Autonomiczny system fotowoltaiczny to system, który wykorzystuje moduły fotowoltaiczne (PV) do generowania energii elektrycznej z światła słonecznego i nie polega na sieci energetycznej lub jakimkolwiek innym źródle energii elektrycznej. Autonomiczny system fotowoltaiczny może dostarczać energię dla różnych zastosowań, takich jak oświetlenie, pompowanie wody, wentylacja, komunikacja i rozrywka, w odległych lub poza siecią lokalizacjach, gdzie energia elektryczna z sieci jest niedostępna lub niepewna.

Autonomiczny system fotowoltaiczny składa się zazwyczaj z czterech głównych elementów:

• Moduły lub tablice fotowoltaiczne, które przekształcają światło słoneczne w prąd stały (DC).

• Regulator ładowania lub śledzący maksymalny punkt mocy (MPPT), który reguluje napięcie i prąd z modułów fotowoltaicznych do baterii i obciążenia.

• Bateria lub bank baterii, która przechowuje nadmiar energii elektrycznej generowanej przez moduły fotowoltaiczne w ciągu dnia i dostarcza ją do obciążenia, gdy jest potrzebna, szczególnie w nocy lub podczas pochmurnej pogody.

• Inwerter, który przekształca prąd stały (DC) z baterii lub modułów fotowoltaicznych w prąd przemienny (AC) dla obciążeń AC.

W zależności od typu i wielkości obciążenia, autonomiczny system fotowoltaiczny można skonfigurować na różne sposoby. W tym artykule omówimy cztery powszechne typy autonomicznych systemów fotowoltaicznych oraz ich zalety i wady.

Autonomiczny system fotowoltaiczny tylko z obciążeniem DC

To jest najprostszym typem autonomicznego systemu fotowoltaicznego, ponieważ wymaga tylko dwóch głównych elementów: modułu lub tablicy fotowoltaicznej i obciążenia DC. Moduł lub tablica fotowoltaiczna jest bezpośrednio podłączona do obciążenia DC, takiego jak wentylator, pompa lub światło, bez żadnego pośredniego urządzenia. Ten system może działać tylko w godzinach dziennych, gdy jest wystarczająco dużo światła słonecznego, aby zasilić obciążenie.

Zaletą tego systemu jest niska cena i prostota, ponieważ nie wymaga on baterii, regulatora ładowania ani inwertora. Jednakże wadą jest ograniczona aplikacja i wydajność, ponieważ nie może dostarczać energii w nocy lub w czasie małej ilości światła słonecznego. Ponadto, napięcie i prąd wyjściowe z modułu lub tablicy fotowoltaicznej mogą się zmieniać w zależności od intensywności i kąta padania światła, co może wpływać na działanie obciążenia.

Autonomiczny system fotowoltaiczny z obciążeniem DC i elektronicznym obwodem sterującym

Ten typ autonomicznego systemu fotowoltaicznego poprawia poprzedni, dodając elektroniczny obwód sterujący między modułem lub tablicą fotowoltaiczną a obciążeniem DC. Elektroniczny obwód sterujący może być regulatorem ładowania lub MPPT. Regulator ładowania reguluje napięcie i prąd z modułu lub tablicy fotowoltaicznej, aby zapobiec przeciążaniu lub całkowitemu rozładowaniu baterii (jeśli jest obecna) i chronić obciążenie przed fluktuacjami napięcia. MPPT optymalizuje moc wyjściową z modułu lub tablicy fotowoltaicznej, śledząc jej maksymalny punkt mocy w różnych warunkach oświetleniowych.

Zaletą tego systemu jest to, że zwiększa on wykorzystanie i efektywność modułu lub tablicy fotowoltaicznej i przedłuża jej żywotność. Poprawia również wydajność i niezawodność obciążenia, dostarczając stabilne napięcie i prąd. Jednakże wadą jest to, że zwiększa on koszt i złożoność systemu, ponieważ wymaga dodatkowego urządzenia i kablowania. Ponadto, ten system nadal nie może dostarczać energii w nocy lub w czasie małej ilości światła słonecznego bez baterii.

