اجزای سیستم تولید برق خورشیدی
پانلهای خورشیدی
بخش اصلی یک سیستم برق خورشیدی پانل خورشیدی است. انواع مختلفی از پانلهای خورشیدی در بازار موجود است. پانلهای خورشیدی همچنین به عنوان پانلهای فتوولتائیک شناخته میشوند. پانل خورشیدی یا ماژول خورشیدی در واقع آرایهای از سلولهای خورشیدی متصل به سری و موازی است.
تفاوت پتانسیل که در یک سلول خورشیدی ایجاد میشود 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 به دست آید. پانلهای خورشیدی به یکدیگر متصل میشوند تا یک آرایه خورشیدی ایجاد کنند. چندین پانل به صورت موازی و سری به یکدیگر متصل میشوند تا جریان و ولتاژ بالاتری به دست آید.
باتریها
در سیستمهای تولید برق خورشیدی متصل به شبکه، ماژولهای خورشیدی مستقیماً به یک وارتباطدهنده (انورتر) متصل میشوند و مستقیماً به بار متصل نمیشوند. برق 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 مستقیماً هیچ تجهیزات الکتریکی را تغذیه نمیکنند. به جای آن، آنها به یک وارتباطدهنده تغذیه میکنند که خروجی آن با تأمین شبکه خارجی همزمان میشود.
وارتباطدهنده سطح ولتاژ و فرکانس خروجی برق از سیستم خورشیدی را همیشه با سطح برق شبکه حفظ میکند. زیرا ما از هر دو منبع برق پانلهای خورشیدی و سیستم تأمین برق شبکه خارجی قدرت میگیریم، سطح ولتاژ و کیفیت برق ثابت میماند. از آنجا که سیستم مستقل یا سیستم فallback شبکه با شبکه متصل نیست، هر تغییر در سطح قدرت 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 برق سیستم وجود داشته باشد. یک بانک باتری که موازی با این سیستم متصل میشود، این کار را انجام میدهد. در اینجا باتری توسط برق خورشیدی شارژ میشود و این باتری سپس مستقیماً یا از طریق یک وارتباطدهنده به بار تغذیه میکند. به این ترتیب، تغییر کیفیت برق به دلیل تغییر شدت نور خورشید در سیستم برق خورشیدی میتواند اجتناب شود و به جای آن یک تأمین برق مداوم و یکنواخت حفظ میشود.
معمولاً از باتریهای سرب اسید دورهای عمیق برای این منظور استفاده میشود. این باتریها معمولاً طراحی شدهاند تا قادر به چندین بار شارژ و رها در طول خدمت باشند. باتریهای موجود در بازار معمولاً یا ۶ ولت یا ۱۲ ولت هستند. بنابراین تعدادی از این باتریها میتوانند به صورت سری و موازی به یکدیگر متصل شوند تا ولتاژ و جریان بالاتری در سیستم باتری به دست آید.
کنترلکننده
افزایش شارژ و کاهش شارژ یک باتری سرب اسید مطلوب نیست. هر دوی افزایش شارژ و کاهش شارژ میتوانند سیستم باتری را بدیهی خراب کنند. برای جلوگیری از این دو وضعیت، نیاز به یک کنترلکننده برای متصل کردن به سیستم برای حفظ جریان برق به داخل و خارج از باتریها است.
وارتباطدهنده
به وضوح، برق تولید شده در یک پانل خورشیدی DC است. برقی که از شبکه تأمین میشود AC است. بنابراین برای اجرای تجهیزات معمول از شبکه و سیستم خورشیدی، نیاز به نصب یک وارتباطدهنده برای تبدیل DC سیستم خورشیدی به AC همان سطح شبکه تأمین است.
در سیستمهای غیرمتصل به شبکه، وارتباطدهنده 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 متصل به شبکه، پانل خورشیدی مستقیماً به وارتباطدهنده متصل میشود و این وارتباطدهنده سپس شبکه را با ولتاژ و فرکانس مشابه تغذیه میکند.
در سیستمهای مدرن متصل به شبکه، هر ماژول خورشیدی از طریق یک وارتباطدهنده میکروی جداگانه به شبکه متصل میشود تا ولتاژ متناوب بالا از هر ماژول خورشیدی جداگانه به دست آید.
اجزای سیستم خورشیدی مستقل
نمودار بلوکی اساسی یک سیستم برق خورشیدی مستقل در بالا نمایش داده شده است. در اینجا برق 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 با ولتاژ پایین مانند لپتاپها و سیستمهای روشنایی LED تغذیه میکند. معمولاً باتری از کنترلکننده خورشیدی تغذیه میشود اما میتواند در صورت عدم تأمین کافی برق از پانل خورشیدی، کنترلکننده خورشیدی را تغذیه کند.
به این ترتیب تأمین برق به تجهیزات با ولتاژ پایین که مستقیماً به کنترلکننده خورشیدی متصل شدهاند، به صورت یکنواخت ادامه مییابد. در این طرح، دو سر بانک باتری نیز به یک وارتباطدهنده متصل میشوند. وارتباطدهنده انرژی 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.
اجزای سیستم خورشیدی متصل به شبکه
سیستمهای خورشیدی متصل به شبکه دو نوع هستند: یکی با یک وارتباطدهنده مرکزی واحد و دیگری با چندین وارتباطدهنده میکرو. در نوع اول سیستم خورشیدی، پانلهای خورشیدی و تأمین شبکه به یک وارتباطدهنده مرکزی مشترک به نام وارتباطدهنده متصل به شبکه متصل میشوند.
وارتباطدهنده 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 فوری سیستم. در اینجا وارتباطدهنده متصل به شبکه همچنین قدرت تأمین شده از شبکه را نظارت میکند.
اگر قطع برق در
