AC eller DC? Systemtopologier til solcelleanlæg
Indledning: Hvordan tilsluttes batteriet?
I de foregående artikler er der blevet gået i dybden med energilagringssystemer. Ét vigtigt spørgsmål mangler dog stadig: Hvordan integreres teknikken optimalt i huset?
Når et batterilager skal indgå i et solcelleanlæg, findes der grundlæggende to koncepter:
- AC-koblede systemer (vekselstrøm)
- DC-koblede systemer (jævnstrøm)
Dette afsnit forklarer begge topologier med deres fordele og ulemper – med fokus på forholdene i Danmark.
AC-koblede solcelleanlæg
I vekselstrømskoblede systemer (AC-system) er vekselretteren placeret direkte efter solcellemodulerne og forsyner husets elinstallation direkte med vekselstrøm.
Opbygning
Solcellemoduler (DC)
↓
Vekselretter (DC→AC)
↓
Husinstallation (AC) ←→ Batteri + laderegulator
↓
Offentligt elnet
Funktionsprincip
- Vekselretteren omdanner straks modulernes jævnstrøm til vekselstrøm
- Batteriet med tilhørende ladeelektronik tilsluttes efter vekselretteren
- Batteriet forsynes med vekselstrøm
- Ved opladning omdannes AC igen til DC
- Ved afladning omdannes DC igen til AC
Energien mellem solcellemoduler og batteri udveksles via vekselstrøm.
Fordele ved AC-kobling
AC-kobling giver især store fordele ved eksisterende anlæg:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Let eftermontering | Batteri kan installeres senere uden større indgreb i solcelleanlægget |
| Uafhængig af producent | Forskellige fabrikater kan kombineres |
| Fleksibel placering | Batteri kan stå et andet sted end vekselretteren |
| Moden teknologi | Velafprøvede standardkomponenter |
| Skalerbarhed | Relativt enkel udvidelse af batterikapacitet |
Ulemper ved AC-kobling
Fleksibiliteten har en pris – især på effektiviteten:
| Ulempe | Forklaring |
|---|---|
| Flere omformninger | DC→AC→DC→AC = tab i hvert trin |
| Lavere virkningsgrad | Typisk 85–90 % roundtrip |
| Flere komponenter | Separat batterivekselretter nødvendig |
| Højere anlægspris | Mere hardware og mere montagearbejde |
| Mere kompleks installation | Mere kabelføring og flere tilslutningspunkter |
Typisk virkningsgrad
Ved AC-kobling opstår der tab ved hver omformning:
- Solcellemoduler → vekselretter: ~97 %
- Vekselretter → batterilader: ~97 %
- Batteri opladning/afladning: ~95 %
- Batteri → vekselretter: ~97 %
Samlet roundtrip: ~85–90 %
DC-koblede solcelleanlæg
I jævnstrømskoblede systemer (DC-system) tilsluttes vekselretter og batteri parallelt direkte efter solcellemodulerne.
Opbygning
Solcellemoduler (DC)
↓
DC-DC-konverter
├── Batteri (DC)
└── Vekselretter (DC→AC)
↓
Husinstallation (AC)
↓
Offentligt elnet
Funktionsprincip
- Begge komponenter forsynes direkte med jævnstrøm
- Batteriet kan bruge DC direkte til opladning
- Jævnstrømmen omdannes først til vekselstrøm til sidst
- Færre omformningstrin = højere virkningsgrad
Energien mellem solcelleanlæg og batteri udveksles via jævnstrøm.
