1. Склад і принцип роботи сонячної фотоелектричної системи
Сонячна фотоелектрична система складається з таких трьох частин: компоненти сонячної батареї; контролери заряду та розряду, інвертори, випробувальні прилади та комп’ютерний моніторинг та інше силове електронне обладнання; а також батареї або інше обладнання для накопичення енергії та допоміжного обладнання для генерування електроенергії.
Сонячні фотоелектричні системи мають такі характеристики:
- Відсутність обертових частин, відсутність шуму;
- відсутність забруднення повітря та скидання стічних вод;
- Відсутність процесу горіння, не потрібне паливо;
- Просте обслуговування і низькі витрати на обслуговування;
- Хороша експлуатаційна надійність і стабільність;
- Як ключовий компонент, сонячні елементи мають тривалий термін служби, а термін служби кристалічних кремнієвих сонячних елементів може досягати більше 25 років;
Виробництво електроенергії можна легко збільшити за потреби.
Широко використовуються фотоелектричні системи. Основні форми застосування фотоелектричних систем можна розділити на дві категорії: незалежні системи виробництва електроенергії та підключені до мережі системи виробництва електроенергії. Основні галузі застосування в основному в космічних літаках, системах зв'язку, мікрохвильових релейних станціях, диференціальних вертушках телевізорів, фотоелектричних водяних насосах і побутовому електроживленні в районах без електрики. З розвитком технологій і потребами сталого розвитку світової економіки розвинені країни почали планомірно просувати міське фотоелектричне виробництво, підключене до електромережі, головним чином будуючи побутові фотоелектричні системи виробництва електроенергії на даху та централізовані великомасштабні потужності на рівні МВт. системи виробництва електроенергії, підключені до мережі. У той же час, в Застосування сонячних фотоелектричних систем активно просувається в транспорті та міському освітленні.
Фотоелектричні системи мають різні масштаби та форми застосування. Наприклад, масштаб системи охоплює широкий діапазон від 0.3 до 2 Вт сонячних фотоелектричних електростанцій на рівні МВт, таких як побутове обладнання для виробництва електроенергії на даху потужністю 3,75 кВт/п і проект Dunhuang 10 МВт. Його форми застосування також різноманітні і можуть широко використовуватися в багатьох галузях, таких як побут, транспорт, зв’язок і космос. Хоча фотоелектричні системи відрізняються за розміром, їх склад і принципи роботи в основному однакові. Малюнок 4-1 є схематичною діаграмою типової фотоелектричної системи, що живить навантаження постійного струму. Він містить кілька основних компонентів фотоелектричної системи:
Матриця фотоелектричних модулів: складається з елементів сонячних елементів (також званих модулями фотоелектричних елементів), з’єднаних послідовно та паралельно відповідно до системних вимог. Він перетворює сонячну енергію в електричну, вироблену під сонячним світлом. Це основний компонент сонячної фотоелектричної системи.
Акумулятор: зберігає електричну енергію, вироблену компонентами сонячних батарей. Коли освітлення недостатньо або вночі, або потреба в навантаженні перевищує потужність, вироблену компонентами сонячної батареї, накопичена електрична енергія вивільняється для задоволення потреб енергії навантаження. Це акумуляторна батарея сонячної фотоелектричної системи. функціональні частини. В даний час свинцево-кислотні батареї зазвичай використовуються в сонячних фотоелектричних системах. Для систем з підвищеними вимогами зазвичай використовуються герметичні свинцево-кислотні батареї глибокого розряду з клапанним регулюванням, свинцево-кислотні батареї глибокого розряду, що поглинають рідину, тощо.
Контролер: він визначає та контролює умови заряджання та розряджання батареї, а також контролює вихідну потужність компонентів сонячної батареї та батареї на навантаження відповідно до потужності навантаження. Це основна керуюча частина всієї системи. З розвитком сонячної фотоелектричної промисловості функції контролерів стають все більш потужними, і існує тенденція до інтеграції традиційної частини керування, інвертора та системи моніторингу. Наприклад, контролери серії SPP і SMD компанії AES інтегрують три вищевказані функції.
Інвертор: у сонячній фотоелектричній системі живлення, якщо є навантаження змінного струму, необхідно використовувати інверторний пристрій для перетворення електроенергії постійного струму, що генерується компонентами сонячної батареї, або потужності постійного струму, що виділяється акумулятором, у потужність змінного струму, необхідну для навантаження.
Основний принцип роботи сонячної фотоелектричної системи живлення полягає в тому, щоб заряджати батарею електричною енергією, виробленою компонентами сонячної батареї під дією сонячного випромінювання, або безпосередньо подавати електроенергію до навантаження, коли вимога навантаження задовольняється. Якщо сонячного світла недостатньо або вночі, акумулятор живить навантаження постійного струму під керуванням контролера. Для фотоелектричних систем, що містять навантаження змінного струму, потрібно додати інвертор для перетворення потужності постійного струму в потужність змінного струму. Застосування фотоелектричної системи має багато форм, але основні принципи залишаються незмінними. Для інших типів фотоелектричних систем лише механізм керування та компоненти системи відрізняються відповідно до реальних потреб. Нижче будуть докладно описані різні типи фотоелектричних систем.