Komponado kaj Funkciigprincipo de Fotovoltaikaj Elektroprovizilaj Sistemoj

Fotovolta (PV) Energiageneradaj Sistemoj: Komponado kaj Funkcioprinicipo

Fotovolta (PV) energiagenerada sistemo ĉefe konsistas el PV moduloj, regilo, inversigilo, baterioj, kaj aliaj akcesoroj (baterioj ne estas bezonataj por rete-konektitaj sistemoj). Laŭ ĉu ili dependas de la publika elektroreto, PV-sistemoj estas dividadaj en retonsendependajn kaj retekonektitajn tipojn. Retonsendependaj sistemoj funkcias sendepende sen dependi de la utila reto. Ili estas ekipitaj kun energikonservantaj baterioj por certigi stabilan sisteman elektronprovizon, kapabla provizi elektron al ŝarĝoj dum nokto aŭ longtempaj nubegaj/pluvaj tagoj, kiam solgenerado estas insufiĉa.

Ne grave de kiu sistemo tipo, la funkcioprinicipo restas sama: PV-moduloj konvertas sunlumon en rekta kurenta (RK) elektron, kiu tiam estas konvertita en alternanta kurenta (AK) per inversigilo, ebligante elektronkonsumon aŭ retekonekton.

1. Fotovolta (PV) Moduloj

PV-moduloj estas la kernkomponento de la tuta generadsistemo. Ili estas faritaj per kombinado de individuaj fotovolta celeroj, kiuj estas tranĉitaj al diversaj grandecoj uzante lazerecajn aŭ drate-tranĉeblajn maŝinojn. Ĉar la voltage kaj kurenta produkto de unu sola solcelero estas tre malalta, pluraj celeroj estas unue konektitaj en serion por atingi pli altan voltan, poste paralele por pligrandigi kurenton. La montajo inkluzivas blokan diodon (por preveni inversan kurenton), kaj estas inkapsulita en kadro farita el nerostigebla ŝtalo, alumino, aŭ nemetala materialo. Ĝi estas fermita kun temperita glaso antaŭen, retrotrafo posteren, plenigita kun azoto kaj hermetike fermita. Pluraj PV-moduloj konektitaj en serio kaj paralele formas PV-aron (ankaŭ konatan kiel sola aro).

Funkcioprinicipo: Kiam sunlumo frapas la duonkondukantan p-n kunligon de sola celero, produktiĝas elektron-lakunaj paroj. Sub la influo de la elektra kampo ĉe la p-n kunligo, lakunoj moviĝas direkte al la p-regiono kaj elektronoj al la n-regiono. Kiam la cirkvito estas fermita, fluiĝas kuro. La ĉefa funkcio de PV-moduloj estas konverti solaran energion en elektronan energion, aŭ stoki ĝin en baterioj, aŭ direkt-elektronigi ŝarĝojn.

Tipoj de PV-Moduloj:

• Unukristalina Siliko:Efikeco ≈ 18%, ĝis 24% — la plej alta inter ĉiuj PV-tipoj. Tipe inkapsulita kun temperita glaso kaj akvaŭstoppa rezino, igante ilin duregantaj kaj longvivaj (vivperiodo ĝis 25 jaroj).

• Multkristalina Siliko:Efikeco ≈ 14%. Simila manufaktura procezo al unukristalina, sed kun pli malalta efikeco, pli malalta kostoj, kaj pli mallonga vivperiodo. Tamen, ĝi estas pli simpla produkti, konsumas malpli da energio, kaj havas pli malaltajn produktokostojn, kondukante al larĝa adoptado.

• Amorfa Siliko (Dankvara):Efikeco ≈ 10%. Farita uzante totalan malsaman dankvaran procezon, postulas minimuman silikon kaj energion. Ĝia ĉefa avantaĝo estas pli bona performanco sub malhela kondiĉo.

2. Regilo (Uzata en Retonsendependaj Sistemoj)

La sola ŝarĝregilo estas aŭtomata aparato, kiu prevenas superŝarĝadon kaj supermalŝarĝadon de baterio. Ekipita kun rapida CPU-mikroprocesoro kaj alta-prizorga A/D-konverto, ĝi funkcias kiel mikrokomputila datumakirado kaj kontrolo sistemo. Ĝi povas rapide kolekti realtempan operacian datumon, monitori sisteman staton, kaj konservi historian daton, provizante precizan kaj sufiĉan informon por evalui sisteman dizajnon kaj komponentan fidindon. Ĝi ankaŭ subtenas serian kommunikon por centra administrado kaj forreta kontrolo de pluraj PV-substacioj.

3. Inversigilo

Inversigilo konvertas la RK elektron generitan de sola paneloj en AK elektron, igante ĝin kompatiblan kun norma AK-alimenta aparato. La PV-inversigilo estas klava balanco-de-sistemo (BOS) komponento kaj inkluzivas specialajn trajtojn kiel Maksimuma Potenco Punkttrakto (MPPT) kaj insulara protekto.

Tipoj de Sola Inversigiloj:

• Standa-Alona Inversigilo:Uzata en retonsendependaj sistemoj. La PV-aron ŝarĝas la baterion, kaj la inversigilo trakseas DC potencon de la baterio por provizi AK-ŝarĝojn. Multaj standa-alonaj inversigiloj inkluzivas internan bateriŝarĝilon, kiuj povas reŝarĝi la baterion uzante AK potencon. Ĉi tiuj inversigiloj ne estas konektitaj al la reto kaj ne bezonas insularan protekton.

• Retekonektita Inversigilo:Alimentas AK potencon reen en la utila reto. Lia eldonforma ondo devas samkoniĝi kun la retna fazo, frekvenco, kaj voltago. Ĝi aŭtomate fermiĝas se la reto diskonektiĝas pro sekureco. Ĝi ne provizas rezervan potencon dum retna eksterfallo.

• Baterio-Rezerva Inversigilo:Speciala inversigilo, kiu uzas bateriojn kiel sia primara potencfonto kaj inkluzivas ŝarĝilon por reŝargi ilin. Superflua potenco povas esti alimentita reen en la reton. Dum retna eksterfallo, ĝi povas provizi AK potencon al desigitaj cirkvitoj, kaj do inkluzivas insularan protekton.

4. Baterio (Ne Bezonata en Rekekonektitaj Sistemoj)

La baterio estas la energikonservanta unuo en PV-sistemo. Komunaj tipoj inkluzivas fermitajn plumb-acidajn, malfermitajn plumb-acidajn, gelajn, kaj nikelo-kadmian bazan bateriojn. Fermitaj plumb-acidaj kaj gelaj baterioj estas la plej vaste uzataj.

Funkcioprinicipo: Dum la tago, sunlumo frapas la PV-modulojn, generante DC-voltan kaj konvertante lumon en elektron. Ĉi tiu potenco estas sendita al la regilo, kiu prevenas superŝarĝadon, kaj tiam estas konservita en la baterio por posteza uzo kiam bezonata.