Autonomiczny system fotowoltaiczny z obciążeniem DC, elektronicznym obwodem sterującym i baterią

Ten typ autonomicznego systemu fotowoltaicznego dodaje baterię lub bank baterii do poprzedniego, umożliwiając dostarczanie energii w nocy lub w czasie małej ilości światła słonecznego. Bateria przechowuje nadmiar energii elektrycznej generowanej przez moduł lub tablicę fotowoltaiczną w ciągu dnia i dostarcza ją do obciążenia, gdy jest potrzebna. Elektroniczny obwód sterujący reguluje ładowanie i rozładowanie baterii i chroni ją przed przeciążaniem lub całkowitym rozładowaniem.

Zaletą tego systemu jest to, że może on dostarczać ciągłą i niezawodną energię zarówno w ciągu dnia, jak i w nocy. Może również obsługiwać zmienna obciążenia i szczytowe zapotrzebowanie, używając różnych rozmiarów i typów baterii. Jednakże wadą jest to, że zwiększa on koszt i złożoność systemu, ponieważ wymaga większej liczby elementów i konserwacji. Bateria dodaje również wagę i objętość do systemu i ma ograniczoną żywotność i efektywność.

Autonomiczny system fotowoltaiczny z obciążeniem AC/DC, elektronicznym obwodem sterującym i inwerterem

Ten typ autonomicznego systemu fotowoltaicznego dodaje inwerter do poprzedniego, umożliwiając użycie obciążeń AC, takich jak urządzenia domowe, komputery, telewizory i oświetlenie, oraz obciążeń DC. Inwerter przekształca prąd stały (DC) z baterii lub modułu lub tablicy fotowoltaicznej w prąd przemienny (AC) o pożądanym napięciu i częstotliwości. Inwerter może być samodzielnym urządzeniem lub zintegrowany z regulatorem ładowania lub MPPT.

Zaletą tego systemu jest to, że może on dostarczać zarówno prąd stały, jak i przemienny dla szerokiego zakresu zastosowań i urządzeń. Może również być bardziej efektywny i elastyczny niż użycie oddzielnych systemów dla obciążeń AC i DC. Jednakże wadą jest to, że zwiększa on koszt i złożoność systemu, ponieważ wymaga dodatkowego urządzenia i kablowania. Inwerter dodaje także straty i hałas do systemu i może wymagać ochrony przed przepięciami i uszkodzeniami.

Podsumowanie

Autonomiczne systemy fotowoltaiczne są przydatnymi i realnymi opcjami dostarczania energii elektrycznej w odległych lub poza siecią lokalizacjach, gdzie energia z sieci jest niedostępna lub niepewna. Mogą one również służyć do uzupełniania energii z sieci lub zmniejszenia zależności od paliw kopalnych. W zależności od typu i wielkości obciążenia, różne typy autonomicznych systemów fotowoltaicznych mogą być skonfigurowane z różnymi elementami, takimi jak moduły lub tablice fotowoltaiczne, regulatory ładowania lub MPPT, baterie, inwertery i obciążenia AC/DC. Każdy typ systemu ma swoje własne zalety i wady pod względem kosztu, złożoności, wydajności, niezawodności i konserwacji.

Aby zaprojektować odpowiedni autonomiczny system fotowoltaiczny dla określonego zastosowania, należy wziąć pod uwagę kilka czynników, takich jak:

• Charakterystyka obciążenia (moc, napięcie, prąd, częstotliwość, AC/DC)

• Dostępność zasobów słonecznych (godziny nasłonecznienia, intensywność, kąt)

• Sizing systemu (rozmiar modułu lub tablicy fotowoltaicznej, pojemność baterii, klasyfikacja inwertora)

• Konfiguracja systemu (połączenie szeregowe lub równoległe modułów lub baterii)

• Ochrona systemu (bezpieczniki, przełączniki, ochrona przed przepięciami)

• Monitorowanie systemu (liczniki, wskaźniki, czujniki)

Oświadczenie: Szanujemy oryginalność, dobre artykuły warto udostępniać, jeśli dochodzi do naruszenia praw autorskich prosimy o kontakt w celu usunięcia.