Φωτοβολταϊκό σύστημα

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα γενικά χωρίζονται σε ανεξάρτητα συστήματα, συστήματα συνδεδεμένα στο δίκτυο και υβριδικά συστήματα.Σύμφωνα με το έντυπο αίτησης, την κλίμακα εφαρμογής και τον τύπο φορτίου του ηλιακού φωτοβολταϊκού συστήματος, μπορεί να χωριστεί σε έξι τύπους.

εισαγωγή του συστήματος

Σύμφωνα με το έντυπο αίτησης, την κλίμακα εφαρμογής και τον τύπο φορτίου του ηλιακού φωτοβολταϊκού συστήματος, το φωτοβολταϊκό σύστημα τροφοδοσίας θα πρέπει να χωριστεί σε περισσότερες λεπτομέρειες.Τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν επίσης να υποδιαιρεθούν στους ακόλουθους έξι τύπους: μικρό σύστημα τροφοδοσίας ηλιακής ενέργειας (Small DC);απλό σύστημα DC (Simple DC);μεγάλο ηλιακό σύστημα τροφοδοσίας (Large DC);Σύστημα τροφοδοσίας AC και DC (AC/DC);Σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο (Utility Grid Connect);υβριδικό σύστημα τροφοδοσίας (Hybrid);υβριδικό σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο.Η αρχή λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά κάθε συστήματος περιγράφονται παρακάτω.

σύστημα τροφοδοσίας

Τα χαρακτηριστικά του μικρού συστήματος τροφοδοσίας ηλιακής ενέργειας είναι ότι υπάρχει μόνο φορτίο DC στο σύστημα και η ισχύς φορτίου είναι σχετικά μικρή, ολόκληρο το σύστημα έχει απλή δομή και είναι εύκολο στη λειτουργία.Οι κύριες χρήσεις του είναι γενικά οικιακά συστήματα, διάφορα μη στρατιωτικά προϊόντα DC και σχετικός εξοπλισμός ψυχαγωγίας.Για παράδειγμα, στη δυτική περιοχή της χώρας μου, αυτός ο τύπος φωτοβολταϊκού συστήματος έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως και το φορτίο είναι λαμπτήρας DC, ο οποίος χρησιμοποιείται για την επίλυση του προβλήματος του οικιακού φωτισμού σε περιοχές χωρίς ρεύμα.

Σύστημα DC

Το χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι ότι το φορτίο στο σύστημα είναι φορτίο συνεχούς ρεύματος και δεν υπάρχει ειδική απαίτηση για το χρόνο χρήσης του φορτίου.Το φορτίο χρησιμοποιείται κυρίως κατά τη διάρκεια της ημέρας, επομένως δεν χρησιμοποιείται μπαταρία στο σύστημα και δεν απαιτείται ελεγκτής.Το σύστημα έχει απλή δομή και μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας.Η φωτοβολταϊκή μονάδα παρέχει ισχύ στο φορτίο, εξαλείφοντας τη διαδικασία αποθήκευσης και απελευθέρωσης ενέργειας στην μπαταρία, καθώς και την απώλεια ενέργειας στον ελεγκτή και βελτιώνοντας την αποδοτικότητα χρήσης ενέργειας.Χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα φωτοβολταϊκών αντλιών νερού, σε κάποια προσωρινή ισχύ εξοπλισμού κατά τη διάρκεια της ημέρας και σε ορισμένες τουριστικές εγκαταστάσεις.Το σχήμα 1 δείχνει ένα απλό σύστημα αντλίας DC PV.Αυτό το σύστημα έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε αναπτυσσόμενες χώρες όπου δεν υπάρχει καθαρό νερό βρύσης για πόσιμο, και έχει αποφέρει καλά κοινωνικά οφέλη.

