Samostalni solarni fotovoltaički (PV) sistem koristi solarni fotovoltaički modul za generisanje električne energije iz sunčeve svetlosti i ne zavisi od mreže ili bilo koje druge izvore struje. Samostalni solarni PV sistem može pružati struju za različite primene, poput osvetljenja, čvrpanja vode, ventilacije, komunikacije i zabave, na udaljenim ili izvanmrežnim lokacijama gde je mrežna struja nedostupna ili nesigurna.

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

• Solarni fotovoltaički moduli ili nizovi koji pretvaraju sunčevu svetlost u jednosmernu struju (DC).

• Upravljačka jedinica za nabijanje ili regulator maksimalne tačke snage (MPPT) reguliše napon i struju sa solarnih fotovoltaičkih modula do baterije i opterećenja.

• Baterija ili baterijski blok koji čuva prekomjernu struju generisanu solarnim fotovoltaičkim modulima tokom dana i isporučuje je opterećenju kada je potrebno, posebno noću ili tokom oblačnog vremena.

• Inverzor koji pretvara jednosmernu struju (DC) iz baterije ili solarnih fotovoltaičkih modula u izmjenljivu struju (AC) za AC opterećenja.

Zavisno o vrsti i veličini opterećenja, samostalni solarni PV sistem može biti konfigurisan na različite načine. U ovom članku ćemo diskutovati o četiri česta tipa samostalnih solarnih PV sistema i njihovim prednostima i nedostacima.

Samostalni solarni PV sistem sa samo DC opterećenjem

Ovo je najjednostavniji tip samostalnog solarnog PV sistema, jer zahteva samo dvije glavne komponente: solarni fotovoltaički modul ili niz i DC opterećenje. Solarni fotovoltaički modul ili niz direktno je povezan sa DC opterećenjem, kao što su ventilator, pumpa ili svetlo, bez bilo kakvog međureznog uređaja. Ovaj sistem može raditi samo tokom dana kada postoji dovoljno sunčeve svetlosti da se opterećenje može ispitati.

Prednost ovog sistema je njegova niska cena i jednostavnost, jer ne treba bateriju, upravljačku jedinicu za nabijanje ili inverzor. Međutim, nedostatak je ograničena primena i performanse, jer ne može pružati struju noću ili tokom slabo osvetljenog vremena. Takođe, izlazni napon i struja iz solarnog fotovoltaičkog modula ili niza variraju u zavisnosti od intenziteta i ugla sunčeve svetlosti, što može uticati na rad opterećenja.

Samostalni solarni PV sistem sa DC opterećenjem i elektronskim kontrolnim krugom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sistema poboljšava prethodni dodavanjem elektronskog kontrolnog kruga između solarnog fotovoltaičkog modula ili niza i DC opterećenja. Elektronski kontrolni krug može biti ili upravljačka jedinica za nabijanje ili MPPT. Upravljačka jedinica reguliše napon i struju sa solarnog fotovoltaičkog modula ili niza kako bi sprečila preopterećenje ili preiskoriscenje baterije (ako je prisutna) i zaštiti opterećenje od fluktuacija napona. MPPT optimizuje snagu izlaza iz solarnog fotovoltaičkog modula ili niza pratnjom njegovog maksimalnog tačke snage pod različitim uslovima sunčeve svetlosti.

Prednost ovog sistema je da unapređuje iskorišćenje i efikasnost solarnog fotovoltaičkog modula ili niza i proširuje njegov životni vek. Takođe, poboljšava performanse i pouzdanost opterećenja pružanjem stabilnog napona i struje. Međutim, nedostatak je da povećava cenu i složenost sistema, jer zahteva dodatni uređaj i vezivanje. Takođe, ovaj sistem i dalje ne može pružati struju noću ili tokom slabo osvetljenog vremena bez baterije.

Samostalni solarni PV sistem sa DC opterećenjem, elektronskim kontrolnim krugom i baterijom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sistema dodaje bateriju ili baterijski blok prethodnom kako bi omogućio snabdevanje strujom noću ili tokom slabo osvetljenog vremena. Baterija čuva prekomjernu struju generisanu solarnim fotovoltaičkim modulom ili nizom tokom dana i isporučuje je opterećenju kada je potrebno. Elektronski kontrolni krug reguliše nabijanje i ispunjavanje baterije i štiti je od preopterećenja ili preiskoriscenja.

Prednost ovog sistema je da može pružati kontinuiranu i pouzdanu struju za dnevne i noćne primene. Takođe, može rukovati promenljivim opterećenjima i vrhunskim zahtevima korišćenjem različitih veličina i vrsta baterija. Međutim, nedostatak je da dalje povećava cenu i složenost sistema, jer zahteva više komponenti i održavanje. Baterija takođe dodaje težinu i zapreminu sistemu i ima ograničen životni vek i efikasnost.

Samostalni solarni PV sistem sa AC/DC opterećenjem, elektronskim kontrolnim krugom i inverzorom

Ovaj tip samostalnog solarnog PV sistema dodaje inverzor prethodnom kako bi omogućio korišćenje AC opterećenja, kao što su uređaji, računari, TV-i i svetla, kao i DC opterećenja. Inverzor pretvara jednosmernu struju (DC) iz baterije ili solarnog fotovoltaičkog modula ili niza u izmjenljivu struju (AC) željenog napona i frekvencije. Inverzor može biti ili samostojeći uređaj ili integriran sa upravljačkom jedinicom za nabijanje ili MPPT.

Prednost ovog sistema je da može pružati i AC i DC struju za širok spektar primena i uređaja. Takođe, može biti efikasniji i fleksibilniji nego korišćenje odvojenih sistema za AC i DC opterećenja. Međutim, nedostatak je da dalje povećava cenu i složenost sistema, jer zahteva dodatni uređaj i vezivanje. Inverzor takođe dodaje gubitke i buku sistemu i može zahtevati zaštitu od talasa i grešaka.

Zaključak

Samostalni solarni PV sistemi su korisne i moguće opcije za pružanje struje na udaljenim ili izvanmrežnim lokacijama gde je mrežna struja nedostupna ili nesigurna. Takođe, mogu se koristiti za dopunu mrežne struje ili smanjenje zavisnosti od fosilnih goriva. Zavisno o vrsti i veličini opterećenja, različiti tipovi samostalnih solarnih PV sistema mogu biti konfigurisani sa različitim komponentama, kao što su solarni fotovoltaički moduli ili nizovi, upravljačke jedinice za nabijanje ili MPPT, baterije, inverzori i AC/DC opterećenja. Svaki tip sistema ima svoje prednosti i nedostatke u pogledu cene, složenosti, performansi, pouzdanosti i održavanja.

Da bi se dizajnirao prikladan samostalni solarni PV sistem za specifičnu primenu, nekoliko faktora treba uzeti u obzir, kao što su:

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

• Dostupnost solarnih resursa (sati sunčevog svetla, intenzitet, ugao)

• Dimenzionisanje sistema (veličina solarnog fotovoltaičkog modula ili niza, kapacitet baterije, ocena inverzora)

• Konfiguracija sistema (serijsko ili paralelno vezivanje modula ili baterija)

• Zaštita sistema (prekidači, prekidači, zaštitni uređaji od talasa)

• Nadgledanje sistema (meraci, indikatori, senzori)

Izjava: Pozdravljamo original, dobre članke vredi podeliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava molimo da kontaktirate za brisanje.