ส่วนหลักของระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์คือแผงโซลาร์เซลล์ มีหลายประเภทของแผงโซลาร์เซลล์ในตลาด แผงโซลาร์เซลล์ยังเรียกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก แผงโซลาร์เซลล์หรือโมดูลโซลาร์เป็นการเชื่อมต่อชุดของเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งแบบอนุกรมและขนาน
ความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นที่เซลล์แสงอาทิตย์ประมาณ 0.5 โวลต์ ดังนั้นจำเป็นต้องเชื่อมต่อเซลล์จำนวนที่ต้องการแบบอนุกรมเพื่อให้ได้แรงดัน 14 ถึง 18 โวลต์ เพื่อชาร์จแบตเตอรี่มาตรฐาน 12 โวลต์ แผงโซลาร์เซลล์จะถูกเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างอาร์เรย์โซลาร์ แผงหลาย ๆ แผงจะถูกเชื่อมต่อกันทั้งแบบขนานและอนุกรมเพื่อให้ได้กระแสและแรงดันที่สูงขึ้นตามลำดับ
ในระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ที่เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า โมดูลโซลาร์จะเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์โดยตรง และไม่เชื่อมต่อกับโหลดโดยตรง กำลังไฟฟ้าที่สะสมจากแผงโซลาร์ไม่คงที่ แต่เปลี่ยนแปลงตามความเข้มของแสงแดดที่ส่องกระทบ นี่คือเหตุผลว่าทำไมโมดูลหรือแผงโซลาร์ไม่สามารถป้อนไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยตรง แต่แทนที่จะป้อนไปยังอินเวอร์เตอร์ซึ่งเอาต์พุตของมันจะถูกประสานกับระบบสายส่งไฟฟ้าภายนอก
อินเวอร์เตอร์รับผิดชอบในการควบคุมระดับแรงดันและความถี่ของกำลังไฟฟ้าที่มาจากระบบโซลาร์ โดยรักษาให้เท่ากับระดับของระบบสายส่งไฟฟ้าภายนอก เนื่องจากเราได้รับกำลังไฟฟ้าจากทั้งแผงโซลาร์และระบบสายส่งไฟฟ้าภายนอก ระดับแรงดันและความดีของกำลังไฟฟ้าจึงคงที่ ในระบบสแตนด์อะโลนหรือระบบสำรองที่ไม่เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงระดับกำลังไฟฟ้าในระบบสามารถส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ป้อนจากมัน
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีวิธีการในการรักษาระดับแรงดันและอัตราการป้อนกำลังไฟฟ้าของระบบ แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อขนานกับระบบจะรับผิดชอบเรื่องนี้ ที่นี่แบตเตอรี่จะถูกชาร์จโดยไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ และแบตเตอรี่นี้จะป้อนโหลดโดยตรงหรือผ่านอินเวอร์เตอร์ ในทางนี้การเปลี่ยนแปลงคุณภาพของกำลังไฟฟ้าเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงแดดในระบบโซลาร์สามารถหลีกเลี่ยงได้ และการป้อนกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอจะถูกรักษาไว้
โดยปกติแบตเตอรี่ตะกั่วกรดวงจรลึกจะใช้สำหรับวัตถุประสงค์นี้ แบตเตอรี่เหล่านี้มักออกแบบมาให้สามารถชาร์จและปล่อยประจุได้หลายครั้งระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่ที่มีจำหน่ายในตลาดมักจะมีแรงดัน 6 โวลต์ หรือ 12 โวลต์ ดังนั้นจึงสามารถเชื่อมต่อบัดดีเหล่านี้ทั้งแบบอนุกรมและขนานเพื่อให้ได้แรงดันและอัตรากระแสที่สูงขึ้นของระบบแบตเตอรี่
การชาร์จเกินหรือปล่อยประจุเกินของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่ควรทำทั้งสองกรณีสามารถทำลายระบบแบตเตอรี่ได้ ในการหลีกเลี่ยงสถานการณ์ทั้งสองนี้จำเป็นต้องติดตั้งคอนโทรลเลอร์เพื่อรักษาการไหลของกระแสไฟฟ้าไปและกลับระหว่างแบตเตอรี่