Μεγάλης κλίμακας ηλιακό σύστημα

Σε σύγκριση με τα δύο παραπάνω φωτοβολταϊκά συστήματα, το μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκό σύστημα με ηλιακή ενέργεια εξακολουθεί να είναι κατάλληλο για το σύστημα ισχύος DC, αλλά αυτού του είδους το ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα έχει συνήθως μεγάλη ισχύ φορτίου.Προκειμένου να διασφαλιστεί η σταθερή τροφοδοσία του φορτίου, η αντίστοιχη κλίμακα του συστήματος είναι επίσης μεγάλη και χρειάζεται να είναι εξοπλισμένο με μεγαλύτερη σειρά φωτοβολταϊκών μονάδων και μεγαλύτερη μπαταρία.Οι συνήθεις φόρμες εφαρμογής του περιλαμβάνουν επικοινωνία, τηλεμετρία, παροχή ρεύματος εξοπλισμού παρακολούθησης, κεντρική παροχή ρεύματος σε αγροτικές περιοχές, φάρους φάρων, φώτα δρόμου κ.λπ. χώρα, και οι σταθμοί βάσης επικοινωνίας που κατασκευάστηκαν από την China Mobile και την China Unicom σε απομακρυσμένες περιοχές χωρίς δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν επίσης αυτό το φωτοβολταϊκό σύστημα για παροχή ρεύματος.Όπως το έργο του σταθμού βάσης επικοινωνίας στο Wanjiazhai, Shanxi.

Σύστημα τροφοδοσίας AC και DC

Διαφορετικό από τα παραπάνω τρία ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα, αυτό το φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να παρέχει ισχύ τόσο για φορτία συνεχούς ρεύματος όσο και για φορτία εναλλασσόμενου ρεύματος ταυτόχρονα και έχει περισσότερους μετατροπείς από τα παραπάνω τρία συστήματα όσον αφορά τη δομή του συστήματος, ο οποίος χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ισχύος συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα ισχύς για την κάλυψη των αναγκών των απαιτήσεων φορτίου AC.Συνήθως, η κατανάλωση ισχύος φορτίου ενός τέτοιου συστήματος είναι επίσης σχετικά μεγάλη, επομένως η κλίμακα του συστήματος είναι επίσης σχετικά μεγάλη.Χρησιμοποιείται σε ορισμένους σταθμούς βάσης επικοινωνίας με φορτία AC και DC και σε άλλους φωτοβολταϊκούς σταθμούς με φορτία AC και DC.

Σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο

Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό αυτού του ηλιακού φωτοβολταϊκού συστήματος είναι ότι το συνεχές ρεύμα που παράγεται από τη φωτοβολταϊκή συστοιχία μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα που ικανοποιεί τις απαιτήσεις του δικτύου δικτύου μέσω του συνδεδεμένου στο δίκτυο μετατροπέα και στη συνέχεια συνδέεται απευθείας στο δίκτυο.Έξω από το φορτίο, η πλεονάζουσα ισχύς τροφοδοτείται πίσω στο δίκτυο.Τις βροχερές μέρες ή τη νύχτα, όταν η φωτοβολταϊκή συστοιχία δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια ή η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια δεν μπορεί να καλύψει τη ζήτηση φορτίου, τροφοδοτείται από το δίκτυο.Επειδή η ηλεκτρική ενέργεια εισάγεται απευθείας στο ηλεκτρικό δίκτυο, η διαμόρφωση της μπαταρίας παραλείπεται και η διαδικασία αποθήκευσης και απελευθέρωσης της μπαταρίας αποθηκεύεται.Ωστόσο, απαιτείται στο σύστημα ένας αποκλειστικός μετατροπέας συνδεδεμένος στο δίκτυο για να διασφαλιστεί ότι η ισχύς εξόδου πληροί τις απαιτήσεις της ισχύος του δικτύου για τάση, συχνότητα και άλλους δείκτες.Λόγω του προβλήματος απόδοσης του μετατροπέα, θα εξακολουθήσει να υπάρχει κάποια απώλεια ενέργειας.Τέτοια συστήματα είναι συχνά σε θέση να χρησιμοποιούν ηλεκτρική ισχύ και μια σειρά ηλιακών φωτοβολταϊκών μονάδων παράλληλα ως πηγές ενέργειας για τοπικά φορτία AC.Ο ρυθμός έλλειψης ισχύος φορτίου ολόκληρου του συστήματος μειώνεται.Επιπλέον, το συνδεδεμένο στο δίκτυο φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να παίξει ρόλο στη ρύθμιση αιχμής για το δημόσιο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά του συστήματος συνδεδεμένου στο δίκτυο, η Soying Electric ανέπτυξε με επιτυχία έναν ηλιακό μετατροπέα συνδεδεμένο στο δίκτυο πριν από αρκετά χρόνια, ο οποίος είναι ειδικά σχεδιασμένος για την ανακύκλωση ηλεκτρικής ενέργειας με διάφορα κέρδη και απώλειες.Έχει σημειωθεί μεγάλη πρόοδος και έχουν ξεπεραστεί μια σειρά από τεχνικές δυσκολίες στο σύστημα που συνδέεται με το δίκτυο.

