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

Pagsasalarawan ng isang sariling solar power plant

Ang isang sariling solar power plant ay isang pasilidad para sa pag-generate ng solar power na itinayo, pinagmamay-ari, at pinapatakbo ng mga kompanya, institusyon, o indibidwal mismo, pangunahin upang matugunan ang kanilang sariling pangangailangan sa kuryente. Ito ay iba sa suplay ng kuryente mula sa pampublikong grid, ito ay isang relatibong independiyenteng sistema ng suplay ng kuryente, at ang kuryente na ito ginagawa ay pangunahing ipinagbibigay sa mga tagapagtayo mismo, tulad ng pagbibigay 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)

Ang mga ito ang core components ng isang solar power plant, kung saan ang tungkulin ay i-convert ang solar energy sa direct current. Ang mga solar panel ay binubuo ng maraming solar cell units. Kapag narinig ng mga panel ang liwanag ng araw, ang semiconductor materials (tulad ng silicon) sa loob ng mga solar cells ay sasipsipin ang photons, bumubuo ng electron-hole pairs. Sa pamamagitan ng aksyon ng internal electric field ng mga cells, ang electrons at holes ay lalakad pabalik-balik sa dalawang poles ng cells, kaya nabubuo ang direct current. Halimbawa, ang photoelectric conversion efficiency ng karaniwang monocrystalline silicon solar panels ay maaring umabot sa halos 15% - 20%, samantalang ang polycrystalline silicon panels ay mas mababa, na nasa 13% - 18%.

Inverter

Dahil ang direct current ang gini-generate ng 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 power grid o load equipment. Halimbawa, sa isang high-quality inverter, ang direct current ay maaring i-convert sa alternating current na may frequency ng 50Hz o 60Hz (depende sa standards ng power grid sa iba't ibang rehiyon) at stable voltage upang tugunan 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) gamit ang solar panels. Ito ay maaaring mapigilan ang storage battery mula sa overcharging at overdischarging, protektado ang buhay 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 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 siguraduhin na ang storage battery ay makakapagtrabaho sa ligtas na charge range.

Storage battery (optional component)

Ang storage battery ay ginagamit upang i-store ang kuryente na ginagawa ng solar panels upang mabigyan ito ng kuryente kapag kulang ang liwanag ng araw (tulad ng gabi o sa madilim na araw). Ang karaniwang storage batteries ay kasama ang lead-acid batteries at lithium-ion batteries. Ang lead-acid batteries ay may mas mababang cost ngunit mas mababang energy density at mas maikling buhay; ang lithium-ion batteries ay may mataas na energy density at mahabang buhay ngunit mas mataas na cost. Halimbawa, sa ilang off-grid sariling solar power plants, ang storage battery ay maaaring i-store ang excess electricity na ginagawa 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 i-distribute ang kuryente, idistribute ang alternating current output ng inverter sa bawat load branch. Sa parehong oras, maaari itong protektahan ang circuit, tulad ng pag-install ng circuit breakers at fuses, upang maiwasan ang overload at short circuit ng circuit. Ang monitoring system ay ginagamit upang i-monitor 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 sa agaran, nagpapadali ng maintenance at management.

Proseso ng operasyon ng isang sariling solar power plant

Power generation stage

Sa araw kapag sapat ang liwanag ng araw, ang solar panels ay sasipsipin ang solar energy at i-convert ito sa direct current. Sa prosesong ito, ang output power ng solar panels ay maapektuhan ng mga factor tulad ng intensity, angle, at temperature ng liwanag ng araw. Halimbawa, kapag direktso at intense ang liwanag ng araw, ang power generation efficiency ng solar panels ay mataas at ang output power ay malaki; habang sa mga madilim na araw o kapag mababa ang sun angle, ang power generation efficiency at output power ay bababa nang proporsyon.

Electricity conversion and storage stage (kung mayroong storage battery)

Ang direct current na ginagawa ng solar panels unang pumasok sa storage battery para sa storage sa pamamagitan ng charge controller (kung mayroon), o direkta pumasok sa inverter upang i-convert sa alternating current. Kung mayroong 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 solar panels upang tiyakin na safe at efficient ang charging ng storage battery. Kapag walang storage battery o puno na ang storage battery, ang direct current direkta pumasok sa inverter para sa conversion.

Power supply stage

Ang alternating current na i-convert ng inverter pumasok sa distribution box, at ang distribution box ay idistribute 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 i-monitor ang power generation at power supply situations sa real time upang tiyakin ang stability at safety ng power supply. Kung ito ay isang grid-connected sariling solar power plant, pagkatapos tugunan ang sariling pangangailangan sa kuryente, ang excess electricity ay maaaring ibalik sa pampublikong power grid; kung ito ay isang grid-independent sariling solar power plant, kapag kulang ang solar power generation (tulad ng gabi), kinakailangan ang supplementary power supply sa pamamagitan ng backup power source (tulad ng diesel generator).