Fordele ved DC-kobling
Den direkte DC-forbindelse giver især effektivitetsmæssige fordele:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Højere virkningsgrad | Færre omformningstab |
| Færre komponenter | Én central vekselretter/hybridløsning |
| Lavere driftsomkostninger | Mindre energitab over anlæggets levetid |
| Bedre effektivitet | Typisk 92–95 % roundtrip |
| Hurtigere opladning | Direkte DC-vej til batteriet |
Ulemper ved DC-kobling
Den højere effektivitet opnås på bekostning af visse begrænsninger:
| Ulempe | Forklaring |
|---|---|
| Mere bundet til producent | Komponenter kommer ofte fra samme leverandør |
| Ikke velegnet til enkel eftermontering | Systemet skal planlægges samlet fra start |
| Mere krævende projektering | DC-dimensionering og -sikkerhed kræver omhu |
| Begrænsede kabellængder | DC-strenge bør holdes relativt korte |
| Mindre fleksibilitet | Sværere at udvide eller ændre senere |
Typisk virkningsgrad
Ved DC-kobling er der færre omformningstrin:
- Solcellemoduler → DC-DC-konverter: ~98 %
- Batteri opladning/afladning: ~95 %
- DC → vekselretter → AC: ~97 %
Samlet roundtrip: ~92–95 %
Direkte sammenligning
For at gøre valget mellem AC- og DC-kobling lettere, stilles de to koncepter direkte op mod hinanden:
| Kriterium | AC-kobling | DC-kobling |
|---|---|---|
| Virkningsgrad | 85–90 % | 92–95 % |
| Eftermontering | Let | Vanskelig |
| Fleksibilitet | Høj | Begrænset |
| Startomkostning | Højere | Lavere |
| Langsigtede omkostninger | Højere (pga. tab) | Lavere |
| Kompleksitet | Flere komponenter | Færre komponenter |
| Valg af producent | Meget frit | Ofte mere låst |
Hybridvekselretteren: Det bedste fra begge verdener
Moderne hybridvekselrettere opløser den skarpe opdeling mellem AC- og DC-kobling.
Koncept
I systemer med hybridvekselretter samles alle funktioner i ét centralt apparat:
- Integreret MPPT til solcellemodulerne
- DC-DC-konverter til batteriet
- Vekselretter til husets elinstallation
- Intelligent energistyring
Fordele ved hybridkonceptet
Når alle funktioner er integreret i én enhed, kombineres de bedste egenskaber fra begge verdener:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Optimal virkningsgrad | Systemet vælger intelligent den mest effektive AC- eller DC-vej |
| Kompakt løsning | Ét apparat i stedet for flere separate |
| Let installation | Mindre kabelføring og færre tilslutninger |
| God indbyrdes tilpasning | Alle komponenter er designet til at arbejde sammen |
Energistyring: Anlæggets hjerne
Uanset topologi er energistyringssystemet (EMS) afgørende. Det fungerer som anlæggets hjerne.
De fire kerneopgaver
1. Laststyring
EMS’et registrerer:
- Aktuelt elforbrug i huset
- Tilgængelig effekt fra solcelleanlægget
- Beslutter, hvornår hvilke forbrugere skal forsynes
Eksempel: Strømtunge apparater som opvaskemaskine eller elbil-lader bør så vidt muligt køre om dagen, når solcelleanlægget producerer overskud.
2. Nettilslutning og eksport
Når batteriet er fuldt, og egetforbruget er dækket:
- Overskudsproduktion sendes ud på det offentlige elnet
- I Danmark afregnes dette typisk via en elhandelsaftale eller nettomålerordning afhængigt af anlægstype
- Klimamæssigt positivt: Mere vedvarende energi i elnettet
3. Batteristyring
EMS’et afgør, hvornår batteriet:
- Oplades (når der er soloverskud)
- Aflades (når forbruget er større end produktionen)
- Skånes (fx hvis elprisen i nettet er lav, og det ikke kan betale sig at aflade)
Hovedmål: Altid at have en passende energireserve til rådighed.
4. Smart home-integration
Et godt EMS:
- Kan integreres i husets øvrige smart home-systemer
- Registrerer forbruget fra de vigtigste apparater
- Kan styre udvalgte forbrugere automatisk
- Optimerer samspillet løbende ud fra forbrug, vejrprognoser og elpriser (hvis tilgængeligt)
Fordele ved et EMS
Et velfungerende energistyringssystem giver mærkbare driftsfordele:
| Fordel | Forklaring |
|---|---|
| Højere egenforbrug | Større andel af solstrømmen bruges i huset |
| Lavere elregning | Mindre køb af strøm fra nettet |
| Længere batterilevetid | Optimerede lade-/afladeprofiler |
| Mere komfort | Automatiseret styring af forbrugere |
| Overblik | Produktions- og forbrugsdata samlet ét sted |
Hvilken topologi til hvem?
