1. Sastav i princip solarnog fotonaponskog sistema
Solarni fotonaponski sistem se sastoji od sljedeća tri dijela: komponente solarnih ćelija; Kontrolori punjenja i pražnjenja, pretvarači, instrumenti za ispitivanje i računalni nadzor i druga energetska elektronička oprema; i baterije ili drugu opremu za skladištenje energije i pomoćnu opremu za proizvodnju energije.
Solarni fotonaponski sistemi imaju sljedeće karakteristike:
- Nema rotirajućih delova, nema buke;
- Nema zagađenja vazduha i ispuštanja otpadnih voda;
- Nema procesa sagorevanja, nije potrebno gorivo;
- Jednostavno održavanje i niski troškovi održavanja;
- Dobra operativna pouzdanost i stabilnost;
- Kao ključna komponenta, solarne ćelije imaju dug vijek trajanja, a vijek trajanja solarnih ćelija od kristalnog silicija može doseći više od 25 godina;
Proizvodnja električne energije može se lako povećati po potrebi.
Fotonaponski sistemi se široko koriste. Osnovni oblici primjene fotonaponskih sistema mogu se podijeliti u dvije kategorije: nezavisni sistemi za proizvodnju električne energije i sistemi za proizvodnju električne energije povezani na mrežu. Glavna područja primjene su uglavnom u svemirskim letjelicama, komunikacionim sistemima, mikrotalasnim relejnim stanicama, TV diferencijalnim gramofonima, fotonaponskim pumpama za vodu i snabdevanju električnom energijom u domaćinstvima u područjima bez struje. Razvojem tehnologije i potrebama održivog razvoja svjetske ekonomije, razvijene zemlje su počele planirano promovirati urbanu fotonaponsku proizvodnju električne energije povezanu s mrežom, uglavnom izgradnjom fotonaponskih fotonaponskih sistema za proizvodnju električne energije u domaćinstvima i centraliziranih velikih razmjera na nivou MW. sistemi za proizvodnju električne energije povezani na mrežu. Istovremeno, primena solarnih fotonaponskih sistema je snažno promovisana u transportu i urbanom osvetljenju.
Fotonaponski sistemi imaju različite razmjere i oblike primjene. Na primjer, sistemska skala obuhvata širok raspon, u rasponu od 0.3 do 2W solarnih vrtnih svjetala do solarnih fotonaponskih elektrana na nivou MW, kao što je oprema za proizvodnju električne energije na krovu domaćinstva od 3,75kWp i projekat Dunhuang 10MW. Njegovi oblici prijave su također raznoliki i mogu se široko koristiti u mnogim poljima kao što su kućanstvo, transport, komunikacije i svemirske aplikacije. Iako se fotonaponski sistemi razlikuju po veličini, njihov sastav i principi rada su u osnovi isti. Slika 4-1 je šematski dijagram tipičnog fotonaponskog sistema koji napaja DC opterećenja. Sadrži nekoliko glavnih komponenti u fotonaponskom sistemu:
Niz fotonaponskih modula: Sastoji se od elemenata solarnih ćelija (koji se nazivaju i moduli fotonaponskih ćelija) povezanih serijski i paralelno prema zahtjevima sistema. Konvertuje sunčevu energiju u električnu energiju koja se dobija pod sunčevom svetlošću. To je osnovna komponenta solarnog fotonaponskog sistema.
Baterija: Pohranjuje električnu energiju koju proizvode komponente solarnih ćelija. Kada je svjetlo nedovoljno ili noću, ili je potražnja za opterećenjem veća od snage koju generiraju komponente solarne ćelije, pohranjena električna energija se oslobađa kako bi se zadovoljila potražnja za energijom opterećenja. To je baterija za skladištenje solarnog fotonaponskog sistema. funkcionalni dijelovi. Trenutno se olovne baterije najčešće koriste u solarnim fotonaponskim sistemima. Za sisteme sa višim zahtevima, obično se koriste zatvorene olovno-kiselinske baterije sa regulisanim ventilom dubokog pražnjenja, olovno-kiselinske baterije sa dubokim pražnjenjem koje apsorbuju tečnost, itd.
Kontrolor: On određuje i kontrolira uvjete punjenja i pražnjenja baterije i kontrolira izlaznu snagu komponenti solarne ćelije i baterije prema opterećenju u skladu sa zahtjevima za snagom opterećenja. To je glavni kontrolni dio cijelog sistema. Sa razvojem solarne fotonaponske industrije, funkcije kontrolera postaju sve moćnije, a postoji i trend integracije tradicionalnog upravljačkog dijela, invertera i nadzornog sistema. Na primjer, AES-ovi SPP i SMD kontroleri serije integriraju gore navedene tri funkcije.
Inverter: U solarnom fotonaponskom sistemu napajanja, ako postoji opterećenje izmjeničnom strujom, tada se mora koristiti inverterski uređaj za pretvaranje istosmjerne energije koju generiraju komponente solarne ćelije ili istosmjerne snage koju oslobađa baterija u AC snagu koju zahtijeva opterećenje.
Osnovni princip rada solarnog fotonaponskog sistema napajanja je punjenje baterije električnom energijom koju proizvode komponente solarne ćelije pod sunčevim zračenjem, ili direktno snabdijevanje električnom energijom kada je zahtjev opterećenja zadovoljen. Ako je sunčeva svjetlost nedovoljno ili noću Baterija napaja DC opterećenje pod kontrolom kontrolera. Za fotonaponske sisteme koji sadrže AC opterećenja, potrebno je dodati inverter za pretvaranje istosmjerne struje u AC napajanje. Primene fotonaponskih sistema dolaze u mnogim oblicima, ali osnovni principi ostaju isti. Za druge tipove fotonaponskih sistema, samo se upravljački mehanizam i komponente sistema razlikuju prema stvarnim potrebama. Različite vrste fotonaponskih sistema će biti detaljno opisane u nastavku.