Kas ir solārā elektrības ražošanas iekārta un kā tā darbojas

Pašķīdinātā saules enerģijas stacijas definīcija

Pašķīdinātā saules enerģijas stacija ir saules enerģijas ražošanas iekārtu komplekss, kas tiek izbūvēts, pieder un tiek pārvaldīts uzņēmumiem, institūcijām vai privātpersonām, galvenokārt lai nodrošinātu to pašu elektrības vajadzības. Atšķirībā no publiskā tīkla sniegtās elektrosniedzības, tā ir salīdzinoši neatkarīga elektrosniedzības sistēma, un tai ģenerētā elektroenerģija galvenokārt tiek sniegta izbūves veicējiem, piemēram, rūpnīcu, skolu, datu centru vai lielu māju apgādei.

Pašķīdinātā saules enerģijas stacijas galvenie sastāvdaļas un to funkcijas

Saules paneļi (fotovoltājiekārtas)

Šie ir saules enerģijas stacijas galvenie komponenti, kuru funkcija ir pārvērst saules enerģiju par strāvas strāvu. Saules paneļi sastāv no vairākiem saules elementiem. Kad saule spīd uz paneļiem, saules elementos esošie poluprovadītājamateriāli (piemēram, silīcijs) absorbē fotonus, radot elektronu-defektu pārus. Elementu iekšējā elektriskā laukā elektroni un defekti pārvietojas līdz atbilstošajām elementa polāribs, veidojot strāvas strāvi. Piemēram, parastu monokristālisku silīcija saules paneļu fotoelektriskā pārveidošanas efektivitāte var sasniedzt aptuveni 15% - 20%, bet daudzkristālisku silīcija paneļu efektivitāte ir nedaudz zemāka, atrodama robežās no 13% - 18%.

Invertors

Kamēr saules paneļi ģenerē strāvas strāvi, vairums elektrotehnisko ierīču prasa maiņstrāvu, invertora funkcija ir pārvērst šo strāvas strāvi par maiņstrāvu. Tas izmanto sarežģītas elektroniskās shēmas un tehnoloģijas, piemēram, impulsskaitļa modulāciju (PWM), lai pārvērstu strāvas strāvi par maiņstrāvi, kas atbilst tīkla vai slodzes ierīču prasībām. Piemēram, augstās kvalitātes invertorā strāvas strāvi var pārvērst par 50Hz vai 60Hz (atkarībā no reģiona tīkla standartiem) frekvences un stabilas sprieguma maiņstrāvi, lai nodrošinātu dažādu maiņstrāvas slodzi, piemēram, dzinēju un apgaismojuma ierīču vajadzības.

Lādēšanas kontrolers (dažos sistēmās)

Lādēšanas kontrolers tiek galvenokārt izmantots, lai kontrolētu akumulatora (ja tas ir) lādēšanu ar saules paneļiem. Tas var novērst akumulatora pārlādēšanu un pārāk lielu atlādi, aizsargājot akumulatora darbības ilgumu. Piemēram, kad akumulators ir pilnībā lādēts, lādēšanas kontrolētājs automātiski atseks lādēšanas ceļu starp saules paneļiem un akumulatoru; kad akumulatora lādes līmenis ir zems, lādēšanas kontrolētājs var kontrolēt slodzes savienojumu, lai izvairītos no pārāk lielas atlādes un nodrošinātu, ka akumulators strādā drošā lādes diapazonā.

Akumulators (neobligāta komponente)

Akumulators tiek izmantots, lai glabātu saules paneļiem ģenerēto elektroenerģiju, lai tam būtu iespējams nodrošināt enerģijas piegādi, kad gaismas daudzums ir nepietiekams (piemēram, naktī vai mākoņainās dienas). Parastie akumulatori ietver svina-acids akumulatorus un litija jonu akumulatorus. Svina-acids akumulatori ir lētāki, bet to enerģijas blīvums un darbības ilgums ir salīdzinoši zems; litija jonu akumulatori ir ar augstu enerģijas blīvumu un ilgu darbības ilgumu, bet to cena ir augstāka. Piemēram, dažos bezsaistītajos pašķīdinātajos saules enerģijas stacijās, akumulators var glabāt diennakts saules paneļiem ģenerēto lieko enerģiju un nodrošināt enerģijas piegādi slodzes ierīču, piemēram, apgaismojuma sistēmu un monitorēšanas ierīču, naktī.

Izvades skapi un monitorēšanas sistēma

Izvades skapis tiek izmantots, lai sadalītu elektroenerģiju, sadalot invertora izvades maiņstrāvi katrā slodzes šūnā. Tāpat tas var aizsargāt tīklu, piemēram, instalējot tīkla attīrītājus un segus, lai novērstu tīkla pārsniegumu un īslaistes. Monitorēšanas sistēma tiek izmantota, lai uzraudzītu saules enerģijas stacijas darbību, tostarp saules paneļu elektroenerģijas ražošanas jaudu, invertora izvades spriegumu un strāvu, akumulatora (ja tāds ir) lādes līmeni un citus parametrus. Ar monitorēšanas sistēmu var laikus uztvert ierīču kļūdas un neierodamo elektroenerģijas ražošanas situācijas, lai nodrošinātu labāku uzturēšanu un pārvaldību.

Pašķīdinātā saules enerģijas stacijas darbības process

Elektroenerģijas ražošanas fāze

Dienā, kad ir pietiekami daudz saules gaisma, saules paneļi absorbu sauli un pārvērš to par strāvas strāvi. Šajā procesā saules paneļu izvades jaudai ietekmi izdarīs faktori, piemēram, saules intensitāte, leņķis un temperatūra. Piemēram, kad saule spīd tieši un intensīvi, saules paneļu elektroenerģijas ražošanas efektivitāte ir augsta un izvades jauda ir liela; bet mākoņainās dienas vai zemā sunnas leņķa apstākļos, ražošanas efektivitāte un izvades jauda samazināsies atbilstoši.

Elektroenerģijas pārveidošana un glabāšana (ja ir akumulators)

Saules paneļiem ģenerētā strāvas strāve pirmāk nonāk akumulatorā caur lādēšanas kontrolētāju (ja tāds ir), vai tiek tieši pārveidota par maiņstrāvi invertorā. Ja ir akumulators, kad akumulators nav pilnībā lādēts, lādēšanas kontrolētājs pielāgo lādēšanas strāvu atkarībā no akumulatora lādes stāvokļa un saules paneļu izvades jaudas, lai nodrošinātu drošu un efektīvu akumulatora lādēšanu. Ja nav akumatora vai tas ir pilnībā lādēts, strāvas strāve tiek tieši pārveidota par maiņstrāvi invertorā.

Enerģijas piegādes fāze

Invertorā pārveidotā maiņstrāva nonāk izvades skapī, un izvades skapis sadala elektroenerģiju katrā slodzes šūnā atbilstoši slodzes prasībām, lai piegādātu enerģiju dažādām elektrotehniskām ierīcēm. Šajā procesā monitorēšanas sistēma reāllaikā sekos elektroenerģijas ražošanai un piegādei, lai nodrošinātu piegādes stabilitāti un drošību. Ja tā ir tīklā savienotā pašķīdinātā saules enerģijas stacija, pēc saviem enerģijas vajadzību apmierināšanas, lieko enerģiju var nogādāt sabiedriskajā tīklā; ja tā ir neatkarīga no tīkla pašķīdinātā saules enerģijas stacija, kad saules enerģijas ražošana ir nepietiekama (piemēram, naktī), ir jāpiegādā papildu enerģija, izmantojot rezervāra enerģijas avotu (piemēram, dīzeļdzinēju).