Mówiąc o składzie pozasieciowego systemu fotowoltaicznego wytwarzania energii
Fotowoltaiczne systemy wytwarzania energii poza siecią składają się głównie z fotowoltaicznych urządzeń do wytwarzania energii słonecznej, urządzeń do magazynowania energii, sterowników i falowników. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do każdej części.
Solarne urządzenie do wytwarzania energii fotowoltaicznej
Może składać się z urządzeń fotowoltaicznych z krzemu monokrystalicznego lub krzemu polikrystalicznego lub krzemu amorficznego. Grupa ogniw słonecznych zapakowanych w szkło i specjalne materiały nazywana jest modułem ogniw słonecznych; wiele modułów ogniw słonecznych jest połączonych, tworząc układ ogniw słonecznych. Rodzaj i skład ogniw słonecznych są dobierane w zależności od mocy wymaganej przez system, środowiska użytkowania i kosztów.
Urządzenie magazynujące energię
Ponieważ na wytwarzanie energii fotowoltaicznej mają bezpośredni wpływ warunki pogodowe, jest ona przerywana i niestabilna. Aby utrzymać pewną ciągłość zasilania systemu, należy zapewnić urządzenie magazynujące energię, które magazynuje część energii elektrycznej i dostarcza energię elektryczną, gdy nie ma światła słonecznego. Obecny system wytwarzania energii fotowoltaicznej Do magazynowania energii wykorzystuje się głównie baterie.
Powszechnie stosowane akumulatory obejmują akumulatory kwasowo-ołowiowe, akumulatory niklowo-kadmowe i akumulatory litowo-jonowe.
Akumulator kwasowo-ołowiowy: napięcie pojedynczego akumulatora wynosi 2 V, cykl życia wynosi 500-1500 razy
Akumulator niklowo-kadmowy: napięcie pojedynczego akumulatora 1,0-1,3 V, cykl życia 2500 razy
Akumulator litowo-jonowy (napięcie pojedynczego ogniwa 3,7 V), żywotność 1000-10000 razy
Baterie niklowo-kadmowe i litowo-jonowe są drogie, ale mają dużą pojemność na jednostkę objętości i są najczęściej używane w aplikacjach wymagających małych rozmiarów i dużej pojemności, takich jak produkty cyfrowe, takie jak telefony komórkowe, aparaty fotograficzne i komputery przenośne. Ogólnie rzecz biorąc, systemy fotowoltaiczne poza siecią wykorzystują głównie szczelne akumulatory kwasowo-ołowiowe. Cena akumulatora kwasowo-ołowiowego jest bardzo niska, a szczelny akumulator kwasowo-ołowiowy jest szczelny i bezobsługowy, a także bardzo wygodny w użyciu.
Najważniejszymi parametrami akumulatora są napięcie, pojemność i cykl życia. Jednostką napięcia jest wolt (V), jednostką pojemności jest amperogodzina (Ah), a cykl życia to liczba ładowań i rozładowań.
Kontroler
Akumulator ma określone wymagania dotyczące ładowania i rozładowywania. Częste przeładowanie i nadmierne rozładowanie skróci żywotność. Akumulator musi być kontrolowany pod kątem ładowania i rozładowywania, co jest podstawową funkcją kontrolera. Wybierz maksymalny punkt pracy baterii słonecznej zgodnie z energią elektryczną użytkownika', ładowaniem i rozładowywaniem baterii oraz warunkami oświetlenia baterii słonecznej' i skoordynuj ładowanie i prąd elektryczny. Kontroler musi również wykrywać, chronić i wyświetlać dane w systemie. Konwersja napięcia i prądu sterownika' wykorzystuje głównie obwód konwersji DC-DC. Zasadę konwersji DC-DC omówiono w rozdziale"Zasada konwersji DC-DC".
Falownik
Sprzęt, który przekształca prąd stały na prąd przemienny, wykorzystuje głównie obwody falownika z pełnym mostkiem SPWM do generowania prądu przemiennego o fali sinusoidalnej. Zasada działania falownika SPWM znajduje się w rozdziale&cyt.;Zasada falownika SPWM&cyt.;.
Obciążenie elektryczne
Sprzęt elektryczny wykorzystujący prąd stały lub przemienny.
Proste fotowoltaiczne urządzenia do wytwarzania energii słonecznej nie mają falowników i wyprowadzają tylko prąd stały. Niektóre z nich mogą wyprowadzać kilka różnych napięć prądu stałego. Skład pokazano na rysunku 2. Sterownik odbiera prąd stały z panelu słonecznego i kontroluje prąd ładowania lub rozładowania akumulatora. Prosty kontroler bezpośrednio prowadzi akumulator do zacisku wyjściowego, a napięcie wyjściowe systemu jest równe napięciu akumulatora. Niektóre kontrolery mają obwody konwersji prądu stałego, które mogą wyprowadzać kilka różnych napięć prądu stałego, takich jak 5 V, 9 V, 12 V itp., które są odpowiednie dla różnych urządzeń elektrycznych. Moc wyjściowa tego rodzaju systemu jest na ogół niewielka, a konstrukcja przenośna jest najczęściej stosowana.
