Šta je prividna solarne elektrane i kako funkcioniše?

Definicija sopstvene solarnog elektrane

Sopstvena solarna elektrana je objekat za generisanje solarnih električne energije koji preduzeća, institucije ili pojedinci sami izgrađuju, poseduju i upravljaju, uglavnom kako bi ispunili svoju potrebu za električnom energijom. Različita od snabdijevanja električnom energijom iz javne mreže, ona predstavlja relativno nezavisni sistem snabdijevanja električnom energijom, a električna energija koju proizvodi uglavnom se snabđuje samim izgrađivačima, kao što su fabrike, škole, centri podataka ili velike stambene objekti.

Glavni komponenti sopstvene solarnog elektrane i njihove funkcije

Solarni paneli (fotovoltaički moduli)

To su ključne komponente solarnog elektrane, čija je funkcija pretvaranje solarnih zračenja u jednosmjerne struje. Solarni paneli sastoje se od više jedinica solarnih celija. Kada sunčevo svetlo pada na panele, poluprovodni materijali (kao što je silicijum) unutar solarnih celija apsorbiraju fotonima, generišući parove elektrona i luka. Pod dejstvom unutrašnjeg električnog polja celija, elektroni i lukovi se kreću ka dva pola celija, formirajući jednosmernu struju. Na primer, efikasnost pretvaranja fotonske energije u električnu energiju kod običnih monokristalnih silicijumskih solarnih panela može dostići oko 15% - 20%, dok je ta efikasnost kod polikristalnih silicijumskih panela malo niža, od 13% - 18%.

Inverzor

Pošto solarni paneli generišu jednosmernu struju, a većina električnih uređaja zahteva izmjenjivanu struju, funkcija inverzora jeste da pretvori jednosmernu struju u izmjenjivanu struju. Koristi složene elektronske kružnici i tehnike poput širine impulsa (PWM) kako bi pretvorio jednosmernu struju u izmjenjivanu struju koja ispunjava zahteve mreže ili opterećenja. Na primer, u visokokvalitetnom inverzoru, jednosmerna struja može biti pretvorena u izmjenjivanu struju sa frekvencijom od 50Hz ili 60Hz (u zavisnosti od standarda mreže u različitim regionima) i stabilnim naponom kako bi zadovoljila potrebe različitih opterećenja izmjenjive struje, kao što su motori i oprema za osvetljenje.

Kontroler nabijanja (u nekim sistemima)

Kontroler nabijanja se uglavnom koristi za kontrolu procesa nabijanja akumulatora (ako postoji) pomoću solarnih panela. On može sprečiti prekomerno nabijanje i ispraznjenje akumulatora, štitići životnu vreme akumulatora. Na primer, kada je akumulator puno nabijen, kontroler nabijanja će automatski prekinuti kružnicu nabijanja između solarnih panela i akumulatora; kada je akumulator slabonabijen, kontroler nabijanja može kontrolisati povezivanje opterećenja kako bi se spriječilo prekomerno ispraznjenje akumulatora i osiguralo da akumulator radi unutar sigurnog opsega nabijanja.

Akumulator (opcioni komponent)

Akumulator se koristi za skladištenje električne energije generisane solarnim panelima kako bi pružao energiju kada nedostaje dovoljno sunčevog svjetla (kao što je noću ili oblačno). Uobičajeni akumulatori uključuju olovne-acidske i litij-ionske baterije. Olovne-acidske baterije imaju niže troškove, ali relativno nisku gustinu energije i kraće vreme trajanja; litij-ionske baterije imaju visoku gustinu energije i dug vremenski rok, ali veće troškove. Na primer, u nekim nezavisnim od mreže sopstvenim solarnim elektranama, akumulator može skladištiti izravnu električnu energiju generisanu solarnim panelima tokom dana i pružati energiju za opterećenja kao što su sistemi za osvetljenje i nadzorni uređaji noću.

Razdoblje raspodele i nadzorni sistem

Razdoblje raspodele se koristi za raspodelu električne energije, raspodelju izmjenjivih struja koje izlaze iz inverzora svakoj grananju opterećenja. Istovremeno, može takođe štititi kružnice, kao što su instaliranje prekidača i štapova, kako bi se spriječilo preopterećenje i kratko spojenje. Nadzorni sistem se koristi za praćenje stanja rada solarnog elektrane, uključujući snagu generisanja električne energije solarnih panela, izlazni napon i struju inverzora, nivo nabijanja akumulatora (ako postoji), i druge parametre. Kroz nadzorni sistem, mogu se detektovati greške opreme i neobični slučajevi generisanja električne energije, što olakšava održavanje i upravljanje.

Proces rada sopstvene solarnog elektrane

Faza generisanja električne energije

Tokom dana, kada ima dovoljno sunčevog svjetlosti, solarni paneli apsorbiraju solarnu energiju i pretvaraju je u jednosmernu struju. Tijekom ovog procesa, izlazna snaga solarnih panela će biti utjecena faktorima kao što su intenzitet, kut i temperatura sunčevog svjetlosti. Na primjer, kada je sunčevo svjetlo direktno i intenzivno, efikasnost generisanja električne energije solarnih panela je visoka i izlazna snaga je velika; dok su oblačni dani ili kada je kut sunca nizak, efikasnost generisanja električne energije i izlazna snaga će odgovarajuće padati.

Faza pretvaranja i skladištenja električne energije (ako postoji akumulator)

Jednosmerna struja generisana solarnim panelima prvo ulazi u akumulator za skladištenje putem kontrolera nabijanja (ako postoji), ili direktno ulazi u inverzor za pretvaranje u izmjenjivu struju. Ako postoji akumulator, kada akumulator nije puno nabijen, kontroler nabijanja prilagođava struju nabijanja prema stanju nabijanja akumulatora i izlaznoj snazi solarnih panela kako bi se osiguralo da akumulator bezbedno i efikasno napuni. Kada nema akumulatora ili kada je akumulator pun, jednosmerna struja direktno ulazi u inverzor za pretvaranje.

Faza snabdevanja električnom energijom

Izmjenjiva struja pretvorena inverzorom ulazi u razdoblje raspodele, a razdoblje raspodele distribuira električnu energiju svakoj grananju prema potrebama opterećenja kako bi snabdivalo različite električne uređaje. Tijekom ovog procesa, nadzorni sistem će u realnom vremenu pratiti situacije generisanja i snabdevanja električnom energijom kako bi se osigurala stabilnost i bezbednost snabdevanja električnom energijom. Ako je to povezana sa mrežom sopstvena solarna elektrana, nakon ispunjenja sopstvenih potreba za električnom energijom, prekomerna električna energija može biti vraćena javnoj mreži; ako je to nezavisna od mreže sopstvena solarna elektrana, kada je generisanje solarnog elektriciteta nedovoljno (kao što je noću), potrebno je dopunsko snabdevanje električnom energijom putem rezervne izvore (kao što je dizelski generator).