AC-kobling anbefales typisk til:
- Eksisterende solcelleanlæg uden batteri (eftermontering)
- Ønske om maksimal fleksibilitet i valg og udskiftning af komponenter
- Blandet udstyr fra flere producenter i forvejen
- Stor afstand mellem batteri og eksisterende vekselretter
DC-kobling anbefales typisk til:
- Nye anlæg, hvor batteri tænkes ind fra starten
- Når maksimal effektivitet er vigtig
- Når man foretrækker ”alt fra én leverandør”
- Hvor korte DC-kabler er realistiske (fx teknikrum tæt på tagflade)
Hybridvekselretter anbefales typisk til:
- Nye anlæg i de fleste størrelser
- Når der ønskes enkel installation og kompakt løsning
- Når høj effektivitet og god styring er i fokus
- Når man ønsker en fremtidssikret løsning, der kan udvides med fx elbil, varmepumpe eller ekstra batteri
Kort om danske regler, standarder og støtteordninger
Selve valget mellem AC- og DC-kobling ændrer ikke de overordnede krav i Danmark, men det er relevant at kende rammerne:
- Bygningsreglement: Nye bygninger og større renoveringer skal opfylde energikravene i det gældende bygningsreglement (BR18 og efterfølgende opdateringer), herunder krav til klimaskærm, installationer og samlet energiramme.
- Standarder: Dimensionering og sikkerhed for solcelleanlæg og batterier tager udgangspunkt i europæiske standarder som fx EN 62446 (PV-anlæg), EN 62109 (sikkerhed for effektelektronik) og de danske implementeringer af disse.
- Energimærkning: Bygninger over en vis størrelse og ved salg/udlejning skal have et gyldigt energimærke efter den danske energimærkningsordning, administreret af Energistyrelsen. Solcelleanlæg og batterier kan forbedre energimærket, men selve mærkningsmetoden er fælles uanset AC- eller DC-topologi.
- Støtteordninger: Der findes løbende puljer og støtteprogrammer til energirenovering, varmepumper og i perioder også til solceller og lagring. I Danmark håndteres disse typisk via Energistyrelsen (fx Bygningspuljen, tidligere håndværkerfradrag m.m.) og enkelte kommunale/regionale initiativer. Kravene kan omfatte dokumenteret energibesparelse, anvendelse af godkendte installatører og overholdelse af gældende standarder.
For et konkret projekt bør man altid tjekke de aktuelle regler og tilskudsmuligheder på Energistyrelsens og Skattestyrelsens hjemmesider, da ordninger og satser ændres løbende.
Konklusion
Opsummering: Valget af systemtopologi påvirker effektivitet (der kan være 5–10 % forskel i samlet virkningsgrad), fleksibilitet ved senere ændringer, anlægspris og installationsomfang. For de fleste nye anlæg i Danmark vil en hybridvekselretter i dag være den mest attraktive løsning, fordi den kombinerer effektivitet, enkel installation og god styring. Ved eftermontering på eksisterende solcelleanlæg er AC-kobling ofte den mest praktiske og økonomisk fornuftige vej.
Alle dele i denne serie
- Fra frølår til batterier: Hvordan fungerer et energilager? – Grundlæggende viden
- Lithium vs. bly: Hvilken batteritype til solcelleanlæg? – Teknologisammenligning
- Effektelektronik: Vekselrettere og DC-DC-konvertere – Strømomformning
- Allrounderen: Hybridvekselretteren – Alt i én enhed
- AC eller DC? Systemtopologier til solcelleanlæg – Du er her
Læs mere
Forstå solcelleanlæg: Fra foton til volt: Hvordan virker en solcelle?, Opbygning af et solcelleanlæg, AC/DC ved vekselrettere, Batterilagring forklaret, Nøgletal-glossar
Varmepumper: Hvordan fungerer en varmepumpe?, Typer af varmepumper sammenlignet
Batterilagring: Batteriteknologier i sammenligning, Powerstations forklaret, Markedsanalyse 2025