Mfano na Mwendo wa Sistemi za Kupanga Nishati ya Solar

Mudhabisho na Sera ya Kufanya Kazi ya Mipango ya Umeme kutoka kwa Jua (PV)

Mipango ya umeme kutoka kwa jua (PV) yanayofaa zinajumuisha vifaa vya PV, mkendeleni, inavuishi, batilie, na bidhaa nyingine (batilie hazitoshi kwa mipango yenye usambazaji wa umeme). Kulingana na kuwa yanahusisha sambaza ya umeme ya umma, mipango ya PV yanaelekezwa kama ile ambayo haikuhusu sambaza au ile ambayo inahusisha sambaza. Mipango isiyohusisha sambaza huchukua mikakati bila kutumia sambaza ya umeme. Yana batilie za kuhifadhi umeme ili kuhakikisha kuwa umeme unavyotolewa ni thabiti, inaweza kutumaini wakati wa usiku au wakati muda mrefu wa mvua au mahanga kiholela chenye jua kinachopata kidogo.

Kutokujali aina ya mipango, sera ya kufanya kazi inafanana: vifaa vya PV huweka nguvu ya jua kwenye umeme wa kiwango moja (DC), ambayo inaingizwa kwenye inavuishi ili kuwa umeme wa kiwango mbili (AC), ikianza kutumika au kuhusisha sambaza.

1. Vifaa vya PV

Vifaa vya PV ni muhimu katika mipango yote ya kutoa umeme. Yanajengwa kwa kuunganisha vifaa vidogo vya PV, vilivyovunjika katika ukubwa tofauti kutumia mashine ya kupinda kwa mwanga au simu. Tangu upatikanaji wa umeme na vifaa vingine viwili viwili vya jua ni dogo sana, vifaa viwili viwili vinachukuliwa kwanza kwenye mfululizo wa kiwango moja ili kupata kiwango cha juu, basi kwenye mfululizo wa kiwango mbili ili kupata kiwango cha juu. Utunguzi unaelekea diodi ya kuzuia (kupunguza umeme kukagua nyuma), na ufunikwa ndani ya mtaro wa chane, aluminium, au madalai asilia. Ina tufe la kimbiaji mbele, nyuma ina tufe la nyuma, limejaa na mbolea ya nitrojeni, na limefungwa kwa undani. Vifaa vingine vya PV vilivyovunjika kwenye mfululizo wa kiwango moja na kiwango mbili havijapata vifaa vya PV (kilichojulikana kama mpango wa jua).

Sera ya Kufanya Kazi: Wakati mwanga anapomtukana p-n junction ya vifaa vya jua, anapata electron-hole pairs. Kulingana na nguvu ya kiwango kwenye p-n junction, holes huyakagua kwenye sehemu ya p na electrons kwenye sehemu ya n. Wakati circuit inafungwa, umeme hutembelea. Funguo muhimu ya vifaa vya PV ni kutekeleza nguvu ya jua kwenye umeme, ya kuhifadhi kwenye batilie au kusaidia wale wanaouhifadhi umeme.

Aina za Vifaa vya PV:

• Silicon Monocrystalline: Ufanisi ≈ 18%, hadi 24% — ni ulio juu kabisa kati ya vyote vya PV. Mara nyingi inafunika kwa mbolea ya kimbiaji na resin iliyoweza kuhifadhi maji, kufanya iwe imara na inaweza kutumika kwa muda mrefu (muda wa kutumika hadi 25 miaka).

• Silicon Polycrystalline: Ufanisi ≈ 14%. Mara nyingi inafanyika kwa njia ya kutenga kama silicon monocrystalline, lakini na ufanisi mdogo, gharama ndogo, na muda wa kutumika mdogo. Hata hivyo, ni rahisi kufanya, hutumia nguvu ndogo, na gharama za kutenga ndogo, kufanya iwe imetumika sana.

• Amorphous Silicon (Thin-Film): Ufanisi ≈ 10%. Inafanyika kwa njia tofauti kabisa ya thin-film, inahitaji silicon ndogo na nguvu. Faida kuu ni kufanya vizuri kwenye tovuti za mwanga mdogo.

2. Mkendeleni (Unatumika kwenye Mipango Isiyohusisha Sambaza)

Solar charge controller ni vifaa vya kutosha kwa awamu ambayo hutetea batilie kutokufikiwa na kutokupepeka. Imejengwa na CPU microprocessor wa kiwango kwa haraka na A/D converter wa kiwango cha juu, inafanya kazi kama mfumo wa kutafuta data na kuhakikisha status kwa kutumia mikono ya mikono. Inaweza kusoma data za kazi za haraka, kuhakikisha status ya mfumo, na kuhifadhi data za zamani, kutumia taarifa sahihi na kutosha kuhakikisha serikali ya mfumo na ubora wa bidhaa. Pia ina msaada wa mawasiliano ya serial kwa ajili ya kusimamia na kuhakikisha mipango mingine ya PV.

3. Inavuishi

Inavuishi huweka umeme wa kiwango moja kutoka kwa solar panels kwenye umeme wa kiwango mbili, kufanya iwe inaweza kuhusisha na viwango vya AC-powered. PV inavuishi ni muhimu balance-of-system (BOS) component na inajumuisha vipengele vipya kama Maximum Power Point Tracking (MPPT) na islanding protection.

Aina za Solar Inverters:

• Standalone Inverter: Unatumika kwenye mipango isiyohusisha sambaza. PV array huweka batilie, na inavuishi hunyota DC power kutoka kwenye batilie kusaidia AC loads. Wengi wa standalone inverters wana battery chargers yenye AC power. Inavuishi haya si husika sambaza na haihitaji islanding protection.

• Grid-Tied Inverter: Huweka AC power kurudi kwenye sambaza ya umeme. Waveform yake lazima iwe sawa na sambaza's phase, frequency, na voltage. Inasimama kwa urafiki ikiwa sambaza imekuwa imesimama. Haipatieni matumizi ya msingi wakati wa sambaza outage.

• Battery Backup Inverter: Inavuishi maalum unatumia batilie kama chanzo chake cha umeme na inajumuisha charger kurecharge. Umeme unaweza kurudi kwenye sambaza. Wakati wa sambaza outage, inaweza kusaidia AC power kwenye circuits maalum, na kufanya inajumuisha islanding protection.

4. Batilie (Haipatieni kwenye Mipango Husika Sambaza)

Batilie ni kitu chenye kuhifadhi umeme kwenye PV system. Aina zinazotumika ni sealed lead-acid, flooded lead-acid, gel, na nickel-cadmium alkaline batteries. Sealed lead-acid na gel batteries ni zinazotumika zaidi.

Sera ya Kufanya Kazi: Sasa, mwanga anapomtukana vifaa vya PV, anapata DC voltage na kutengeneza umeme. Hii ni nyurwa kwenye mkendeleni, ambaye hutetea kutokufikiwa, basi kuhifadhiwa kwenye batilie kwa ajili ya kutumika baadaye.