En fristående solcellssystem använder solfotovoltaiska (PV) moduler för att generera el från solljus och är inte beroende av nätet eller någon annan ström källa. Ett fristående solcellssystem kan tillhandahålla energi för olika tillämpningar, som belysning, vattenpumpning, ventilation, kommunikation och underhåll, i avlägsna eller off-grid platser där nätström saknas eller är otillförlitlig.

Ett fristående solcellssystem består vanligtvis av fyra huvudkomponenter:

• Solfotovoltaiska moduler eller arrayer som omvandlar solljus till likström (DC).

• En laddningsregulator eller en maximum power point tracker (MPPT) reglerar spänningen och strömmen från solfotovoltaiska modulerna till batteriet och belastningen.

• Ett batteri eller en batterigrupp som lagrar den överflödiga elektriciteten som genereras av solfotovoltaiska modulerna under dagen och levererar den till belastningen när det behövs, särskilt på natten eller under molnigt väder.

• En inverter som omvandlar likström (DC) från batteriet eller solfotovoltaiska modulerna till växelström (AC) för AC-belastningar.

Beroende på typ och storlek på belastningen kan ett fristående solcellssystem konfigureras på olika sätt. I denna artikel kommer vi att diskutera fyra vanliga typer av fristående solcellssystem och deras fördelar och nackdelar.

Fristående solcellssystem med endast DC-belastning

Detta är den enklaste typen av fristående solcellssystem, eftersom det kräver bara två huvudkomponenter: en solfotovoltaisk modul eller array och en DC-belastning. Solfotovoltaiska modulen eller arrayen är direkt ansluten till DC-belastningen, såsom en fläkt, en pump eller en lampa, utan något mellanliggande enhet. Detta system kan endast fungera under dagsljus när det finns tillräckligt med solljus för att driva belastningen.

Fördelen med detta system är dess låga kostnad och enkelhet, eftersom det inte behöver något batteri, laddningsregulator eller inverter. Dock är nackdelen dess begränsade tillämpning och prestanda, eftersom det inte kan leverera ström på natten eller under lågt solljus. Dessutom varierar utspänningen och strömmen från solfotovoltaiska modulen eller arrayen beroende på intensitet och vinkel av solljuset, vilket kan påverka belastningens drift.

Fristående solcellssystem med DC-belastning och elektronisk kontrollcirkuit

Denna typ av fristående solcellssystem förbättrar det tidigare genom att lägga till en elektronisk kontrollcirkuit mellan solfotovoltaiska modulen eller arrayen och DC-belastningen. Den elektroniska kontrollcirkuiten kan vara antingen en laddningsregulator eller en MPPT. Laddningsregulatorn reglerar spänningen och strömmen från solfotovoltaiska modulen eller arrayen för att förhindra överladdning eller överdriven avladdning av batteriet (om det finns) och skydda belastningen från spänningsfluktuationer. MPPT-optimerar effekten från solfotovoltaiska modulen eller arrayen genom att spåra dess maximum power point under olika solljusförhållanden.

Fördelen med detta system är att det ökar användningen och effektiviteten av solfotovoltaiska modulen eller arrayen och förlänger dess livslängd. Det förbättrar också prestanda och tillförlitlighet hos belastningen genom att ge stabil spänning och ström. Men nackdelen är att det ökar kostnaden och komplexiteten i systemet, eftersom det kräver en ytterligare enhet och kablage. Dessutom kan detta system fortfarande inte leverera ström på natten eller under lågt solljus utan batteri.

Fristående solcellssystem med DC-belastning, elektronisk kontrollcirkuit och batteri

Denna typ av fristående solcellssystem lägger till ett batteri eller en batterigrupp till det tidigare för att möjliggöra strömförsörjning på natten eller under lågt solljus. Batteriet lagrar den överflödiga elektriciteten som genereras av solfotovoltaiska modulen eller arrayen under dagen och levererar den till belastningen när det behövs. Den elektroniska kontrollcirkuiten reglerar laddningen och avladdningen av batteriet och skyddar det från överladdning eller överdriven avladdning.

Fördelen med detta system är att det kan tillhandahålla kontinuerlig och tillförlitlig ström för både dag- och natttillämpningar. Det kan också hantera variabel belastning och toppbelastning genom att använda olika storlekar och typer av batterier. Men nackdelen är att det ytterligare ökar kostnaden och komplexiteten i systemet, eftersom det kräver fler komponenter och underhåll. Batteriet lägger också till vikt och volym till systemet och har en begränsad livslängd och effektivitet.

Fristående solcellssystem med AC/DC-belastning, elektronisk kontrollcirkuit och inverter

Denna typ av fristående solcellssystem lägger till en inverter till det tidigare för att möjliggöra användning av AC-belastningar, såsom apparater, datorer, TV-apparater och lampor, samt DC-belastningar. Invertern omvandlar likström (DC) från batteriet eller solfotovoltaiska modulen eller arrayen till växelström (AC) av önskad spänning och frekvens. Invertern kan vara antingen en fristående enhet eller integrerad med laddningsregulatorn eller MPPT.

Fördelen med detta system är att det kan tillhandahålla både AC- och DC-ström för en mängd olika tillämpningar och enheter. Det kan också vara mer effektivt och flexibelt än att använda separata system för AC- och DC-belastningar. Men nackdelen är att det ytterligare ökar kostnaden och komplexiteten i systemet, eftersom det kräver en ytterligare enhet och kablage. Invertern lägger också till förluster och brus i systemet och kan behöva skydd mot överslag och fel.

Slutsats

Fristående solcellssystem är användbara och genomförbara alternativ för att tillhandahålla el i avlägsna eller off-grid platser där nätström saknas eller är otillförlitlig. De kan också användas för att komplettera nätström eller för att minska beroendet av fossila bränslen. Beroende på typ och storlek på belastningen kan olika typer av fristående solcellssystem konfigureras med olika komponenter, såsom solfotovoltaiska moduler eller arrayer, laddningsregulatorer eller MPPT, batterier, inverter och AC/DC-belastningar. Varje typ av system har sina egna fördelar och nackdelar i termer av kostnad, komplexitet, prestanda, tillförlitlighet och underhåll.

För att designa ett lämpligt fristående solcellssystem för en specifik tillämpning måste flera faktorer beaktas, såsom:

• Belastningsegenskaper (effekt, spänning, ström, frekvens, AC/DC)

• Tillgänglighet av solresurser (solljusstunder, intensitet, vinkel)

• Systemstorlek (storlek på solfotovoltaiska modul eller array, batterikapacitet, inverterkapacitet)

• Systemkonfiguration (serie- eller parallellanslutning av moduler eller batterier)

• Systemskydd (fusfall, brytare, överslagskydd)

• Systemövervakning (mätare, indikatorer, sensorer)

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.