Komponente ya Sistemi ya Kujengenezaji ya Umeme wa Jua

پانل‌های خورشیدی

بخش اصلی سیستم برق خورشیدی پانل خورشیدی است. انواع مختلفی از پانل‌های خورشیدی در بازار موجود هستند. پانل‌های خورشیدی همچنین به عنوان پانل‌های فتوولتائیک خورشیدی نیز شناخته می‌شوند. پانل خورشیدی یا ماژول خورشیدی در واقع آرایه‌ای از سلول‌های خورشیدی متصل به صورت سری و موازی است.

تفاوت پتانسیل تولید شده در یک سلول خورشیدی حدود ۰.۵ ولت است و بنابراین تعداد مورد نظر از این سلول‌ها باید به صورت سری متصل شوند تا ۱۴ تا ۱۸ ولت برای شارژ یک باتری استاندارد ۱۲ ولتی تولید شود. پانل‌های خورشیدی به هم متصل می‌شوند تا آرایه خورشیدی ایجاد شود. چندین پانل به هم متصل می‌شوند هم به صورت سری و هم به صورت موازی برای دستیابی به جریان بالاتر و ولتاژ بالاتر به ترتیب.

باتری‌ها

در سیستم تولید برق خورشیدی شبکه‌ای، ماژول‌های خورشیدی مستقیماً به یک وارترس متصل می‌شوند و مستقیماً به بار متصل نمی‌شوند. قدرت جمع‌آوری شده از پانل‌های خورشیدی ثابت نیست بلکه با شدت نور خورشید روشن بر روی آن متفاوت است. این دلیلی است که ماژول‌های یا پانل‌های خورشیدی هیچ تجهیزات الکتریکی را مستقیماً تغذیه نمی‌کنند. به جای آن‌ها یک وارترس را تغذیه می‌کنند که خروجی آن با تامین برق شبکه خارجی همزمان شده است.

وارترس مراقب سطح ولتاژ و فرکانس توان خروجی از سیستم خورشیدی است و همیشه آن را با سطح توان شبکه خارجی همسان می‌کند. زیرا ما توان را از هر دو منبع پانل‌های خورشیدی و سیستم تامین برق خارجی دریافت می‌کنیم، سطح ولتاژ و کیفیت توان ثابت می‌ماند. زیرا سیستم مستقل یا سیستم پشتیبان شبکه با شبکه متصل نیست، هر تغییر در سطح توان در سیستم می‌تواند عملکرد تجهیزات الکتریکی که از آن تغذیه می‌شوند را مستقیماً تحت تأثیر قرار دهد.

بنابراین باید روشی برای حفظ سطح ولتاژ و نرخ تأمین توان سیستم وجود داشته باشد. یک بانک باتری که به صورت موازی به این سیستم متصل می‌شود مراقب آن است. در اینجا باتری توسط برق خورشیدی شارژ می‌شود و این باتری سپس مستقیماً یا از طریق یک وارترس به بار تغذیه می‌کند. به این ترتیب تغییر کیفیت توان ناشی از تغییر شدت نور خورشید در سیستم برق خورشیدی می‌تواند اجتناب شود و به جای آن تأمین توان یکنواخت و بدون وقفه حفظ می‌شود.

معمولاً باتری‌های سرب-اسید دوره‌ای برای این منظور استفاده می‌شوند. این باتری‌ها معمولاً طراحی شده‌اند تا قادر به چندین بار شارژ و ریز شدن در طول خدمات باشند. باتری‌های موجود در بازار معمولاً یا ۶ ولت یا ۱۲ ولت هستند. بنابراین تعدادی از این باتری‌ها می‌توانند به صورت سری و موازی متصل شوند تا ولتاژ و جریان بالاتری از سیستم باتری بدست آورند.

