Components d'un sistema de generació elèctrica solar
Panels solars
La part principal d'un sistema solar elèctric és el panel solar. Hi ha diversos tipus de panell solar disponibles al mercat. Els panells solars també són coneguts com a panells fotovoltaics. El panell solar o mòdul solar és bàsicament un array de cel·les solars connectades en sèrie i en paral·lel.
La diferència de potencial desenvolupada en una cel·la solar és d'uns 0,5 volts, i per tant, es necessiten connectar en sèrie el nombre desitjat de cel·les per aconseguir 14 a 18 volts per carregar una bateria estàndard de 12 volts. Els panells solars es connecten junts per crear un array solar. Diversos panells es connecten tant en paral·lel com en sèrie per aconseguir una corrent més alta i una tensió més alta respectivament.
Bateries
En un sistema de generació solar connectat a la xarxa, els mòduls solars es connecten directament a un inversor, i no es connecten directament a la càrrega. La potència recollida dels panells solars no és constant, sinó que varia amb la intensitat de la llum solar que incideix sobre ells. Aquesta és la raó per la qual els mòduls solars o panells no alimenten cap equipament elèctric directament. En lloc d'això, alimenten un inversor, la sortida del qual està sincronitzada amb el subministrament de la xarxa externa.
L'inversor se n'encarrega del nivell de tensió i la freqüència de la potència de sortida del sistema solar, sempre manté el mateix nivell que el de la xarxa elèctrica. Com que obtenim energia dels panells solars i del subministrament de la xarxa externa, el nivell de tensió i la qualitat de la potència romanen constants. Com que el sistema autònom o de caiguda a la xarxa no està connectat a la xarxa, qualsevol variació del nivell de potència en el sistema pot afectar directament el rendiment dels equips elèctrics que es nutreixen d'ell.
Per tant, hi ha que tenir algun mitjà per mantenir el nivell de tensió i el ritme de subministrament de potència del sistema. Un banc de bateries connectat en paral·lel a aquest sistema se n'encarrega. Aquí, la bateria es carrega amb electricitat solar, i aquesta bateria alimenta directament una càrrega o a través d'un inversor. D'aquesta manera, es pot evitar la variació de la qualitat de la potència deguda a la variació de la intensitat de la llum solar en el sistema de potència solar, i es manté un subministrament de potència uniforme i ininterromput.
Normalment, es fan servir bateries d'àcid de plom cicle profund per a aquest propòsit. Aquestes bateries són típicament dissenyades per poder ser carregades i descarregades diverses vegades durant el servei. Les bateries disponibles al mercat són generalment de 6 volts o 12 volts. Per tant, es poden connectar diverses bateries tant en sèrie com en paral·lel per aconseguir un nivell de tensió i corrent més alt del sistema de bateries.
Controlador
No és desitjable sobrecarregar ni descarregar excessivament una bateria d'àcid de plom. Tant la sobrecarrega com la descarrega excessiva poden deteriorar greument el sistema de bateries. Per evitar aquests dos escenaris, cal un controlador per mantenir el flux de corrent cap a les bateries i des d'elles.
Inversor
És obvi que l'electricitat produïda en un panell solar és CC. L'electricitat que obtenim del subministrament de la xarxa és CA. Per tant, per a fer funcionar l'equipament comú des de la xarxa i del sistema solar, cal instal·lar un inversor per convertir la CC del sistema solar a CA del mateix nivell que el subministrament de la xarxa.
En el sistema fora de la xarxa, l'inversor es connecta directament entre els terminals de la bateria, de manera que la CC que ve de les bateries es converteix primer a CA i després es alimenta a l'equipament. En el sistema connectat a la xarxa, el panell solar es connecta directament a l'inversor, i aquest inversor aleshores alimenta la xarxa amb la mateixa tensió i freqüència de potència.
En els sistemes moderns connectats a la xarxa, cada mòdul solar es connecta a la xarxa a través d'un microinversor individual per aconseguir una corrent alternada de alta tensió de cada panell solar individual.
Components del sistema solar autònom
Un diagrama de bloc bàsic d'un sistema solar elèctric autònom es mostra a dalt. Aquí, la potència elèctrica produïda en el panell solar es subministra primer al controlador solar, que a la vegada carrega el banc de bateries o subministra directament als equips de baixa tensió DC com ordinadors portàtils i sistemes de llum LED. Normalment, la bateria es alimenta des del controlador solar, però també pot alimentar el controlador solar quan hi ha subministrament insuficient de potència del panell solar.
D'aquesta manera, el subministrament es continua de manera uniforme als equips de baixa tensió que estan connectats directament al controlador solar. En aquest esquema, els terminals del banc de bateries també es connecten a través d'un inversor. L'inversor converteix la potència DC emmagatzemada del banc de bateries a CA de alta tensió per a fer funcionar equips elèctrics més grans com màquines de rentar, televisions més grans i electrodomèstics de cuina, etc.
Components del sistema solar connectat a la xarxa
Els sistemes solars connectats a la xarxa són de dos tipus: un amb un únic inversor central macro i l'altre amb múltiples microinversors. En el primer tipus de sistema solar, els panells solars, així com el subministrament de la xarxa, es connecten a un inversor central comú anomenat inversor connectat a la xarxa, com es mostra a continuació.
L'inversor aquí converteix la CC del panell solar a CA del nivell de la xarxa i després la alimenta a la xarxa, així com al quadre de distribució del consumidor, depenent de la demanda instantània dels sistemes. Aquí, l'inversor connectat a la xarxa també monitoritza la potència que es subministra des de la xarxa.
Si detecta qualsevol tall de corrent en la xarxa, actua el sistema de commutació del sistema solar per desconectar-lo de la xarxa per assegurar-se que no es pot alimentar electricitat solar a la xarxa durant el tall de corrent. Hi ha un cont
