Składniki systemu generującego prąd słoneczny

Panele słoneczne

Głównym elementem systemu elektrycznego opartego na energii słonecznej jest panel słoneczny. Na rynku dostępne są różne typy paneli słonecznych. Panele słoneczne są również znane jako panele fotowoltaiczne. Panel słoneczny lub moduł słoneczny to zasadniczo tablica połączonych szeregowo i równolegle komórek słonecznych.

Różnica potencjałów rozwinięta na komórce słonecznej wynosi około 0,5 wolt, dlatego pożądana liczba takich komórek powinna być połączona szeregowo, aby osiągnąć 14 do 18 woltów, aby naładować standardową baterię o napięciu 12 woltów. Panele słoneczne są łączone, aby stworzyć tablicę słoneczną. Wielokrotne panele są łączone zarówno równolegle, jak i szeregowo, aby osiągnąć wyższe natężenie prądu i wyższe napięcie odpowiednio.

Baterie

W systemie generacji energii słonecznej podłączonej do sieci, moduły słoneczne są bezpośrednio połączone z odwracaczem, a nie są bezpośrednio podłączone do obciążenia. Moc pobierana z paneli słonecznych nie jest stała, ale raczej zmienia się wraz z intensywnością światła słonecznego padającego na nie. Dlatego moduły słoneczne lub panele nie karmią bezpośrednio żadnego sprzętu elektrycznego. Zamiast tego karmią odwracacz, którego wyjście jest zsynchronizowane z zewnętrznym zasilaniem sieciowym.

Odwracacz dba o poziom napięcia i częstotliwości wyjściowej mocy z systemu słonecznego, zawsze utrzymując go na tym samym poziomie co zasilanie sieciowe. Ponieważ otrzymujemy moc zarówno z paneli słonecznych, jak i zewnętrznego systemu zasilania sieciowego, poziom napięcia i jakość mocy pozostają stałe. Ponieważ system samodzielny lub system awaryjny nie jest podłączony do sieci, każda zmiana poziomu mocy w systemie może bezpośrednio wpływać na wydajność sprzętu elektrycznego, który jest z niego zasilany.

Dlatego muszą istnieć pewne środki do utrzymania poziomu napięcia i tempa dostarczania mocy w systemie. Bateria podłączona równolegle do tego systemu zajmuje się tym. Tutaj bateria jest ładowana przez prąd słoneczny, a ta bateria następnie bezpośrednio karmi obciążenie lub poprzez odwracacz. W ten sposób można uniknąć zmian jakości mocy spowodowanych zmianą intensywności światła słonecznego w systemie słonecznym, zamiast tego utrzymywany jest nieprzerwany jednorodny dopływ mocy.

Zwykle do tego celu używane są głębokie cykliczne akumulatory ołowiowe. Te baterie są zazwyczaj zaprojektowane tak, aby były zdolne do wielokrotnego ładowania i rozładowania podczas eksploatacji. Baterie dostępne na rynku są zwykle o napięciu 6 woltów lub 12 woltów. Stąd, taka liczba baterii może być łączone zarówno szeregowo, jak i równolegle, aby uzyskać wyższe napięcie i natężenie prądu systemu baterii.

Kontroler

Nie jest pożądane przeladowanie ani niedoladowanie akumulatora ołowianego. Oba te stanu mogą poważnie uszkodzić system baterii. Aby uniknąć tych dwóch sytuacji, wymagany jest kontroler, który ma za zadanie utrzymywać przepływ prądu do i od baterii.

Odwracacz

Jest oczywiste, że prąd produkowany w panelu słonecznym jest stały. Prąd, który otrzymujemy z zasilania sieciowego, jest zmienny. Dlatego, aby uruchomić zwykły sprzęt z sieci oraz z systemu słonecznego, konieczne jest zainstalowanie odwracacza, aby przekonwertować stały prąd systemu słonecznego na zmienny prąd na tym samym poziomie, co zasilanie sieciowe.

W systemie off-grid odwracacz jest bezpośrednio podłączony do terminali baterii, aby stały prąd pochodzący z baterii został najpierw przekonwertowany na zmienny, a następnie podany do sprzętu. W systemie podłączonym do sieci panel słoneczny jest bezpośrednio podłączony do odwracacza, a ten odwracacz następnie podaje sieć z taką samą mocą i częstotliwością.

W nowoczesnych systemach podłączonych do sieci, każdy moduł słoneczny jest podłączony do sieci przez indywidualny mikro-odwracacz, aby uzyskać wysoki napięcie prądu zmiennego z każdego indywidualnego panela słonecznego.

Składniki samodzielnego systemu słonecznego

Podstawowy diagram blokowy samodzielnego systemu elektrycznego opartego na energii słonecznej jest przedstawiony powyżej. Tutaj moc elektryczna wyprodukowana w panelu słonecznym jest najpierw dostarczana do kontrolera słonecznego, który z kolei ładuje bank baterii lub bezpośrednio zasila urządzenia niskiego napięcia DC, takie jak laptopy i światła LED. Zwykle bateria jest zasilana przez kontroler słoneczny, ale może również zasilić kontroler słoneczny, gdy jest niewystarczająca moc z panela słonecznego.

W ten sposób zasilenie jest kontynuowane jednostajnie dla urządzeń niskiego napięcia, które są bezpośrednio podłączone do kontrolera słonecznego. W tej konfiguracji terminali banku baterii są również podłączone do odwracacza. Odwracacz przekształca prąd stały przechowywany w banku baterii na wysokie napięcie prądu zmiennego do obsługi większych urządzeń elektrycznych, takich jak pralki, większe telewizory i urządzenia kuchenne itp.

Składniki systemu słonecznego podłączonego do sieci

Systemy słoneczne podłączone do sieci dzielą się na dwa typy: jeden z pojedynczym makro-centralnym odwracaczem, a drugi z wieloma mikro-odwracaczami. W pierwszym typie systemu słonecznego, panele słoneczne oraz zasilanie sieciowe są podłączone do wspólnego centralnego odwracacza, zwane odwracaczem podłączonym do sieci, jak pokazano poniżej.

Odwracacz tutaj przekształca prąd stały panelu słonecznego w prąd zmienny na poziomie sieci, a następnie podaje do sieci, jak również do dystrybucji użytkownika, w zależności od chwilowego zapotrzebowania systemów. Tutaj odwracacz podłączony do sieci również monitoruje moc dostarczaną z sieci.

Jeśli wykryje przerwę w zasilaniu sieci, aktywuje system przełączania systemu słonecznego, aby odłączyć go od sieci, aby upewnić się, że żaden prąd słoneczny nie może być podany do sieci podczas przerwy. Jest tam licznik energii podłączony do głównej linii zasilania sieci, aby rejestrować eksport energii do sieci i import energii z sieci.

Jak już wspominaliśmy, istnieje inny typ systemu podłączonego do sieci, gdzie używa się wielu mikro-odwracaczy. Tutaj jeden mikro-odwracacz jest podłączony do każdego indywidualnego modułu słonecznego. Podstawowy diagram blokowy tego systemu jest bardzo podobny do poprzedniego, z wyjątkiem tego, że mikro-odwracacze są połączone, aby wytworzyć pożądane wysokie napięcie prądu zmiennego.