แน่นอนว่าไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงโซลาร์เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ไฟฟ้าที่เราได้จากสายส่งไฟฟ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นเพื่อให้อุปกรณ์ทั่วไปสามารถทำงานจากทั้งสายส่งไฟฟ้าและระบบโซลาร์ เราจำเป็นต้องติดตั้งอินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากระบบโซลาร์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ระดับเดียวกับสายส่งไฟฟ้า
ในระบบออฟกริด อินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อที่ปลายแบตเตอรี่โดยตรง เพื่อแปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับแล้วป้อนให้กับอุปกรณ์ ในระบบเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า แผงโซลาร์เชื่อมต่อโดยตรงกับอินเวอร์เตอร์ และอินเวอร์เตอร์นี้จะป้อนไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันและความถี่เดียวกับสายส่งไฟฟ้า
ในระบบเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้ารุ่นใหม่ แต่ละโมดูลโซลาร์จะเชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้าผ่านไมโครอินเวอร์เตอร์แต่ละตัว เพื่อสร้างไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูงจากแผงโซลาร์แต่ละแผง
แผนภาพบล็อกพื้นฐานของระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สแตนด์อะโลนแสดงด้านบน ที่นี่พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงโซลาร์จะถูกส่งไปยังคอนโทรลเลอร์โซลาร์ ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่แบงค์หรือป้อนโดยตรงไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงต่ำ เช่น แล็ปท็อปและระบบแสงสว่าง LED ทั่วไปแบตเตอรี่จะถูกป้อนจากคอนโทรลเลอร์โซลาร์ แต่สามารถป้อนคอนโทรลเลอร์โซลาร์เมื่อมีกำลังไฟฟ้าไม่เพียงพอจากแผงโซลาร์
ในทางนี้การป้อนกำลังไฟฟ้าจะดำเนินต่อไปอย่างสม่ำเสมอสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสตรงที่เชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์โซลาร์โดยตรง ในแผนนี้ปลายแบตเตอรี่แบงค์ยังเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์ อินเวอร์เตอร์จะแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่เก็บในแบตเตอรี่แบงค์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูงเพื่อทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น เครื่องซักผ้า ทีวีขนาดใหญ่ และเครื่องใช้ไฟฟ้าในห้องครัว เป็นต้น
ระบบโซลาร์เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้ามีสองประเภท หนึ่งมีอินเวอร์เตอร์กลางขนาดใหญ่เดียว อีกประเภทหนึ่งมีไมโครอินเวอร์เตอร์หลายตัว ในประเภทแรกของระบบโซลาร์ แผงโซลาร์และสายส่งไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์กลางที่เรียกว่าอินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้า ดังแสดงด้านล่าง
อินเวอร์เตอร์ที่นี่แปลงไฟฟ้ากระแสตรงจากแผงโซลาร์เป็นไฟฟ้ากระแสสลับระดับสายส่งไฟฟ้าแล้วป้อนไปยังสายส่งไฟฟ้าและแผงควบคุมการกระจายไฟฟ้าของผู้บริโภค ขึ้นอยู่กับความต้องการทันท่วงทีของระบบ อินเวอร์เตอร์เชื่อมต่อกับสายส่งไฟฟ้ายังตรวจสอบกำลังไฟฟ้าที่ป้อนจากสายส่งไฟฟ้า
หากพบว่ามีการตัดไฟในสายส่งไฟฟ้า มันจะกระตุ้นระบบสวิตช์ของระบบโซลาร์เพื่อแยกออกจากสายส่งไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ป้อนกลับไปยังสายส่งไฟฟ้าในช่วงตัดไฟ มีมิเตอร์วัดพลังงานเชื่อมต่อในสายส่งไฟฟ้าหลักเพื่บันทึกพลังงานที่ส่งออกและนำเข้าจากสายส่งไฟฟ้า
