Aurinkosähköjärjestelmän komponentit

Auringonpanelit

Auringon sähköjärjestelmän pääosa on auringonpaneli. Markkinoilla on saatavilla erilaisia auringonpaneleja. Auringonpaneilit tunnetaan myös nimellä fotovoltaiset auringonpaneelit. Auringonpaneli tai auringonmoduuli on periaatteessa sarja- ja rinnakkaissuljetun auringonosien taulukko.

Potentiaaliero, joka muodostuu yhden auringonosan kautta, on noin 0,5 volttia, ja siksi haluttu määrä sellaisia soluja on kytkettävä sarjaan saavuttaakseen 14–18 voltaa ladataksesi standardin akun, jonka jännite on 12 voltaa. Auringonpaneilit kytketään yhteen luodakseen auringonpaneelijärjestelmän. Useita paneileja kytketään sekä rinnakkaisesti että sarjaan saadakseen suurempaa virtaa ja suurempaa jännitteitä vastaavasti.

Akkujen käyttö

Verkonkytkettyjen auringonsähköjärjestelmien tapauksessa auringonmoduulit kytketään suoraan invertteriin eikä niitä kytketä suoraan kuormaan. Sähkö, joka kerätään auringonpaneileista, ei ole vakio, vaan se vaihtelee auringonvalon intensiteetin mukaan. Tämän vuoksi auringonmoduulit tai -paneilit eivät syötä sähköä suoraan mitään sähköistä laitetta varten. Sen sijaan ne syötävät invertterille, jonka ulostulo synkronoidaan ulkoisen verkon tarjonnan kanssa.

Invertteri huolehtii järjestelmän tuottaman sähkön jännitetasosta ja taajuudesta, ja se aina säilyttää sen samana kuin verkkojännite. Koska saamme sähköä sekä auringonpaneileista että ulkoisesta verkon tarjonnasta, jännitetaso ja sähkön laatu pysyvät vakiona. Koska itsenäinen tai verkon varalla toimiva järjestelmä ei ole yhteydessä verkkoon, järjestelmän sähköntuotannon vaihtelu voi vaikuttaa suoraan sen syöttämien sähkölaitteiden toimintaan.

Järjestelmän jännitetaso ja sähköntarjoamisen tasoa täytyy siis jotenkin ylläpitää. Akkupankki, joka on kytketty rinnakkaan tähän järjestelmään, hoitaa tämän. Tässä akku ladataan auringonsähköllä, ja tämä akku syöttää sitten kuorman suoraan tai invertterin kautta. Tällä tavoin voidaan välttää sähkön laadun vaihtelu auringonvalon intensiteetin vuoksi auringonsähköjärjestelmässä, ja yhtenäinen keskeytymättömästi toimiva sähköntarjoaminen säilytetään.

Yleensä tähän tarkoitukseen käytetään syväsyklien lyijyäkkuja. Nämä akut on yleensä suunniteltu siten, että ne kestävät useita lataus- ja purkukierroksia palvelussa. Markkinoilla saatavissa olevat akupaketit ovat yleensä joko 6 voltin tai 12 voltin. Siksi näitä akkuja voidaan kytkää sekä sarjaan että rinnakkaan saadakseen korkeamman jännitteen ja virtatasoja akujärjestelmälle.

Kontrolleri

Lyijyäkun ylälataaminen ja alaliian purkaminen ei ole toivottavaa. Molemmat tilanteet voivat vakavasti vahingoittaa akujärjestelmää. Näiden kummankin tilanteen välttämiseksi järjestelmään on kytkettävä kontrolleri, joka ylläpitää virtasuuntaa akujen välillä.

Invertteri

On itsestään selvää, että auringonpaneilissa tuotettu sähkö on DC-sähköä. Verkon tarjoama sähkö on AC-sähköä. Jotta yhteisiä laitteita voidaan käyttää sekä verkon että auringonsähköjärjestelmän avulla, on asennettava invertteri, joka muuttaa auringonsähköjärjestelmän DC-sähköä samaan tasoon kuin verkon AC-sähkö.

Verkon ulkopuolisessa järjestelmässä invertteri on yhdistetty suoraan akun päihin, jolloin akusta tuleva DC-sähkö muutetaan ensin AC-sähköksi ja sitten syötetään laitteisiin. Verkonkytketyissä järjestelmissä auringonpaneli on yhdistetty suoraan invertteriin, joka sitten syöttää verkon samaa jännitettä ja taajuutta olevalla sähköllä.

Modernissa verkonkytketyssä järjestelmässä jokainen auringonmoduuli on yhdistetty verkkoon yksityisellä mikro-invertterillä tuottamaan korkeajännitteistä vaihtosähköä jokaisesta yksittäisestä auringonpanelista.

Itsenäisen auringonsähköjärjestelmän komponentit

Ylempi kaavio esittää itsenäisen auringonsähköjärjestelmän perusrakennetta. Tässä auringonpaneilissa tuotettu sähkö syötetään ensin auringonkontrolleriin, joka lataa akupankin tai syöttää sähköä suoraan matalajännitteisiin DC-laitteisiin, kuten kannettaviin tietokoneisiin ja LED-valaistusjärjestelmiin. Yleensä akku syötetään auringonkontrollerista, mutta se voi myös syöttää auringonkontrolleria, jos auringonpaneilista tuleva sähköntuotanto on riittämätöntä.

Tällä tavoin sähköntarjoaminen jatkuu tasaisesti matalajännitteisiin laitteisiin, jotka on kytketty suoraan auringonkontrolleriin. Tässä skenaariossa akupankin päät ovat myös yhdistetty invertteriin. Invertteri muuttaa akupankissa varastoitua DC-sähköä korkeajännitteiseksi AC-sähköksi isompien sähköisten laitteiden, kuten pesukoneiden, suurten televisioiden ja keittiölaitteiden, käyttöön.

Verkonkytkettyjen auringonsähköjärjestelmien komponentit

Verkonkytketyt auringonsähköjärjestelmät ovat kahdenlaisia: yhdellä yhteisellä macro-invertterillä ja monella mikro-inverttereillä. Edellä mainitussa järjestelmässä auringonpaneilit ja verkon tarjonta on yhdistetty yhteen yhteiseen keskitettyyn invertteriin, jota kutsutaan verkonkytketyksi invertteriksi, kuten alla olevassa kuviossa näkyy.

Invertteri muuttaa tässä auringonpaneilien DC-sähköä verkon tasolle AC-sähköksi ja sitten syöttää sen verkkoon sekä kuluttajan jakopaneeliin riippuen järjestelmän hetkellisestä tarpeesta. Tässä verkonkytketty invertteri valvoo myös verkon tarjoamaa sähköä.

Jos se havaitsee sähkökatkoksen verkon