1. Compoziția și principiul sistemului solar fotovoltaic
Un sistem solar fotovoltaic este format din următoarele trei părți: componente ale celulelor solare; controlere de încărcare și descărcare, invertoare, instrumente de testare și monitorizare computerizată și alte echipamente electronice de putere; și baterii sau alte echipamente de stocare a energiei și de generare a energiei auxiliare.
Sistemele solare fotovoltaice au următoarele caracteristici:
- Fara piese rotative, fara zgomot;
- Fara poluare a aerului si fara evacuare a apelor uzate;
- Fara proces de ardere, nu necesita combustibil;
- Întreținere simplă și costuri reduse de întreținere;
- bună fiabilitate și stabilitate operațională;
- Ca componentă cheie, celulele solare au o durată de viață lungă, iar durata de viață a celulelor solare cu siliciu cristalin poate ajunge la mai mult de 25 de ani;
Generarea de energie poate fi extinsă cu ușurință după cum este necesar.
Sistemele fotovoltaice sunt utilizate pe scară largă. Formele de bază ale aplicațiilor sistemelor fotovoltaice pot fi împărțite în două categorii: sisteme independente de generare a energiei și sisteme de generare a energiei conectate la rețea. Principalele domenii de aplicare sunt în principal în aeronavele spațiale, sistemele de comunicații, stațiile releu cu microunde, plăcile diferențiale TV, pompele de apă fotovoltaice și alimentarea cu energie pentru uz casnic în zonele fără electricitate. Odată cu dezvoltarea tehnologiei și nevoile de dezvoltare durabilă a economiei mondiale, țările dezvoltate au început să promoveze generarea de energie electrică conectată la rețeaua fotovoltaică urbană într-un mod planificat, construind în principal sisteme de generare a energiei fotovoltaice pe acoperișuri de uz casnic și centralizate la scară largă la nivel de MW. sisteme de generare a energiei conectate la rețea. În același timp, în Aplicarea sistemelor solare fotovoltaice a fost promovată energic în transporturi și iluminat urban.
Sistemele fotovoltaice au diferite scări și forme de aplicare. De exemplu, scara sistemului se întinde pe o gamă largă, variind de la 0.3 până la 2 W lumini solare de grădină până la centrale solare fotovoltaice la nivel de MW, cum ar fi echipamentele de generare a energiei de pe acoperiș de 3,75 kWp și proiectul Dunhuang de 10 MW. Formularele sale de cerere sunt, de asemenea, diverse și pot fi utilizate pe scară largă în multe domenii, cum ar fi aplicațiile casnice, transporturile, comunicațiile și spațiale. Deși sistemele fotovoltaice variază în dimensiune, compoziția și principiile de funcționare ale acestora sunt practic aceleași. Figura 4-1 este o diagramă schematică a unui sistem fotovoltaic tipic care alimentează sarcini de curent continuu. Conține mai multe componente principale ale sistemului fotovoltaic:
Matrice de module fotovoltaice: este compusă din elemente de celule solare (numite și module de celule fotovoltaice) conectate în serie și în paralel conform cerințelor sistemului. Acesta transformă energia solară în energie electrică produsă sub lumina soarelui. Este componenta de bază a sistemului solar fotovoltaic.
Baterie: Stochează energia electrică generată de componentele celulei solare. Când lumina este insuficientă sau pe timp de noapte, sau cererea de sarcină este mai mare decât puterea generată de componentele celulei solare, energia electrică stocată este eliberată pentru a satisface cererea de energie a încărcăturii. Este bateria de stocare a sistemului solar fotovoltaic. părți funcționale. În prezent, bateriile plumb-acid sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele solare fotovoltaice. Pentru sistemele cu cerințe mai mari, se folosesc de obicei baterii plumb-acid sigilate reglate cu supapă de descărcare profundă, baterii plumb-acid cu descărcare profundă care absorb lichid etc.
Controler: stipulează și controlează condițiile de încărcare și descărcare ale bateriei și controlează puterea de ieșire a componentelor celulei solare și a bateriei la sarcină în funcție de cererea de putere a sarcinii. Este partea centrală de control a întregului sistem. Odată cu dezvoltarea industriei solare fotovoltaice, funcțiile controlerelor devin din ce în ce mai puternice și există o tendință de a integra partea tradițională de control, invertorul și sistemul de monitorizare. De exemplu, controlerele din seria SPP și SMD ale AES integrează cele trei funcții de mai sus.
Invertor: În sistemul de alimentare cu energie solară fotovoltaică, dacă există o sarcină de curent alternativ, atunci un dispozitiv invertor trebuie utilizat pentru a converti puterea CC generată de componentele celulei solare sau puterea CC eliberată de baterie în puterea CA necesară de către sarcină.
Principiul de bază al sistemului de alimentare cu energie solară fotovoltaică este încărcarea bateriei cu energia electrică generată de componentele celulei solare sub iradierea soarelui sau alimentarea directă a sarcinii atunci când cererea de sarcină este îndeplinită. În cazul în care soarele este insuficient sau pe timp de noapte Bateria furnizează energie la sarcina de curent continuu sub controlul controlerului. Pentru sistemele fotovoltaice care conțin sarcini de curent alternativ, trebuie adăugat un invertor pentru a transforma puterea de curent continuu în putere de curent alternativ. Aplicațiile sistemelor fotovoltaice vin în multe forme, dar principiile de bază rămân aceleași. Pentru alte tipuri de sisteme fotovoltaice, doar mecanismul de control și componentele sistemului diferă în funcție de nevoile reale. Diferite tipuri de sisteme fotovoltaice vor fi descrise în detaliu mai jos.