Hva er en egenforbruker solkraftverk, og hvordan fungerer det?

Definisjon av et eiebruker solkraftverk

Et eiebruker solkraftverk er en solenergianlegget som er bygd, eid og driftet av virksomheter, institusjoner eller individer selv, hovedsakelig for å dekke deres egen elektrisitetsbehov. I motsetning til strømleveranse fra det offentlige kraftnettet, er dette et relativt uavhengig strømforsyningsystem, og den genererte strømmen leveres hovedsakelig til selve byggerne, som for eksempel forsyning av fabrikker, skoler, datacentre eller store boliger.

Hovedkomponentene i et eiebruker solkraftverk og deres funksjoner

Solpaneler (fotovoltaiske moduler)

Dette er kjernen i et solkraftverk, hvis funksjon er å konvertere solenergi til direkte strøm. Solpaneler består av flere solcelleenheter. Når sollys treffer panelene, vil halvledermaterialer (som silisium) i solcellene absorbere fotoner, produserer elektron-hull par. Under virkningen av cellenes indre elektriske felt vil elektroner og hull bevege seg henholdsvis til de to polene av cellene, og derved danne direkte strøm. For eksempel kan fotoelektrisk konverteringseffektiviteten for vanlige monokristallinsilisium solpaneler nå omtrent 15% - 20%, mens for polikristallinsilisium paneler er den litt lavere, mellom 13% - 18%.

Inverter

Siden direkte strøm genereres av solpaneler og de fleste elektriske enheter krever vekslende strøm, er inverterens funksjon å konvertere direkte strøm til vekslende strøm. Den bruker komplekse elektroniske kretser og teknikker som pulsbredde-modulasjon (PWM) for å konvertere direkte strøm til vekslende strøm som oppfyller kravene til kraftnettet eller lastutstyr. For eksempel, i en høykvalitets inverter, kan direkte strøm konverteres til vekslende strøm med en frekvens på 50Hz eller 60Hz (avhengig av kraftnettstandarder i ulike regioner) og stabil spenning for å dekke behovene til ulike vekslende strømlaster som motorer og belysningsutstyr.

Ladekontroller (i noen systemer)

Ladekontroller brukes hovedsakelig for å kontrollere ladeprosessen av lagringsbatterier (hvis noen) av solpanelene. Den kan hindre at lagringsbatteriene overlades og overdisches, og beskytte batteriens levetid. For eksempel, når lagringsbatteriet er fullt ladd, vil ladekontrolleren automatisk kutte av ladestrømkretsen mellom solpanelene og lagringsbatteriet; når lagringsbatteriet har en lav ladelast, kan ladekontrolleren kontrollere forbindelsen til lasten for å unngå for mye discharget av lagringsbatteriet og sikre at lagringsbatteriet kan fungere innenfor en trygg ladningsområde.

Lagringsbatteri (valgfri komponent)

Lagringsbatteriet brukes for å lagre strømmen generert av solpanelene slik at den kan gi strøm når det er utilstrekkelig sollys (som om natten eller på overskyede dager). Vanlige lagringsbatterier inkluderer blysyre-batterier og litium-ion-batterier. Blysyre-batterier har en lavere kostnad, men en relativt lav energitette og kortere levetid; litium-ion-batterier har en høy energitette og lang levetid, men en høyere kostnad. For eksempel, i noen off-grid eiebruker solkraftverk, kan lagringsbatteriet lagre den overflødige strømmen generert av solpanelene om dagen og gi strøm til lastutstyr som lysanlegg og overvåkningsutstyr om natten.

Fordelingsboks og overvåkingssystem

Fordelingsboksen brukes for å fordele strøm, ved å fordele den vekslende strømen ut fra inverteren til hver lastgren. Samtidig kan den også beskytte kretsen, som ved installasjon av sirkuitbrytere og sikringer, for å forhindre krets-overlast og kortslutning. Overvåkingssystemet brukes for å overvåke driftsstatusen til solkraftverket, inkludert effekten av strømproduksjonen fra solpanelene, utgangsspennings- og strøm fra inverteren, ladestanden av lagringsbatteriet (hvis noen), og andre parametre. Gjennom overvåkingssystemet kan utstyrfeil og unormal strømproduksjon oppdages raskt, noe som forenkler vedlikehold og forvaltning.

Driftsprosess for et eiebruker solkraftverk

Strømproduksjonsfasen

Om dagen når det er tilstrekkelig sollys, absorberer solpanelene solenergi og konverterer den til direkte strøm. Under denne prosessen vil utgangseffekten fra solpanelene bli påvirket av faktorer som intensitet, vinkel og temperatur av sollys. For eksempel, når sollys er direkte og intens, er effekten av strømproduksjonen høy og utgangseffekten stor; mens på overskyede dager eller når solvinkelen er lav, vil effekten og utgangseffekten av strømproduksjonen svarende synke.

Strømkonvertering og -lagring fase (hvis det er et lagringsbatteri)

Den direkte strømmen generert av solpanelene går først inn i lagringsbatteriet for lagring gjennom ladekontrolleren (hvis noen), eller går direkte inn i inverteren for å konverteres til vekslende strøm. Hvis det er et lagringsbatteri, og det ikke er fullt ladd, vil ladekontrolleren justere ladestrømmen basert på ladestanden til lagringsbatteriet og utgangseffekten fra solpanelene for å sikre at lagringsbatteriet lades sikkert og effektivt. Når det ikke er et lagringsbatteri eller lagringsbatteriet er fullt, går direkte strøm direkte inn i inverteren for konvertering.

Strømforsyning fase

Den vekslende strømmen konvertert av inverteren går inn i fordelingsboksen, og fordelingsboksen fordeles strømmen til hver gren basert på lastens behov for å forsyne ulike elektriske enheter. Under denne prosessen vil overvåkingssystemet overvåke strømproduksjonen og -forsyningen i sanntid for å sikre stabilitet og sikkerhet i strømforsyningen. Hvis det er et nett-koblet eiebruker solkraftverk, kan det overflødige strømmen etter dekket eget behov sendes tilbake til det offentlige kraftnettet; hvis det er et nett-uavhengig eiebruker solkraftverk, når solstrømproduksjonen er utilstrekkelig (som om natten), må det suppleres med en reservestruktur (som en dieselgenerator).