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1. Introduction Systems comprising solar photovoltaics (PV) coupled with lithium-ion battery storage, or PV-plus-battery hybrid systems, are of growing interest because of recent technology cost and performance improvements and state and federal policies .
PV-plus-battery capacity value at high PV penetration is driven by battery capacity. Economic benefits of coupling depend primarily on cost savings. In this study, we explored how the value of hybrid systems comprising solar photovoltaics (PV) and lithium-ion battery storage could evolve over time.
Two PV-plus-battery architectures are commonly discussed in the literature : AC-coupled systems involve separate inverters for the PV and battery components, and DC-coupled systems involve a single shared inverter for both the PV and battery.
In other words, the battery alone contributes to the PV-plus-battery system's firm capacity based on its ability to discharge during peak net load hours, regardless of whether the energy used to charge it comes from the grid or the attached PV array.
Additional analysis could reveal greater insights into PV-plus-battery hybrid system design and value. For example, our analysis did not consider the impact of battery size or inverter loading ratio, which could change the value proposition for DC-coupled systems.
When all three PV-plus-battery systems operate similarly, the DC-coupled systems’ ability to avoid clipping and higher battery roundtrip efficiency increase the net energy value by about 0.5% or less compared to AC-coupled systems (see Supplemental Information).
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