AC eller DC? Systemtopologier til solcelleanlæg ikon

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

  1. Vekselretteren omdanner straks modulernes jævnstrøm til vekselstrøm
  2. Batteriet med tilhørende ladeelektronik tilsluttes efter vekselretteren
  3. Batteriet forsynes med vekselstrøm
  4. Ved opladning omdannes AC igen til DC
  5. 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

  1. Begge komponenter forsynes direkte med jævnstrøm
  2. Batteriet kan bruge DC direkte til opladning
  3. Jævnstrømmen omdannes først til vekselstrøm til sidst
  4. 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

  1. Fra frølår til batterier: Hvordan fungerer et energilager? – Grundlæggende viden
  2. Lithium vs. bly: Hvilken batteritype til solcelleanlæg? – Teknologisammenligning
  3. Effektelektronik: Vekselrettere og DC-DC-konvertere – Strømomformning
  4. Allrounderen: Hybridvekselretteren – Alt i én enhed
  5. 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

Kilder