Samostalni solarni fotovoltaički sustav koristi solarni fotovoltaički (PV) moduli za proizvodnju električne energije iz sunčeve svjetlosti i ne ovisi o mreži ili bilo kojoj drugoj izvorišnoj energiji. Samostalni solarni PV sustav može osigurati struju za razne primjene, poput osvjetljenja, čvrstog vodenja, ventilacije, komunikacije i zabave, na udaljenim lokacijama ili u područjima bez pristupa mreži gdje je mrežna struja nedostupna ili nesigurna.

Samostalni solarni PV sustav obično se sastoji od četiri glavna komponenta:

• Solarni fotovoltaički moduli ili polja koji pretvaraju sunčevu svjetlost u jednosmjernu struju (DC).

• Uredjaj za upravljanje punjenjem ili MPPT (Maximum Power Point Tracker) regulira napon i struju iz solarnih fotovoltaičkih modula do baterija i opterećenja.

• Baterija ili baterijska banka koje pohranjuju prekomjernu električnu energiju generiranu solarnim fotovoltaičkim modulima tijekom dana i snabdevuju je opterećenje kada je potrebno, posebno noću ili tijekom oblačnog vremena.

• Inverter koji pretvara DC struju iz baterija ili solarnih fotovoltaičkih modula u izmjenjenu struju (AC) za AC opterećenja.

Ovisno o vrsti i veličini opterećenja, samostalni solarni PV sustav može biti konfiguriran na različite načine. U ovom članku ćemo raspraviti o četiri uobičajena tipa samostalnih solarnih PV sustava te njihove prednosti i nedostaci.

Samostalni solarni PV sustav s samo DC opterećenjem

Ovo je najjednostavniji tip samostalnog solarnog PV sustava, jer zahtijeva samo dvije glavne komponente: solarni fotovoltaički modul ili polje i DC opterećenje. Solarni fotovoltaički modul ili polje direktno je spojen s DC opterećenjem, poput ventilatora, pumpi ili svjetiljke, bez bilo kakvog međuredjaja. Ovaj sustav može raditi samo tijekom dana kada postoji dovoljno sunca da napaje opterećenje.

Prednost ovog sustava jest niska cijena i jednostavnost, jer ne treba baterija, uređaj za upravljanje punjenjem ili inverter. Međutim, nedostatak je ograničena primjena i performanse, jer ne može osigurati struju noću ili tijekom slabo osvijetljenog vremena. Također, izlazni napon i struja iz solarnog fotovoltaičkog modula ili polja variraju ovisno o intenzitetu i kutu sunčeve svjetlosti, što može utjecati na rad opterećenja.

Samostalni solarni PV sustav s DC opterećenjem i elektroničkim upravljačkim krugom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sustava poboljšava prethodni dodavanjem elektroničkog upravljačkog kruga između solarnog fotovoltaičkog modula ili polja i DC opterećenja. Elektronički upravljački krug može biti uređaj za upravljanje punjenjem ili MPPT. Uređaj za upravljanje punjenjem regulira napon i struju iz solarnog fotovoltaičkog modula ili polja kako bi sprečio preopterećenje ili iscrpljivanje baterije (ako je prisutna) i zaštiti opterećenje od fluktuacija napona. MPPT optimizira snagu izlaza iz solarnog fotovoltaičkog modula ili polja pratnjom njegovog maksimalnog točke snage pri različitim uvjetima svjetlosti.

Prednost ovog sustava jest da unaprijeđuje iskorištavanje i učinkovitost solarnog fotovoltaičkog modula ili polja i produžava mu životnu dobu. Također unaprijeđuje performanse i pouzdanost opterećenja pružanjem stabilnog napona i struje. Međutim, nedostatak je da povećava cijenu i složenost sustava, jer zahtijeva dodatni uređaj i vezu. Također, ovaj sustav i dalje ne može osigurati struju noću ili tijekom slabo osvijetljenog vremena bez baterije.

Samostalni solarni PV sustav s DC opterećenjem, elektroničkim upravljačkim krugom i baterijom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sustava dodaje bateriju ili baterijsku banku prethodnom kako bi omogućio snabdijevanje strujom noću ili tijekom slabo osvijetljenog vremena. Baterija pohranjuje prekomjernu električnu energiju generiranu solarnim fotovoltaičkim modulom ili poljem tijekom dana i snabdjeva ju opterećenje kada je potrebno. Elektronički upravljački krug regulira punjenje i ispraznjava bateriju i štiti je od preopterećenja ili iscrpljivanja.

Prednost ovog sustava jest da može osigurati neprekidnu i pouzdanu struju za primjene tokom dana i noći. Može također obraditi promjenljiva opterećenja i vrhunske zahtjeve korištenjem različitih veličina i vrsta baterija. Međutim, nedostatak je da još više povećava cijenu i složenost sustava, jer zahtijeva više komponenti i održavanja. Baterija također dodaje težinu i volumen sustavu i ima ograničenu životnu dobu i učinkovitost.

Samostalni solarni PV sustav s AC/DC opterećenjem, elektroničkim upravljačkim krugom i inverterom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sustava dodaje inverter prethodnom kako bi omogućio korištenje AC opterećenja, poput uređaja, računala, TV-a i svjetiljki, kao i DC opterećenja. Inverter pretvara DC struju iz baterije ili solarnog fotovoltaičkog modula ili polja u AC struju poželjne napona i frekvencije. Inverter može biti samostalni uređaj ili integriran s uređajem za upravljanje punjenjem ili MPPT-om.

Prednost ovog sustava jest da može osigurati i AC i DC struju za širok spektar primjena i uređaja. Može biti i učinkovitiji i fleksibilniji od korištenja zasebnih sustava za AC i DC opterećenja. Međutim, nedostatak je da još više povećava cijenu i složenost sustava, jer zahtijeva dodatni uređaj i vezu. Inverter također dodaje gubitke i buku sustavu i može zahtijevati zaštitu od nadnapona i grešaka.

Zaključak

Samostalni solarni PV sustavi su korisne i moguće opcije za pružanje struje na udaljenim lokacijama ili u područjima bez pristupa mreži gdje je mrežna struja nedostupna ili nesigurna. Mogu se također koristiti za dopunjivanje mrežne struje ili za smanjenje ovisnosti o fosilnim gorivima. Ovisno o vrsti i veličini opterećenja, različiti tipovi samostalnih solarnih PV sustava mogu biti konfigurirani s različitim komponentama, poput solarnih fotovoltaičkih modula ili polja, uređaja za upravljanje punjenjem ili MPPT-ova, baterija, invertora i AC/DC opterećenja. Svaki tip sustava ima svoje prednosti i nedostatke u pogledu cijene, složenosti, performansi, pouzdanosti i održavanja.

Za dizajniranje prikladnog samostalnog solarnog PV sustava za specifičnu primjenu, treba uzeti u obzir nekoliko faktora, poput:

• Karakteristike opterećenja (snaga, napon, struja, frekvencija, AC/DC)

• Dostupnost solarnih resursa (satne vrijeme svjetlosti, intenzitet, kut)

• Dimenzioniranje sustava (veličina solarnog fotovoltaičkog modula ili polja, kapacitet baterije, ocjena invertora)

• Konfiguracija sustava (serijsko ili paralelno spajanje modula ili baterija)

• Zaštita sustava (prekidači, sigurnosni prekidači, zaštitni uređaji od nadnapona)

• Nadzor sustava (brojčane merdevine, indikatori, senzori)

Izjava: Poštovanje originala, dobri članci vrijede dijeljenja, ako je došlo do povrede autorskih prava, molimo kontaktirajte za brisanje.