Ano ang isang captive solar power plant, at paano ito gumagana?

Pangungusap ng isang sariling solar power plant

Ang isang sariling solar power plant ay isang pasilidad para sa paggawa ng enerhiya mula sa araw na itinayo, pinagmamay-ari, at pinamamahalaan ng mga kumpanya, institusyon, o indibidwal upang pangunahing mapunan ang kanilang sariling pangangailangan sa kuryente. Ito ay iba sa suplay ng kuryente mula sa pampublikong grid, dahil ito ay isang relatibong independiyenteng sistema ng suplay ng kuryente, at ang kuryente na ito'y ginagawa ay pangunahing inihahandog sa mga gumawa nito, tulad ng pagsuporta ng kuryente para sa mga pabrika, paaralan, data centers, o malalaking tirahan.

Pangunahing bahagi ng isang sariling solar power plant at ang kanilang mga tungkulin

Mga solar panel (photovoltaic modules)

Ito ang core components ng isang solar power plant, kung saan ang tungkulin nito ay i-convert ang enerhiya ng araw sa direct current. Ang mga solar panel ay binubuo ng maraming solar cell units. Kapag sinikat ng araw ang mga panel, ang semiconductor materials (tulad ng silicon) sa loob ng mga solar cells ay sasalo ng photons, bumubuo ng electron-hole pairs. Sa pamamagitan ng internal electric field ng mga cells, ang mga electrons at holes ay lalakbay patungo sa dalawang poles ng cells nang hiwalay, kaya nabubuo ang direct current. Halimbawa, ang photoelectric conversion efficiency ng karaniwang monocrystalline silicon solar panels ay maaaring umabot sa halos 15% - 20%, habang ang polycrystalline silicon panels ay mas mababa naman, na nasa 13% - 18%.

Inverter

Dahil ang direct current ang ginagawa ng mga solar panels at karamihan sa mga electrical equipment ay nangangailangan ng alternating current, ang tungkulin ng inverter ay i-convert ang direct current sa alternating current. Ginagamit nito ang complex electronic circuits at teknik tulad ng pulse width modulation (PWM) upang i-convert ang direct current sa alternating current na sumasaklaw sa mga requirement ng grid o load equipment. Halimbawa, sa isang high-quality inverter, ang direct current maaaring i-convert sa alternating current na may frequency ng 50Hz o 60Hz (depende sa standards ng grid sa iba't ibang rehiyon) at stable voltage upang matugunan ang mga demand ng iba't ibang alternating current loads tulad ng motors at lighting equipment.

Charge controller (sa ilang mga sistema)

Ang charge controller ay pangunahing ginagamit upang kontrolin ang proseso ng charging ng storage battery (kung mayroon) mula sa mga solar panels. Ito ay maaaring maiwasan ang overcharging at overdischarging ng storage battery, na nagpoprotekta sa lifespan ng storage battery. Halimbawa, kapag puno na ang storage battery, ang charge controller ay awtomatikong tatanggalin ang charging circuit sa pagitan ng solar panels at storage battery; kapag mababa na ang charge level ng storage battery, ang charge controller ay maaaring kontrolin ang koneksyon ng load upang maiwasan ang excessive discharging ng storage battery at tiyakin na ang storage battery ay makakapagtamo ng safe charge range.

Storage battery (optional component)

Ang storage battery ay ginagamit upang imumok ang kuryente na ginawa ng mga solar panels upang mabigyan ng kuryente kapag hindi sapat ang sikat ng araw (tulad ng gabi o madulang-araw). Karaniwang mga storage batteries ay ang lead-acid batteries at lithium-ion batteries. Ang lead-acid batteries ay may mas mababang cost pero mas mababang energy density at mas maikling lifespan; ang lithium-ion batteries naman ay may mataas na energy density at mahabang lifespan ngunit may mas mataas na cost. Halimbawa, sa ilang off-grid sariling solar power plants, ang storage battery maaaring imumok ang excess kuryente na ginawa ng solar panels sa araw at magbigay ng kuryente para sa load equipment tulad ng lighting systems at monitoring equipment sa gabi.

Distribution box at monitoring system

Ang distribution box ay ginagamit upang ipamahagi ang kuryente, na ipinapamahagi ang alternating current output ng inverter sa bawat load branch. Samantala, ito rin ay maaaring protektahan ang circuit, tulad ng pag-install ng circuit breakers at fuses, upang maiwasan ang circuit overload at short circuit. Ang monitoring system ay ginagamit upang monitorin ang operational status ng solar power plant, kasama ang power generation power ng solar panels, ang output voltage at current ng inverter, ang charge level ng storage battery (kung mayroon), at iba pang parameters. Sa pamamagitan ng monitoring system, maaaring matukoy ang mga equipment failures at abnormal power generation situations nang agad, na nagpapadali ng maintenance at management.

Operasyon ng isang sariling solar power plant

Power generation stage

Sa araw kapag sapat ang sikat ng araw, ang mga solar panels ay susuporta ng enerhiya ng araw at i-convert ito sa direct current. Sa prosesong ito, ang output power ng mga solar panels ay apektado ng mga factor tulad ng intensity, angle, at temperature ng sikat ng araw. Halimbawa, kapag direktso at malakas ang sikat ng araw, mataas ang power generation efficiency ng mga solar panels at malaki ang output power; samantalang sa mga madulang-araw o kapag mababa ang sun angle, bababa ang power generation efficiency at output power nang proporsyonado.

Electricity conversion at storage stage (kung may storage battery)

Ang direct current na ginawa ng mga solar panels unang pumapasok sa storage battery para sa imumok sa pamamagitan ng charge controller (kung mayroon), o direkta naman na pumapasok sa inverter upang i-convert sa alternating current. Kung may storage battery, kapag hindi pa puno ang storage battery, ang charge controller ay aayusin ang charging current batay sa charging state ng storage battery at output power ng mga solar panels upang siguruhin na ma-charge nang ligtas at epektibo ang storage battery. Kapag walang storage battery o puno na ang storage battery, ang direct current direkta naman na pumapasok sa inverter para sa conversion.

Power supply stage

Ang alternating current na i-convert ng inverter pumapasok sa distribution box, at ang distribution box ay ipinapamahagi ang kuryente sa bawat branch ayon sa demand ng load upang bigyan ng kuryente ang iba't ibang electrical equipment. Sa prosesong ito, ang monitoring system ay real-time na monitorin ang power generation at power supply situations upang matiyak ang stability at safety ng suplay ng kuryente. Kung ito ay isang grid-connected sariling solar power plant, pagkatapos matugunan ang sariling pangangailangan sa kuryente, ang excess kuryente maaaring ibalik sa pampublikong grid; kung ito naman ay isang grid-independent sariling solar power plant, kapag hindi sapat ang solar power generation (tulad ng gabi), kinakailangang suplamentaryong magbigay ng kuryente sa pamamagitan ng backup power source (tulad ng diesel generator).