1. Sestava in princip solarnega fotovoltaičnega sistema
Sončni fotovoltaični sistem je sestavljen iz naslednjih treh delov: komponent sončnih celic; Krmilniki polnjenja in praznjenja, razsmerniki, testni instrumenti in računalniški nadzor ter druga močnostna elektronska oprema; ter baterije ali drugo opremo za shranjevanje energije in pomožno proizvodnjo električne energije.
Solarni fotovoltaični sistemi imajo naslednje značilnosti:
- Brez vrtljivih delov, brez hrupa;
- Brez onesnaževanja zraka in brez izpusta odpadne vode;
- Ni procesa zgorevanja, ni potrebno gorivo;
- Enostavno vzdrževanje in nizki stroški vzdrževanja;
- dobra obratovalna zanesljivost in stabilnost;
- Kot ključna komponenta imajo sončne celice dolgo življenjsko dobo, življenjska doba sončnih celic iz kristalnega silicija pa lahko doseže več kot 25 let;
Proizvodnja električne energije se lahko po potrebi enostavno poveča.
Fotovoltaični sistemi so zelo razširjeni. Osnovne oblike uporabe fotovoltaičnih sistemov lahko razdelimo v dve kategoriji: neodvisni sistemi za proizvodnjo električne energije in sistemi za proizvodnjo električne energije, povezani z omrežjem. Glavna področja uporabe so predvsem v vesoljskih letalih, komunikacijskih sistemih, mikrovalovnih relejnih postajah, TV diferencialnih gramofonih, fotovoltaičnih vodnih črpalkah in oskrbi z električno energijo v gospodinjstvih na območjih brez elektrike. Z razvojem tehnologije in potrebami trajnostnega razvoja svetovnega gospodarstva so razvite države začele načrtno spodbujati urbano fotovoltaično proizvodnjo električne energije, povezano z omrežjem, predvsem z gradnjo gospodinjskih strešnih fotovoltaičnih sistemov za proizvodnjo električne energije in centraliziranih velikih MW ravni. omrežni sistemi za proizvodnjo električne energije. Hkrati se je leta 2010 močno spodbujala uporaba solarnih fotovoltaičnih sistemov v prometu in mestni razsvetljavi.
Fotovoltaični sistemi imajo različne obsege in oblike uporabe. Obseg sistema na primer obsega širok razpon, od 0,3 do 2 W solarnih vrtnih luči do MW fotonapetostnih elektrarn, kot je oprema za proizvodnjo električne energije na strehi gospodinjstev s 3,75 kWp in projekt Dunhuang 10 MW. Njegovi obrazci za uporabo so tudi raznoliki in se lahko široko uporabljajo na številnih področjih, kot so gospodinjstvo, transport, komunikacije in vesoljske aplikacije. Čeprav se fotovoltaični sistemi razlikujejo po velikosti, so njihova sestava in načela delovanja v osnovi enaki. Slika 4-1 je shematski diagram tipičnega fotonapetostnega sistema, ki napaja bremena enosmernega toka. Vsebuje več glavnih komponent v fotovoltaičnem sistemu:
Niz fotonapetostnih modulov: sestavljen je iz elementov sončnih celic (imenovanih tudi moduli fotonapetostnih celic), povezanih zaporedno in vzporedno v skladu s sistemskimi zahtevami. Pretvori sončno energijo v električno energijo, proizvedeno pod sončno svetlobo. Je osrednja komponenta solarnega fotovoltaičnega sistema.
Baterija: Shranjuje električno energijo, ki jo ustvarijo komponente sončnih celic. Ko je svetloba nezadostna ali ponoči ali je obremenitev večja od moči, ki jo ustvarijo komponente sončne celice, se shranjena električna energija sprosti, da zadosti energijskim potrebam obremenitve. Je akumulator solarnega fotovoltaičnega sistema. funkcionalni deli. Trenutno se svinčeno-kislinske baterije pogosto uporabljajo v solarnih fotovoltaičnih sistemih. Za sisteme z višjimi zahtevami se običajno uporabljajo zaprte svinčeno-kislinske baterije z globokim praznjenjem, reguliranimi z ventilom, svinčeno-kislinske baterije z globokim praznjenjem, ki absorbirajo tekočino itd.
Krmilnik: določa in nadzoruje pogoje polnjenja in praznjenja akumulatorja ter nadzoruje izhodno moč komponent sončne celice in akumulatorja do obremenitve glede na porabo energije obremenitve. Je osrednji nadzorni del celotnega sistema. Z razvojem solarne fotonapetostne industrije postajajo funkcije krmilnikov vse močnejše in obstaja trend integracije tradicionalnega krmilnega dela, pretvornika in nadzornega sistema. Na primer, krmilniki serije AES SPP in SMD vključujejo zgornje tri funkcije.
Inverter: Če je v sončnem fotovoltaičnem napajalnem sistemu obremenitev AC, je treba uporabiti invertersko napravo za pretvorbo enosmerne moči, ki jo ustvarijo komponente sončne celice, ali enosmerne moči, ki jo sprosti baterija, v AC moč, ki jo zahteva obremenitev.
Osnovni princip delovanja solarnega fotovoltaičnega napajalnega sistema je polnjenje baterije z električno energijo, ki jo ustvarijo komponente sončne celice pod sončnim obsevanjem, ali neposredno napajanje bremena, ko je obremenitev izpolnjena. Če je sonca premalo ali ponoči Baterija napaja obremenitev DC pod nadzorom krmilnika. Za fotonapetostne sisteme, ki vsebujejo AC bremena, je treba dodati pretvornik za pretvorbo enosmerne moči v AC. Aplikacije fotovoltaičnih sistemov so na voljo v številnih oblikah, vendar osnovna načela ostajajo enaka. Pri drugih vrstah fotonapetostnih sistemov se glede na dejanske potrebe razlikujejo le krmilni mehanizem in komponente sistema. V nadaljevanju bodo podrobneje opisane različne vrste fotovoltaičnih sistemov.