Wat is een gevangen zonnecentrale en hoe werkt deze?

Definitie van een eigen zonnepowerplant

Een eigen zonnepowerplant is een zonne-energieopwekkingsinstallatie die door ondernemingen, instellingen of individuen zelf wordt gebouwd, bezit en beheerd, voornamelijk om aan hun eigen elektriciteitsbehoefte te voldoen. In tegenstelling tot de stroomvoorziening van het openbare elektriciteitsnetwerk is het een relatief onafhankelijk energievoorzieningssysteem, en de geproduceerde elektriciteit wordt voornamelijk aan de bouwers zelf geleverd, zoals voor fabrieken, scholen, datacenters of grote woningen.

Belangrijkste componenten van een eigen zonnepowerplant en hun functies

Zonnepanelen (fotovoltaïsche modules)

Dit zijn de kerncomponenten van een zonnepowerplant, waarvan de functie is om zonne-energie om te zetten in gelijkstroom. Zonnepanelen bestaan uit meerdere zonnecel-eenheden. Wanneer zonlicht op de panelen valt, absorberen de halfgeleidermaterialen (zoals silicium) in de zonnecellen fotonen, waardoor elektron-gatparen worden gevormd. Onder invloed van het interne elektrisch veld van de cellen bewegen de elektronen en gaten zich naar de twee polen van de cellen, waardoor gelijkstroom ontstaat. Bijvoorbeeld, de fotovoltaïsche conversie-efficiëntie van gewone monokristallijne silicium zonnepanelen kan ongeveer 15% - 20% bereiken, terwijl dat van polykristallijne siliciumpanelen iets lager is, variërend van 13% - 18%.

Omverter

Aangezien de gelijkstroom wordt gegenereerd door zonnepanelen en de meeste elektrische apparatuur wisselstroom vereist, is de functie van de omverter om de gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. Het maakt gebruik van complexe elektronische circuits en technieken zoals pulsbreedtemodulatie (PWM) om de gelijkstroom om te zetten in wisselstroom die voldoet aan de eisen van het elektriciteitsnet of belastingsapparatuur. Bijvoorbeeld, in een hoogwaardige omverter kan de gelijkstroom worden omgezet in wisselstroom met een frequentie van 50Hz of 60Hz (afhankelijk van de netwerknormen in verschillende regio's) en een stabiele spanning om aan de eisen van verschillende wisselstroombelastingen zoals motoren en verlichtingsapparatuur te voldoen.

Laderegelaar (in sommige systemen)

De laderegelaar wordt voornamelijk gebruikt om het oplaadproces van de opslagaccu (indien aanwezig) door de zonnepanelen te controleren. Het kan overladen en overontladen van de opslagaccu voorkomen, waarmee de levensduur van de opslagaccu wordt beschermd. Bijvoorbeeld, wanneer de opslagaccu volledig is opgeladen, zal de laderegelaar automatisch de oplaadcircuit tussen de zonnepanelen en de opslagaccu afbreken; wanneer de opslagaccu een laag oplaadniveau heeft, kan de laderegelaar de verbinding van de belasting controleren om te voorkomen dat de opslagaccu te veel wordt ontladen en ervoor zorgt dat de opslagaccu binnen een veilig oplaadbereik kan werken.

Opslagaccu (optioneel onderdeel)

De opslagaccu wordt gebruikt om de door de zonnepanelen geproduceerde elektriciteit op te slaan, zodat deze stroom kan leveren wanneer er onvoldoende zonlicht is (bijvoorbeeld 's nachts of op bewolkte dagen). Algemene opslagaccu's omvatten lood-acid accu's en lithium-ion accu's. Lood-acid accu's hebben een lagere kosten maar een relatief lage energiedichtheid en een kortere levensduur; lithium-ion accu's hebben een hoge energiedichtheid en een lange levensduur, maar hogere kosten. Bijvoorbeeld, in sommige off-grid eigen zonnepowerplants kan de opslagaccu de overtollige elektriciteit die tijdens de dag door de zonnepanelen wordt geproduceerd opslaan en stroom leveren voor belastingsapparatuur zoals verlichtingssystemen en monitoringapparatuur 's nachts.

Verdelingskast en monitoringsysteem

De verdelingskast wordt gebruikt om elektriciteit te verdelen, waarbij de wisselstroom die door de omverter wordt uitgevoerd naar elke belastingsvertakking wordt verdeeld. Tegelijkertijd kan het ook het circuit beschermen, bijvoorbeeld door stroomonderbrekers en fusen te installeren, om overbelasting en korte sluiting van het circuit te voorkomen. Het monitoringsysteem wordt gebruikt om de werkstatus van de zonnepowerplant te bewaken, inclusief de vermogensoutput van de zonnepanelen, de uitvoerspanning en -stroom van de omverter, het oplaadniveau van de opslagaccu (indien aanwezig), en andere parameters. Via het monitoringsysteem kunnen apparatuurfouten en abnormale energieproductiesituaties tijdig worden gedetecteerd, wat onderhoud en beheer vergemakkelijkt.

Werkingsproces van een eigen zonnepowerplant

Energieproductiestadium

Tijdens de dag, wanneer er voldoende zonlicht is, absorberen de zonnepanelen zonne-energie en zetten deze om in gelijkstroom. Tijdens dit proces wordt de uitvoervermogen van de zonnepanelen beïnvloed door factoren zoals de intensiteit, hoek en temperatuur van het zonlicht. Bijvoorbeeld, wanneer het zonlicht direct en intens is, is de energieproductie-efficiëntie van de zonnepanelen hoog en is de uitvoervermogen groot; terwijl op bewolkte dagen of wanneer de zonhoek laag is, de energieproductie-efficiëntie en uitvoervermogen overeenkomstig zullen afnemen.

Elektriciteitsconversie en opslagstadium (indien er een opslagaccu is)

De gelijkstroom die door de zonnepanelen wordt geproduceerd gaat eerst via de laderegelaar (indien aanwezig) naar de opslagaccu voor opslag, of gaat rechtstreeks naar de omverter om omgezet te worden in wisselstroom. Als er een opslagaccu is, wanneer de opslagaccu niet volledig is opgeladen, zal de laderegelaar de oplaadstroom aanpassen op basis van de oplaadstatus van de opslagaccu en de uitvoervermogen van de zonnepanelen om ervoor te zorgen dat de opslagaccu veilig en efficiënt wordt opgeladen. Wanneer er geen opslagaccu is of de opslagaccu vol is, gaat de gelijkstroom rechtstreeks naar de omverter voor conversie.

Stroomvoorzieningsstadium

De wisselstroom die door de omverter wordt omgezet gaat naar de verdelingskast, en de verdelingskast verdeelt de elektriciteit naar elke vertakking volgens de behoefte van de belasting om stroom te leveren aan diverse elektrische apparatuur. Tijdens dit proces zal het monitoringsysteem de energieproductie en stroomvoorziening in real-time bewaken om de stabiliteit en veiligheid van de stroomvoorziening te garanderen. Als het gaat om een grid-verbonden eigen zonnepowerplant, kan na het voldoen aan de eigen stroombehoefte, de overtollige elektriciteit worden teruggevoerd naar het openbare elektriciteitsnet; als het gaat om een grid-onafhankelijke eigen zonnepowerplant, wanneer de zonne-energieproductie onvoldoende is (bijvoorbeeld 's nachts), moet de stroomvoorziening worden aangevuld door middel van een back-up energiebron (zoals een dieselmotor).