Самостоятелна соларна PV система е система, която използва соларни фотovoltaични (PV) модули за генериране на електричество от слънчевата светлина и не зависи от мрежата или друг източник на електричество. Самостоятелна соларна PV система може да предоставя енергия за различни приложения, като осветление, насочване на вода, вентилация, комуникация и развлечения, в отдалечени или безмрежови места, където мрежовото електричество е недостъпно или ненадеждно.

Самостоятелна соларна PV система обикновено се състои от четири основни компонента:

• Соларни PV модули или масиви, които преобразуват слънчевата светлина в постоянен ток (DC).

• Регулатор на заряд или максимален точков следител (MPPT), който регулира напрежението и тока от соларните PV модули към батерията и потребителската нагрузка.

• Батерия или банка от батерии, които съхраняват излишното електричество, генерирано от соларните PV модули по време на деня, и го доставят към потребителската нагрузка, когато е необходимо, особено през нощта или при облачна погода.

• Инвертор, който преобразува DC електричество от батерията или соларните PV модули в променлив ток (AC) за AC потребителски нагрузки.

В зависимост от типа и размера на потребителската нагрузка, самостоятелната соларна PV система може да бъде конфигурирана по различни начини. В тази статия ще обсъдим четири общи типа самостоятелни соларни PV системи и техните предимства и недостатъци.

Самостоятелна соларна PV система само с DC потребителска нагрузка

Това е най-простият тип самостоятелна соларна PV система, тъй като изисква само два основни компонента: соларен PV модул или масив и DC потребителска нагрузка. Соларният PV модул или масив се свързва директно с DC потребителската нагрузка, като вентилатор, помпа или лампа, без никакви промеждутъчни устройства. Тази система може да работи само по време на дневните часове, когато има достатъчно слънчева светлина, за да се задоволи потребителската нагрузка.

Предимството на тази система е ниската цена и простотата, тъй като не изисква батерия, регулатор на заряд или инвертор. Обаче, недостатъкът е ограниченията в приложението и производителността, тъй като не може да предоставя енергия през нощта или при слаба слънчева светлина. Освен това, изходното напрежение и ток от соларния PV модул или масив вариират в зависимост от интензитета и ъгъла на слънчевата светлина, което може да повлияе на работата на потребителската нагрузка.

Самостоятелна соларна PV система с DC потребителска нагрузка и електронен контролен контур

Този тип самостоятелна соларна PV система подобрява предходния, добавяйки електронен контролен контур между соларния PV модул или масив и DC потребителската нагрузка. Електронният контролен контур може да бъде или регулатор на заряд, или MPPT. Регулаторът на заряд регулира напрежението и тока от соларния PV модул или масив, за да предотврати прекомерно зареждане или разрядване на батерията (ако е налична) и за да защити потребителската нагрузка от колебания на напрежението. MPPT оптимизира мощността, генерирана от соларния PV модул или масив, като следи нейната максимална точка на мощност при различни условия на слънчева светлина.

Предимството на тази система е, че повишава използването и ефективността на соларния PV модул или масив и удължава неговия срок на полезност. Тя също така подобрява производителността и надеждността на потребителската нагрузка, като предоставя стабилно напрежение и ток. Обаче, недостатъкът е, че увеличава цената и сложността на системата, тъй като изисква допълнително устройство и проводки. Освен това, тази система все още не може да предоставя енергия през нощта или при слаба слънчева светлина без батерия.

Самостоятелна соларна PV система с DC потребителска нагрузка, електронен контролен контур и батерия

Този тип самостоятелна соларна PV система добавя батерия или банка от батерии към предходния, за да възможни енергийното съхранение през нощта или при слаба слънчева светлина. Батерията съхранява излишното електричество, генерирано от соларния PV модул или масив по време на деня, и го доставя към потребителската нагрузка, когато е необходимо. Електронният контролен контур регулира зареждането и разрядването на батерията и я защитава от прекомерно зареждане или разрядване.

Предимството на тази система е, че може да предоставя непрекъснато и надеждно електричество както през деня, така и през нощта. Тя може също така да се справя с променлива потребителска нагрузка и високи пикови потребности, използвайки различни размери и видове батерии. Обаче, недостатъкът е, че допълнително увеличава цената и сложността на системата, тъй като изисква повече компоненти и поддръжка. Батерията също така добавя тегло и обем към системата и има ограничен срок на полезност и ефективност.

Самостоятелна соларна PV система с AC/DC потребителска нагрузка, електронен контролен контур и инвертор

Този тип самостоятелна соларна PV система добавя инвертор към предходния, за да възможни използването на AC потребителски нагрузки, като апаратура, компютри, телевизори и лампи, както и DC потребителски нагрузки. Инверторът преобразува DC електричество от батерията или соларния PV модул или масив в AC електричество с желаното напрежение и честота. Инверторът може да бъде или отделно устройство, или интегриран с регулатора на заряд или MPPT.

Предимството на тази система е, че може да предоставя както AC, така и DC електричество за широк спектър от приложения и устройства. Тя може също така да бъде по-ефективна и гъвкава от използването на отделни системи за AC и DC потребителски нагрузки. Обаче, недостатъкът е, че допълнително увеличава цената и сложността на системата, тъй като изисква допълнително устройство и проводки. Инверторът също така добавя загуби и шум към системата и може да изисква защита от възходящи и дефектни напрежения.

Заключение

Самостоятелните соларни PV системи са полезни и жизнеспособни опции за предоставяне на електричество в отдалечени или безмрежови места, където мрежовото електричество е недостъпно или ненадеждно. Те могат също така да се използват за допълване на мрежовото електричество или за намаляване на зависимостта от горива. В зависимост от типа и размера на потребителската нагрузка, различни типове самостоятелни соларни PV системи могат да бъдат конфигурирани с различни компоненти, като соларни PV модули или масиви, регулатори на заряд или MPPT, батерии, инвертори и AC/DC потребителски нагрузки. Всяк