Samostatný solární fotovoltaický systém je systém, který používá solární fotovoltaické (PV) moduly k vytváření elektrické energie z slunečního světla a nezávisí na veřejné elektrické síti nebo jiném zdroji elektřiny. Samostatný solární PV systém může poskytovat energii pro různé aplikace, jako jsou osvětlení, čerpání vody, ventilace, komunikace a zábava, v odlehlých nebo mimo síť umístěných oblastech, kde není dostupná nebo spolehlivá síťová elektřina.

Samostatný solární PV systém obvykle zahrnuje čtyři hlavní komponenty:

• Solární PV moduly nebo pole, které převádějí sluneční světlo na stejnosměrnou elektrickou energii (DC).

• Regulátor nabíjení nebo maximální sledovač výkonu (MPPT), který reguluje napětí a proud z solárních PV modulů do baterie a zátěže.

• Baterie nebo bateriový soubor, který ukládá přebytečnou elektrickou energii vygenerovanou solárními PV moduly během dne a dodává ji zátěži, když je potřeba, zejména v noci nebo za mračnatého počasí.

• Inverzor, který převádí stejnosměrnou elektrickou energii (DC) z baterie nebo solárních PV modulů na střídavou elektrickou energii (AC) pro střídavé zátěže.

V závislosti na typu a velikosti zátěže lze samostatný solární PV systém nakonfigurovat různými způsoby. V tomto článku se budeme zabývat čtyřmi běžnými typy samostatných solárních PV systémů a jejich výhodami a nevýhodami.

Samostatný solární PV systém s pouze DC zátěží

Toto je nejjednodušší typ samostatného solárního PV systému, protože vyžaduje pouze dvě hlavní komponenty: solární PV modul nebo pole a DC zátěž. Solární PV modul nebo pole je přímo spojen s DC zátěží, jako je ventilátor, čerpadlo nebo světlo, bez jakékoli meziprostředního zařízení. Tento systém může fungovat pouze během denních hodin, kdy je dostatek slunečního světla k pohonně zátěže.

Výhodou tohoto systému je jeho nízká cena a jednoduchost, protože nepotřebuje baterii, regulátor nabíjení ani inverzor. Nevýhodou je omezené použití a výkon, protože nemůže poskytovat energii v noci nebo za nízké intenzity slunečního světla. Kromě toho se výstupní napětí a proud z solárního PV modulu nebo pole mění podle intenzity a úhlu slunečního světla, což může ovlivnit funkci zátěže.

Samostatný solární PV systém s DC zátěží a elektronickým řídicím obvodem

Tento typ samostatného solárního PV systému zlepšuje předchozí systém přidáním elektronického řídicího obvodu mezi solární PV modul nebo pole a DC zátěž. Elektronický řídicí obvod může být buď regulátor nabíjení, nebo MPPT. Regulátor nabíjení reguluje napětí a proud z solárního PV modulu nebo pole, aby zabránil přetížení nebo přetížení baterie (pokud je přítomna) a chránil zátěž před fluktuacemi napětí. MPPT optimalizuje výkon z solárního PV modulu nebo pole sledováním jeho maximálního bodu výkonu v různých slunečních podmínkách.

Výhodou tohoto systému je, že zlepšuje využití a efektivitu solárního PV modulu nebo pole a prodlužuje jeho životnost. Zlepšuje také výkon a spolehlivost zátěže tím, že poskytuje stabilní napětí a proud. Nevýhodou je, že zvyšuje náklady a složitost systému, protože vyžaduje dodatečné zařízení a drátování. Kromě toho tento systém stále nemůže poskytovat energii v noci nebo za nízké intenzity slunečního světla bez baterie.

Samostatný solární PV systém s DC zátěží, elektronickým řídicím obvodem a baterií

Tento typ samostatného solárního PV systému přidává baterii nebo bateriový soubor k předchozímu systému, aby umožnil dodávku energie v noci nebo za nízké intenzity slunečního světla. Baterie ukládá přebytečnou elektrickou energii vygenerovanou solárním PV modulem nebo polem během dne a dodává ji zátěži, když je potřeba. Elektronický řídicí obvod reguluje nabíjení a vybíjení baterie a chrání ji před přetížením nebo přetížením.

Výhodou tohoto systému je, že může poskytovat kontinuální a spolehlivou energii pro den i noc. Může také zvládat proměnné zátěže a vrcholové poptávky pomocí různých velikostí a typů baterií. Nevýhodou je, že dále zvyšuje náklady a složitost systému, protože vyžaduje více komponent a údržbu. Baterie také přidává hmotnost a objem systému a má omezenou životnost a efektivitu.

Samostatný solární PV systém s AC/DC zátěží, elektronickým řídicím obvodem a inverzorem

Tento typ samostatného solárního PV systému přidává inverzor k předchozímu systému, aby umožnil použití AC zátěží, jako jsou spotřebiče, počítače, televize a světla, stejně jako DC zátěží. Inverzor převádí stejnosměrnou elektrickou energii (DC) z baterie nebo solárního PV modulu nebo pole na střídavou elektrickou energii (AC) s požadovaným napětím a frekvencí. Inverzor může být buď samostatným zařízením, nebo integrovaný s regulátorem nabíjení nebo MPPT.

Výhodou tohoto systému je, že může poskytovat jak AC, tak DC energii pro širokou škálu aplikací a zařízení. Může být také efektivnější a flexibilnější než použití samostatných systémů pro AC a DC zátěže. Nevýhodou je, že dále zvyšuje náklady a složitost systému, protože vyžaduje dodatečné zařízení a drátování. Inverzor také přidává ztráty a šum do systému a může potřebovat ochranu před přetížením a poruchami.

Závěr

Samostatné solární PV systémy jsou užitečnými a realizovatelnými možnostmi pro poskytování elektrické energie v odlehlých nebo mimo síť umístěných oblastech, kde není dostupná nebo spolehlivá síťová elektřina. Mohou také doplňovat síťovou energii nebo snižovat závislost na fosilních palivech. V závislosti na typu a velikosti zátěže lze konfigurovat různé typy samostatných solárních PV systémů s různými komponentami, jako jsou solární PV moduly nebo pole, regulátory nabíjení nebo MPPT, baterie, inverzory a AC/DC zátěže. Každý typ systému má své vlastní výhody a nevýhody v oblasti nákladů, složitosti, výkonu, spolehlivosti a údržby.

Pro navržení vhodného samostatného solárního PV systému pro konkrétní aplikaci je třeba zohlednit několik faktorů, jako jsou:

• Charakteristika zátěže (výkon, napětí, proud, frekvence, AC/DC)

• Dostupnost solárního zdroje (počet slunečních hodin, intenzita, úhel)

• Velikost systému (velikost solárního PV modulu nebo pole, kapacita baterie, výkon inverzoru)

• Konfigurace systému (sériové nebo paralelní spojení modulů nebo baterií)

• Ochrana systému (bezpečná pojistka, automatické vypínače, ochranné prvky proti přetížení)

• Monitorování systému (měřicí přístroje, indikátory, senzory)

Poznámka: Respektujte původní, kvalitní články jsou hodné zveřejnění, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odebrání.