کنترلر

آنچه که مطلوب نیست این است که یک باتری سرب-اسید را بیش از حد شارژ یا کمتر از حد ریز کنیم. هر دو حالت شارژ بیش از حد و ریز کمتر از حد می‌توانند سیستم باتری را به شدت آسیب ببینند. برای جلوگیری از این دو وضعیت نیاز است که یک کنترلر به سیستم متصل شود تا جریان جریان به و از باتری‌ها را کنترل کند.

وارترس

واضح است که برق تولید شده در یک پانل خورشیدی DC است. برقی که از تامین برق شبکه دریافت می‌کنیم AC است. بنابراین برای اجرای تجهیزات عادی از شبکه و همچنین سیستم خورشیدی، نیاز است که یک وارترس نصب شود تا DC سیستم خورشیدی را به AC همان سطح شبکه تبدیل کند.

در سیستم‌های غیرشبکه‌ای، وارترس مستقیماً به دو سر باتری متصل می‌شود تا DC آمده از باتری‌ها ابتدا به AC تبدیل شود و سپس به تجهیزات تغذیه شود. در سیستم‌های شبکه‌ای، پانل خورشیدی مستقیماً به وارترس متصل می‌شود و این وارترس سپس شبکه را با ولتاژ و فرکانس مشابه تغذیه می‌کند.

در سیستم‌های شبکه‌ای مدرن، هر ماژول خورشیدی از طریق یک وارترس میکروی جداگانه به شبکه متصل می‌شود تا ولتاژ متناوب بالا از هر پانل خورشیدی جداگانه تولید شود.

اجزاء سیستم خورشیدی مستقل

نمودار بلوکی اساسی یک سیستم برق خورشیدی مستقل در بالا نشان داده شده است. در اینجا توان الکتریکی تولید شده در پانل خورشیدی ابتدا به کنترل‌کننده خورشیدی تحویل داده می‌شود که به نوبه خود بانک باتری را شارژ می‌کند یا مستقیماً به تجهیزات DC کم ولتا مانند لپ‌تاپ‌ها و سیستم‌های روشنایی LED تغذیه می‌کند. معمولاً باتری از کنترل‌کننده خورشیدی تغذیه می‌شود اما می‌تواند کنترل‌کننده خورشیدی را هنگامی که تأمین توان از پانل خورشیدی کافی نیست، تغذیه کند.

به این ترتیب تأمین توان به صورت یکنواخت به تجهیزات کم ولتا که مستقیماً به کنترل‌کننده خورشیدی متصل شده‌اند ادامه می‌یابد. در این طرح، دو سر بانک باتری نیز به یک وارترس متصل می‌شوند. وارترس توان DC ذخیره شده در بانک باتری را به AC با ولتاژ بالا برای اجرای تجهیزات الکتریکی بزرگتر مانند ماشین‌های لباسشویی، تلویزیون‌های بزرگ و تجهیزات آشپزخانه و غیره تبدیل می‌کند.

اجزاء سیستم خورشیدی شبکه‌ای

سیستم‌های خورشیدی شبکه‌ای دو نوع هستند: یکی با یک وارترس مرکزی واحد و دیگری با چندین وارترس میکرو. در نوع اول سیستم خورشیدی، پانل‌های خورشیدی و تامین برق شبکه به یک وارترس مرکزی مشترک به نام وارترس شبکه‌ای متصل می‌شوند.

وارترس در اینجا DC پانل خورشیدی را به AC سطح شبکه تبدیل می‌کند و سپس آن را به شبکه و همچنین پنل توزیع مصرف‌کننده تغذیه می‌کند بسته به تقاضای لحظه‌ای سیستم. در اینجا وارترس شبکه‌ای همچنین توان تامین شده از شبکه را نظارت می‌کند.

اگر هرگونه قطع برق در شبکه را تشخیص دهد، سیستم تغییر دهنده سیستم خورشیدی را فعال می‌کند تا آن را از شبکه جدا کند تا مطمئن شود هیچ برق خورشیدی در زمان قطع برق به شبکه برگردانده نمی‌شود. یک کنتور انرژی در خط تامین برق اصلی شبکه برای ضبط صادرات انرژی