En selvstendig solcelleanlegget er et system som bruker solfangermoduler for å generere elektrisitet fra sollys og ikke er avhengig av kraftnett eller andre kilder til elektrisitet. Et selvstendig solcelleanlegget kan gi strøm for ulike bruksområder, som belysning, vannpumping, ventilasjon, kommunikasjon og underholdning, i fjerne eller off-grid lokasjoner der nettstrøm er utilgjengelig eller uregelmessig.

Et selvstendig solcelleanlegget består typisk av fire hovedkomponenter:

• Solfangermoduler eller -arrayer som konverterer sollys til direkte strøm (DC).

• En ladekontroller eller en maksimal effektpunkttracker (MPPT) regulerer spenningen og strømmen fra solfangermodulene til batteriet og belastningen.

• Et batteri eller en batteribank som lagrer den overflødige elektrisiteten generert av solfangermodulene om dagen og leverer den til belastningen når det trengs, spesielt om natten eller ved skyet vær.

• En inverter som konverterer DC-strøm fra batteriet eller solfangermodulene til vekslende strøm (AC) for AC-belastninger.

Avhengig av type og størrelse på belastningen, kan et selvstendig solcelleanlegget konfigureres på forskjellige måter. I denne artikkelen vil vi diskutere fire vanlige typer selvstendige solcelleanlegg og deres fordeler og ulemper.

Et selvstendig solcelleanlegget kun med DC-belastning

Dette er den enkleste typen selvstendig solcelleanlegget, da det krever bare to hovedkomponenter: en solfangermodul eller -array og en DC-belastning. Solfangermodulen eller -arrayen kobles direkte til DC-belastningen, som for eksempel en vifte, en pumpe eller et lys, uten noen mellomliggende enhet. Dette systemet kan bare operere under dagslyset når det er nok sollys til å drive belastningen.

Fordelen med dette systemet er at det er billig og enkelt, da det ikke trenger batteri, ladekontroller eller inverter. Imidlertid har det ulemper i form av begrenset anvendelse og ytelse, da det ikke kan levere strøm om natten eller under lavt sollys. Dessuten varierer utgangsspenningen og -strømmen fra solfangermodulen eller -arrayen avhengig av intensiteten og vinkelen av sollys, noe som kan påvirke drift av belastningen.

Et selvstendig solcelleanlegget med DC-belastning og elektronisk kontrollkrets

Denne typen selvstendig solcelleanlegget forbedrer den foregående ved å legge til en elektronisk kontrollkrets mellom solfangermodulen eller -arrayen og DC-belastningen. Den elektroniske kontrollkretsen kan være enten en ladekontroller eller en MPPT. Ladekontrolleren regulerer spenningen og strømmen fra solfangermodulen eller -arrayen for å forhindre overlading eller utlading av batteriet (hvis til stede) og for å beskytte belastningen mot spenningsfluktuasjoner. MPPT-optimerer effekten fra solfangermodulen eller -arrayen ved å spore dens maksimale effektpunkt under ulike sollysforhold.

Fordelen med dette systemet er at det forbedrer utnyttelsen og effektiviteten av solfangermodulen eller -arrayen og forlenger dens levetid. Det forbedrer også ytelsen og påliteligheten til belastningen ved å gi stabil spenning og strøm. Imidlertid har det ulemper i form av økt kostnad og kompleksitet i systemet, da det krever en ekstra enhet og kabler. Dessuten kan dette systemet fremdeles ikke levere strøm om natten eller under lavt sollys uten batteri.

Et selvstendig solcelleanlegget med DC-belastning, elektronisk kontrollkrets og batteri

Denne typen selvstendig solcelleanlegget legger til et batteri eller en batteribank til den foregående for å muliggjøre strømforsyning om natten eller under lavt sollys. Batteriet lagrer den overflødige elektrisiteten generert av solfangermodulen eller -arrayen om dagen og leverer den til belastningen når det trengs. Den elektroniske kontrollkretsen regulerer oplading og utlading av batteriet og beskytter det mot overlading eller utlading.

Fordelen med dette systemet er at det kan gi kontinuerlig og pålitelig strøm både dag og natt. Det kan også håndtere variabel belastning og toppbehov ved å bruke ulike størrelser og typer batterier. Imidlertid har det ulemper i form av økt kostnad og kompleksitet i systemet, da det krever flere komponenter og vedlikehold. Batteriet legger også til vekt og volum til systemet og har begrenset levetid og effektivitet.

Et selvstendig solcelleanlegget med AC/DC-belastning, elektronisk kontrollkrets og inverter

Denne typen selvstendig solcelleanlegget legger til en inverter til den foregående for å muliggjøre bruk av AC-belastninger, som apparater, datamaskiner, TV-er og lys, samt DC-belastninger. Inverteren konverterer DC-strøm fra batteriet eller solfangermodulen eller -arrayen til AC-strøm med ønsket spenning og frekvens. Inverteren kan være enten en selvstendig enhet eller integrert med ladekontrolleren eller MPPT-en.

Fordelen med dette systemet er at det kan gi både AC- og DC-strøm for et bredt spekter av bruksområder og enheter. Det kan også være mer effektivt og fleksibelt enn å bruke separate systemer for AC- og DC-belastninger. Imidlertid har det ulemper i form av økt kostnad og kompleksitet i systemet, da det krever en ekstra enhet og kabler. Inverteren legger også til tap og støy i systemet og kan trenge beskyttelse mot surger og feil.

Konklusjon

Selvstendige solcelleanlegg er nyttige og realistiske alternativer for å levere elektrisitet i fjerne eller off-grid lokasjoner der nettstrøm er utilgjengelig eller uregelmessig. De kan også brukes for å supplere nettstrøm eller for å redusere avhengigheten av fossile brensler. Avhengig av type og størrelse på belastningen, kan ulike typer selvstendige solcelleanlegg konfigureres med ulike komponenter, som solfangermoduler eller -arrayer, ladekontroller eller MPPT, batterier, inverter og AC/DC-belastninger. Hver type system har sine egne fordeler og ulemper i form av kostnad, kompleksitet, ytelse, pålitelighet og vedlikehold.

For å designe et passende selvstendig solcelleanlegget for et spesifikt bruksområde, må flere faktorer tas i betraktning, som:

• Belastningskarakteristikker (effekt, spenning, strøm, frekvens, AC/DC)

• Tilgjengelighet av solressurser (sollettimer, intensitet, vinkel)

• Systemets størrelse (størrelse på solfangermodul eller -array, batterikapasitet, inverter-rangering)

• Systemkonfigurasjon (serie- eller parallelkopling av moduler eller batterier)

• Systembeskyttelse (sikring, brytere, overbelastningsbeskyttere)

• Systemovervåking (målere, indikatorer, sensorer)

Erklæring: Respekt for original, god artikkel verdt å dele, ved krænking kontakt for sletting.