harvested solar energy. El termino acoplado se refiere al punto de conexión. La mayoría de los sistemas PV consisten de dos diferentes circuitos eléctricos, DC y AC. Cuando estos sistemas emplean la función de respaldo con Baterías, entonces son dos los puntos de conexión posibles para la salida del arreglo PV, este puede ser conectado al lado eléctrico DC o AC del sistema. En cualquier caso, una pieza del sistema será requerida para manejar el arreglo PV y extraer la mayor potencia de este utilizando el Seguimiento de punto de máxima Potencia (MPPT) proveyendo una salida eficiente del recurso solar. As the term implies, DC-coupled systems are connected to the DC side of the PV system. In these systems a charge controller manages the harvest potential of the array via MPPT as well as the output of the harvested solar energy. The output of the charge controller is connected to the system’s battery bank where energy is stored for backup or offgrid use. The battery bank is connected to a battery-based inverter which is responsible for inverting the DC current to AC current that can be consumed by AC loads on site. When the utility goes offline harvested solar energy first flows to the battery bank through the charge controller and then to AC loads via the battery-based inverter. It is of importance to note that the battery-based inverter in this application is responsible for disconnecting the local electrical system from the utility. The flow of harvested solar energy in a DC-coupled system with reference to the PV array is then: PV Array -> Charge Controller -> Battery Bank <-> Battery-Based Inverter <-> AC Loads <-> Utility Como bien lo implica el termino, el sistema Acoplado en DC será conectado al lado DC del sistema PV. En este sistema es el Controlador de carga el que maneja la adquisición de potencia del arreglo utilizando el MPPT. La salida del controlador será conectada al banco de baterías donde la energía será almacenada ya sea para respaldo o autonomía. Este banco estará conectado a un inversor autónomo que será responsable de convertir la potencia DC en Corriente alterna (AC) que será consumida por las cargas en el lugar. Cuando la autoridad no esté disponible, la potencia solar fluirá primero hacia el banco de baterías atreves del controlador de carga y luego a las cargas AC pasando por el inversor autónomo. Es importante mencionar que el inversor autónomo (hibrido) en esta aplicación es responsable de desconectar el servicio eléctrico local de la autoridad. El flujo de la energía solar en un sistema acoplado en DC con referencia al Arreglo será asi: Arreglo Pv -> Controlador de Carga -> Banco de Baterias <-> Inversor Hibrido <-> Cargas AC <-> Autoridad In AC-coupled systems the point of connection is on the AC side. In this type of system the grid-tied inverter is responsible for managing the harvest potential of the array via MPPT as well as the output of the harvested solar energy (please note: some systems employ DC optimizers that are responsible for MPPT). The output of the grid-tied inverter is connected to the site’s AC loads. In most cases the site’s AC loads are separated into regular AC loads and critical AC loads. The critical AC loads are those that will be powered when utility power is lost. The backup portion of an AC-coupled system comes from the battery bank and a battery-based inverter that takes over for the grid during grid loss. En el sistema Acoplado en AC el punto de conexión es en el lado AC. En estos sistemas un inversor interactivo es responsable de manejar la potencia del arreglo utilizando el MPPT para administrar la potencia de salida de este (Optimizadores DC serán responsables del MPPT). La salida del inversor Interactivo será conectada a las cargas AC del lugar. En muchos casos serán separadas las cargas críticas. Estas cargas criticas serán respaldadas por el banco de baterías mediante el sistema de acoplado AC y el inversor Autónomo (Hibrido) cuando la red eléctrica no esté presente u durante su ausencia. When the utility goes offline, harvested solar energy first flows to critical AC loads via the gridtied inverter and then to the battery bank via the battery-based inverter. It is of importance to note that the battery-based inverter in this application is responsible for two tasks. First, when the grid goes down, the battery-based inverter disconnects the site’s electrical system from the utility. Second, the battery-based inverter takes over for the utility by providing the grid-tie inverter with an AC waveform to sync with. Without this second function, the grid-tie inverter would not work and AC-coupling would not be possible. The flow of harvested solar energy in an AC-coupled system with reference to the PV array is then: PV array -> Grid-Tied Inverter -> AC Loads <-> Battery-Based Inverter <-> Battery Bank Cuando la red eléctrica se ausente, el recurso solar primero fluirá hacia las cargas criticas AC atreves del inversor interactivo y luego al banco de baterías pasando por el inversor autónomo. Es importante notar que en esta aplicación el inversor autónomo será responsable de dos tareas. Primero cuando la red se des energiza el inversor autónomo desconecta el sistema de la red. Segundo este inversor utiliza la red para proveer al inversor interactivo con una forma de onda AC para ser faceado. Sin esta segunda función el inversor interactivo no trabajará y el acoplado en AC no será posible. El flujo de la potencia solar en el sistema acoplado AC con referencia al arreglo PV será así: Arreglo PV -> Inversor Interactivo -> Cargas AC <-> Inversor Autónomo <-> Banco de Baterías In summary, harvested solar energy has two distinct flow paths in DC and AC-coupled systems. In DC-coupled systems, the harvested solar energy first flows to a battery bank via a charge controller and then to AC loads via a battery based inverter. In AC-coupled systems, harvested solar energy first flows to AC loads via a grid-tied inverter and then to a battery bank via a battery-based inverter. Further, DC-coupled systems, as the name implies are connected on the DC electrical system whereas AC-coupled systems are connected on the AC electrical system. En resumen, la potencia solar tiene dos posibles rutas de flujo en los sistemas Acoplados en DC o AC. En el sistema acoplado en DC la potencia solar fluye primero al banco de baterías atreves del controlador de carga y luego a las cargas AC pasando por el inversor Autónomo. En un sistema acoplado en AC la potencia solar fluye primero a las cargas AC pasando por el inversor interactivo y luego al banco de baterías atreves del inversor autónomo. Entonces, El sistema acoplado en DC, como implica su nombre, será conectado en el sistema eléctrico DC mientras que el sistema acoplado en AC será conectado en el sistema eléctrico AC. Article: Civicsolar.com
