Συστατικά ενός Συστήματος Ηλεκτροπαραγωγής με Ηλιακή Ενέργεια

Φωτοβολταϊκά Πάνελ

Το κύριο στοιχείο ενός φωτοβολταϊκού συστήματος είναι το φωτοβολταϊκό πάνελ. Υπάρχουν διάφορα είδη φωτοβολταϊκών πανελ στην αγορά. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι επίσης γνωστά ως φωτοβολταϊκά πάνελ. Το φωτοβολταϊκό πάνελ ή το φωτοβολταϊκό μόντουλ είναι βασικά ένα σύνολο σειριακά και παράλληλα συνδεδεμένων φωτοβολταϊκών κυττάρων.

Η δυναμική διαφορά που αναπτύσσεται σε ένα φωτοβολταϊκό κύτταρο είναι περίπου 0,5 βολτ, και, επομένως, απαιτείται η σύνδεση του επιθυμητού αριθμού τέτοιων κυττάρων σε σειρά για να επιτευχθούν 14 έως 18 βολτ για τη φόρτιση ενός τυπικού ακκουμουλατόρα 12 βολτ. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ συνδέονται μαζί για να δημιουργηθεί ένα φωτοβολταϊκό πλέγμα. Πολλά πάνελ συνδέονται μαζί και σε παράλληλη και σε σειριακή σύνδεση για να επιτευχθούν υψηλότερη ροή και υψηλότερη τάση αντίστοιχα.

Ακκουμουλάτορες

Σε συστήματα φωτοβολταϊκής γεννήσεως που είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο, τα φωτοβολταϊκά μόντουλ είναι άμεσα συνδεδεμένα με έναν αντιστροφέα, και δεν είναι συνδεδεμένα άμεσα με το φορτίο. Η ενέργεια που συγκεντρώνεται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ δεν είναι σταθερή, αλλά μάλλον μεταβάλλεται με το επίπεδο της έντασης του ήλιου που φωτίζει. Γι' αυτό το λόγο, τα φωτοβολταϊκά μόντουλ ή πάνελ δεν τροφοδοτούν άμεσα κανένα ηλεκτρικό εξοπλισμό. Αντίθετα, τροφοδοτούν έναν αντιστροφέα, του οποίου το έξοδο είναι συγχρονισμένο με την εξωτερική εφοδιασμό του δικτύου.

Ο αντιστροφέας φροντίζει για το επίπεδο τάσης και συχνότητας της εξόδου ενέργειας από το φωτοβολταϊκό σύστημα, διατηρώντας πάντα το επίπεδο της ενέργειας του δικτύου. Καθώς παίρνουμε ενέργεια και από τα φωτοβολταϊκά πάνελ και από την εξωτερική εφοδιασμό του δικτύου, το επίπεδο τάσης και η ποιότητα της ενέργειας παραμένουν σταθερά. Σε αυτόνομα ή συστήματα πίσω από το δίκτυο που δεν είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο, οποιαδήποτε μεταβολή στο επίπεδο ενέργειας στο σύστημα μπορεί να επηρεάσει άμεσα την απόδοση του ηλεκτρικού εξοπλισμού που τροφοδοτείται από αυτό.

Επομένως, πρέπει να υπάρχει κάποιο μέσο για να διατηρηθεί το επίπεδο τάσης και η ροή ενέργειας του συστήματος. Ένα σύστημα ακκουμουλατόρων που είναι συνδεδεμένο παράλληλα με αυτό το σύστημα φροντίζει γι' αυτό. Εδώ, ο ακκουμουλάτορας φορτίζεται με φωτοβολταϊκή ενέργεια, και αυτός ο ακκουμουλάτορας τροφοδοτεί άμεσα ή μέσω ενός αντιστροφέα ένα φορτίο. Με αυτόν τον τρόπο, η μεταβολή της ποιότητας της ενέργειας λόγω μεταβολής της έντασης του ήλιου μπορεί να αποφευχθεί στα φωτοβολταϊκά συστήματα, ενώ διατηρείται ένα αδιάλειπτο ομοιόμορφο εφοδιασμός ενέργειας.

Συνήθως, για αυτόν τον σκοπό χρησιμοποιούνται βαθιού κύκλου μολυβδοξημίδιοι ακκουμουλάτορες. Αυτοί οι ακκουμουλάτορες σχεδιάζονται γενικά ώστε να είναι σε θέση να υποστούν πολλές φορές φόρτιση και απόφορτιση κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας. Οι διαθέσιμες στην αγορά σειρές ακκουμουλατόρων είναι συνήθως είτε 6 βολτ είτε 12 βολτ. Επομένως, ο αριθμός αυτών των ακκουμουλατόρων μπορεί να συνδεθεί και σε σειρά και παράλληλα για να επιτευχθεί υψηλότερη τάση και ροή του συστήματος ακκουμουλατόρων.

Ελεγκτής

Δεν είναι επιθυμητό να υπερφορτιστεί ή να υποφορτιστεί ένας μολυβδοξημίδιος ακκουμουλάτορας. Και η υπερφόρτιση και η υποφόρτιση μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές βλάβες στο σύστημα ακκουμουλατόρων. Για να αποφευχθούν αυτές οι δύο καταστάσεις, απαιτείται ένας ελεγκτής για να συνδεθεί με το σύστημα για τη διατήρηση της ροής της ρεύματος προς και από τους ακκουμουλάτορες.

Αντιστροφέας

Είναι φανερό ότι η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται σε ένα φωτοβολταϊκό πάνελ είναι DC. Η ηλεκτρική ενέργεια που παίρνουμε από την εφοδιασμό του δικτύου είναι AC. Επομένως, για τη λειτουργία κοινών εξοπλισμών από το δίκτυο και το φωτοβολταϊκό σύστημα, απαιτείται η εγκατάσταση ενός αντιστροφέα για να μετατρέψει το DC του φωτοβολταϊκού συστήματος σε AC του ίδιου επιπέδου με την εφοδιασμό του δικτύου.

Σε αυτόνομα συστήματα, ο αντιστροφέας είναι άμεσα συνδεδεμένος στα κατωφλιακά του ακκουμουλάτορα, ώστε το DC που έρχεται από τους ακκουμουλάτορες να μετατρέπεται πρώτα σε AC και στη συνέχεια να τροφοδοτεί τον εξοπλισμό. Σε συστήματα που είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο, το φωτοβολταϊκό πάνελ είναι άμεσα συνδεδεμένο με τον αντιστροφέα, και αυτός ο αντιστροφέας τροφοδοτεί το δίκτυο με την ίδια τάση και συχνότητα ενέργειας.

Σε σύγχρονα συστήματα που είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο, κάθε φωτοβολταϊκό μόντουλ είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο μέσω ιδιαίτερου μικρο-αντιστροφέα για να επιτευχθεί υψηλή τάση εναλλακτικού ρεύματος από κάθε ξεχωριστό φωτοβολταϊκό πάνελ.