Μικτό σύστημα τροφοδοσίας

Εκτός από τη συστοιχία ηλιακών φωτοβολταϊκών μονάδων που χρησιμοποιείται σε αυτό το ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα, μια γεννήτρια λαδιού χρησιμοποιείται επίσης ως εφεδρική πηγή ενέργειας.Ο σκοπός της χρήσης ενός υβριδικού συστήματος τροφοδοσίας είναι η πλήρης αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων των διαφόρων τεχνολογιών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και η αποφυγή των αντίστοιχων αδυναμιών τους.Για παράδειγμα, τα πλεονεκτήματα των προαναφερθέντων ανεξάρτητων φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι η λιγότερη συντήρηση και το μειονέκτημα είναι ότι η παραγωγή ενέργειας εξαρτάται από τις καιρικές συνθήκες και είναι ασταθής.

Ένα υβριδικό σύστημα τροφοδοσίας που χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό γεννητριών ντίζελ και φωτοβολταϊκών συστοιχιών μπορεί να παρέχει ενέργεια ανεξάρτητη από τις καιρικές συνθήκες σε σύγκριση με ένα αυτόνομο σύστημα μίας ενέργειας.

Μικτό σύστημα παροχής συνδεδεμένο στο δίκτυο

Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλιακής οπτοηλεκτρονικής, έχει προκύψει ένα υβριδικό σύστημα τροφοδοσίας συνδεδεμένο στο δίκτυο που μπορεί να χρησιμοποιήσει πλήρως συστοιχίες ηλιακών φωτοβολταϊκών μονάδων, ηλεκτρική ενέργεια και εφεδρικές γεννήτριες λαδιού.Αυτό το είδος συστήματος συνήθως ενσωματώνει τον ελεγκτή και τον μετατροπέα, χρησιμοποιώντας ένα τσιπ υπολογιστή για τον πλήρη έλεγχο της λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος, χρησιμοποιώντας ολοκληρωμένα διάφορες πηγές ενέργειας για την επίτευξη της καλύτερης κατάστασης λειτουργίας και μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει μπαταρίες για περαιτέρω βελτίωση της ισχύος φορτίου του συστήματος ποσοστό εγγύησης προμήθειας, όπως το σύστημα μετατροπέα SMD της AES.Το σύστημα μπορεί να παρέχει ειδική ισχύ για τοπικά φορτία και μπορεί να λειτουργήσει ως online UPS (Αδιάλειπτο Τροφοδοτικό).Η ισχύς μπορεί επίσης να παρέχεται ή να λαμβάνεται από το δίκτυο.Ο τρόπος λειτουργίας του συστήματος είναι συνήθως να λειτουργεί παράλληλα με την εμπορική και την ηλιακή ενέργεια.Για το τοπικό φορτίο, εάν η ισχύς που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές μονάδες είναι επαρκής για τη χρήση του φορτίου, θα χρησιμοποιήσει απευθείας την ισχύ που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές μονάδες για να καλύψει τις ανάγκες του φορτίου.Εάν η ισχύς που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές μονάδες υπερβαίνει τη ζήτηση του άμεσου φορτίου, η πλεονάζουσα ισχύς μπορεί επίσης να επιστραφεί στο δίκτυο.Εάν η ισχύς που παράγεται από τις φωτοβολταϊκές μονάδες είναι ανεπαρκής, η ηλεκτρική ισχύς θα ενεργοποιηθεί αυτόματα και η ηλεκτρική ισχύς θα χρησιμοποιηθεί για την κάλυψη της ζήτησης του τοπικού φορτίου.Όταν η κατανάλωση ενέργειας του φορτίου είναι μικρότερη από το 60% της ονομαστικής χωρητικότητας δικτύου του μετατροπέα SMD, το δίκτυο θα φορτίσει αυτόματα την μπαταρία για να διασφαλίσει ότι η μπαταρία βρίσκεται σε κατάσταση αιώρησης για μεγάλο χρονικό διάστημα.εάν το δίκτυο αποτύχει, δηλαδή η διακοπή ρεύματος ή το δίκτυο Εάν η ποιότητα δεν είναι στα πρότυπα, το σύστημα θα αποσυνδέσει αυτόματα την παροχή ρεύματος και θα μεταβεί σε λειτουργία ανεξάρτητης λειτουργίας και θα παρέχεται η τροφοδοσία AC που απαιτείται από το φορτίο από την μπαταρία και τον μετατροπέα.Μόλις το δίκτυο επανέλθει στο κανονικό, δηλαδή η τάση και η συχνότητα επιστρέψουν στην προαναφερθείσα κανονική κατάσταση, το σύστημα θα αποσυνδέσει την μπαταρία, θα αλλάξει σε λειτουργία σύνδεσης στο δίκτυο και θα τροφοδοτήσει με ρεύμα από το δίκτυο.Σε ορισμένα υβριδικά συστήματα τροφοδοσίας συνδεδεμένα στο δίκτυο, οι λειτουργίες παρακολούθησης συστήματος, ελέγχου και απόκτησης δεδομένων μπορούν επίσης να ενσωματωθούν στο τσιπ ελέγχου.Τα βασικά στοιχεία ενός τέτοιου συστήματος είναι ο ελεγκτής και ο μετατροπέας.

