Komponenter i et solcellebasert elektrisitetssystem

Solcellepaneler

Hoveddelen av et solstrømsystem er solcellepanelet. Det finnes flere typer solcellepaneler på markedet. Solcellepaneler er også kjent som fotovoltaiske solcellepaneler. Solcellepanel eller solmodul er i grunnen en rekke serie- og parallelkoplet solcelle.

Spenningsforskjellen over en solcelle er omtrent 0,5 volt, og derfor må det ønskede antallet slike celler kobles i serie for å oppnå 14 til 18 volt for å lade en standard batteri på 12 volt. Solcellepaneler kobles sammen for å skape en solcellearray. Flere paneler kobles både parallelt og i serie for å oppnå høyere strøm og høyere spenning henholdsvis.

Batterier

I netttilknyttet solenergisystem er solmodulene direkte koblet til en inverter, og de er ikke direkte koblet til belastingen. Strømmen fra solcellepanelene er ikke konstant, men varierer med intensiteten av sollyset. Dette er grunnen til at solmoduler eller -paneler ikke forbinder noen elektrisk utstyr direkte. I stedet matte de en inverter hvis utgang er synkronisert med eksternt nettstrøm.

Inverter tar vare på spenningsnivået og frekvensen av utgangsstrømmen fra solsystemet, den holder alltid dette nivået med nettstrømnivået. Da vi får strøm fra både solcellepaneler og eksternt nettstrøm, blir spenningsnivået og kvaliteten på strømmen konstant. Som stående alene eller nettfallback-system ikke er koblet til nett, kan enhver variasjon i strømnivået i systemet påvirke ytelsen til elektrisk utstyr forbundet med det.

Det må derfor være noen metode for å vedlikeholde spenningsnivået og strømforsyningen i systemet. En batteribank koblet parallelt til dette systemet tar vare på det. Her lades batteriet av solstrøm, og dette batteri matte så enten en last direkte eller gjennom en inverter. På denne måten kan variasjon i strømkvalitet som følge av variasjon i solintensitet unngås i solstrømsystem, istedenholdes det en ubrytbar uniform strømforsyning.

Normalt brukes dypcyklus blysyre-batterier for dette formålet. Disse batteriene er typisk designet for å kunne håndtere flere ladninger og tomninger under bruk. Batterisetene som er tilgjengelige på markedet, er generelt enten 6 volt eller 12 volt. Derfor kan et slikt antall batterier kobles både i serie og parallelt for å få høyere spenning og strømmerating av batterisystemet.

Kontroller

Det er ikke ønskelig å overlaste eller undertomme et blysyrebatteri. Begge overlasting og undertomming kan alvorlig skade batterisystemet. For å unngå disse to situasjonene kreves en kontroller for å vedlikeholde strømflyt til og fra batteriene.

Inverter

Det er naturlig at strømmen produsert i et solcellepanel er DC. Strømmen vi får fra nettet er AC. Så for å drive vanlig utstyr fra både nett og solsystem, kreves det å installere en inverter for å konvertere DC fra solsystemet til samme nivå av AC som nettstrøm.

I off-grid system er inverteren direkte koblet over batteriterminalene, slik at DC fra batteriene først konverteres til AC, og deretter matte utstyret. I netttilknyttet system er solcellepanelet direkte koblet til inverter, og denne inverteren matte deretter nettet med samme spenning og frekvens.

I moderne netttilknyttet system er hvert solcellepanel koblet til nettet gjennom individuelle mikro-inverter for å oppnå høy spenning ved alternerende strøm fra hvert individuelle solcellepanel.

Komponenter i selvstendig solsystem

En grunnleggende blokkdiagram av et selvstendig solstrømsystem vises ovenfor. Her leveres elektrisk strøm produsert i solcellepanelet først til solkontrolleren, som i sin tur lader batteribanken eller leverer direkte til lavspenning DC-utstyr som laptopper og LED-belysningsystem. Normalt matte batteriet fra solkontroller, men det kan også matte solkontroller når det er utilstrekkelig strømforsyning fra solcellepanelet.

På denne måten fortsettes forsyningsstrømmen jevnt til lavspenningutstyret som er direkte koblet til solkontroller. I denne oppsettet er batteribankterminalene også koblet over en inverter. Inverteren konverterer den lagrede DC-strømmen i batteribanken til høy spenning AC for å drive større elektrisk utstyr som vaskemaskiner, store TV-er og kjøkenapparater osv.

Komponenter i netttilknyttet solsystem

Netttilknyttede solsystemer er av to typer, én med en enkelt makro sentral inverter og den andre med flere mikroinverter. I den første type solsystem er solcellepanelene samt nettstrøm koblet til en felles sentral inverter kalt netttilknyttet inverter, som vist nedenfor.

Inverter her konverterer DC fra solcellepanelet til nettets nivå av AC, og deretter matte nettet samt forbrukerens distribusjonspanel avhengig av systemets øyeblikkelige behov. Her overvåker også netttilknyttet inverter strømmen som leveres fra nettet.

Hvis den oppdager en strømavbrudd i nettet, aktiverer den switching-systemet i solsystemet for å koble den fra nettet for å sikre at ingen solstrøm kan matte tilbake til nettet under strømavbrudd. Det er en energimåler koblet i hovednettstrømlinjen for å registrere energien eksportert til nettet og importert fra nettet.

Som vi allerede har nevnt, er det en annen type netttilknyttet system der flere mikroinverter brukes. Her er en mikroinverter koblet til hvert individuelle solcellemodul. Grunnleggende blokkdiagrammet for dette systemet er veldig likt det forrige, bortsett fra at mikroinverterne er koblet sammen for å produsere ønsket høy AC-spenning.