Φωτοβολταϊκό σύστημα εκτός δικτύου

Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας εκτός δικτύου είναι ένας νέος τύπος πηγής ενέργειας που παράγει ηλεκτρική ενέργεια από φωτοβολταϊκές μονάδες, διαχειρίζεται τη φόρτιση και την εκφόρτιση της μπαταρίας μέσω του ελεγκτή και παρέχει ηλεκτρική ενέργεια στο φορτίο DC ή στο φορτίο AC μέσω του μετατροπέα .Χρησιμοποιείται ευρέως σε οροπέδια, νησιά, απομακρυσμένες ορεινές περιοχές και επιχειρήσεις πεδίου με σκληρά περιβάλλοντα.Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως τροφοδοτικό για σταθμούς βάσης επικοινωνίας, διαφημιστικά φωτιστικά, φώτα δρόμου κ.λπ. ζωή και επικοινωνία σε απομακρυσμένες περιοχές.Βελτίωση του παγκόσμιου οικολογικού περιβάλλοντος και προώθηση της βιώσιμης ανθρώπινης ανάπτυξης.

Λειτουργίες συστήματος

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι εξαρτήματα παραγωγής ενέργειας.Ο φωτοβολταϊκός ελεγκτής ρυθμίζει και ελέγχει την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια.Αφενός, η προσαρμοσμένη ενέργεια αποστέλλεται στο φορτίο DC ή στο φορτίο AC και, αφετέρου, η πλεονάζουσα ενέργεια αποστέλλεται στο πακέτο μπαταριών για αποθήκευση.Όταν η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια δεν μπορεί να καλύψει τις ανάγκες φορτίου Όταν ο ελεγκτής στέλνει την ισχύ της μπαταρίας στο φορτίο.Αφού φορτιστεί πλήρως η μπαταρία, ο ελεγκτής θα πρέπει να ελέγχει ώστε η μπαταρία να μην υπερφορτίζεται.Όταν αποφορτιστεί η ηλεκτρική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία, ο ελεγκτής θα πρέπει να ελέγχει ώστε η μπαταρία να μην υπερφορτίζεται για την προστασία της μπαταρίας.Όταν η απόδοση του ελεγκτή δεν είναι καλή, θα επηρεάσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και τελικά θα επηρεάσει την αξιοπιστία του συστήματος.Το καθήκον της μπαταρίας είναι να αποθηκεύει ενέργεια έτσι ώστε το φορτίο να μπορεί να τροφοδοτείται τη νύχτα ή τις βροχερές μέρες.Ο μετατροπέας είναι υπεύθυνος για τη μετατροπή της ισχύος συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα για χρήση από φορτία AC.