Govoreći o sastavu fotonaponskog sustava proizvodnje električne energije izvan mreže
Off-grid fotonaponski sustavi za proizvodnju energije uglavnom se sastoje od solarnih fotonaponskih uređaja za proizvodnju energije, uređaja za pohranu energije, kontrolera i pretvarača. U nastavku je dat kratak uvod u svaki dio.
Solarni fotonaponski uređaj za proizvodnju energije
Može se sastojati od monokristalnog silicija ili polikristalnog silicija ili fotonaponskih uređaja od amorfnog silicija. Skupina solarnih ćelija pakiranih staklom i posebnim materijalima naziva se modul solarnih ćelija; više modula solarnih ćelija spojeno je u niz solarnih ćelija. Vrsta i sastav solarnih ćelija odabiru se prema snazi koju sustav zahtijeva, okolišu korištenja i cijeni.
Uređaj za pohranu energije
Budući da na proizvodnju fotonaponske energije izravno utječu vremenski uvjeti, ona je isprekidana i nestabilna. Kako bi se održao određeni kontinuirani kapacitet napajanja sustava, mora se predvidjeti uređaj za pohranu energije koji će pohraniti dio električne energije i osigurati električnu energiju kada nema sunčeve svjetlosti. Trenutni fotonaponski sustav proizvodnje energije uglavnom koristi baterije za pohranu energije.
Uobičajeno korištene baterije uključuju olovno-kiselinske baterije, nikal-kadmijeve baterije i litij-ionske baterije.
Olovno-kiselinska baterija: napon jedne baterije je 2 volta, vijek trajanja je 500-1500 puta
Nikl-kadmij baterija: napon jedne baterije 1,0-1,3 volta, vijek trajanja 2500 puta
Litij-ionska baterija (napon jedne ćelije 3,7V), vijek trajanja 1000-10000 puta
Nikl-kadmijeve i litij-ionske baterije su skupe, ali imaju veliki kapacitet po jedinici volumena i uglavnom se koriste u aplikacijama koje zahtijevaju malu veličinu i veliki kapacitet, kao što su digitalni proizvodi kao što su mobilni telefoni, kamere i prijenosna računala. Općenito, fotonaponski sustavi izvan mreže uglavnom koriste zatvorene olovne baterije. Cijena olovnog akumulatora je vrlo jeftina, a zatvorena olovna baterija je zapečaćena i ne zahtijeva održavanje, te je vrlo praktična za korištenje.
Najvažniji parametri baterije su napon, kapacitet i vijek trajanja. Jedinica napona je volt (V), jedinica kapaciteta je amper sat (Ah), a vijek trajanja je broj punjenja i pražnjenja.
Kontrolor
Baterija ima određene zahtjeve za punjenje i pražnjenje. Često prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje će smanjiti vijek trajanja. Baterija se mora kontrolirati za punjenje i pražnjenje, što je primarna funkcija kontrolera. Odaberite radnu točku maksimalne snage solarne baterije u skladu s električnom energijom korisnika' punjenjem i pražnjenjem baterije i svjetlosnim uvjetima solarne baterije' i koordinirajte struju punjenja i struje. Kontroler također treba otkriti, zaštititi i prikazati podatke na sustavu. Pretvorba napona i struje regulatora' uglavnom prihvaća DC-DC pretvorbeni krug. Za princip DC-DC pretvorbe, pogledajte odjeljak"Princip DC-DC pretvarača".
Inverter
Oprema koja pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu uglavnom koristi SPWM inverterske sklopove s punim mostom za generiranje sinusne izmjenične struje. Za princip SPWM pretvarača, pogledajte odjeljak"Princip SPWM pretvarača".
Električno opterećenje
Električna oprema koja koristi istosmjernu ili izmjeničnu struju.
Jednostavni solarni fotonaponski uređaji za proizvodnju energije nemaju pretvarače i izlaze samo istosmjernom strujom. Neki od njih mogu proizvesti nekoliko različitih istosmjernih napona. Sastav je prikazan na slici 2. Regulator prima izlaznu istosmjernu snagu sa solarne ploče i kontrolira struju punjenja ili pražnjenja baterije. Jednostavan kontroler izravno vodi bateriju do izlaznog terminala, a izlazni napon sustava jednak je naponu baterije. Neki kontroleri imaju DC pretvorbene krugove, koji mogu proizvesti nekoliko različitih istosmjernih napona, kao što su 5V, 9V, 12V, itd., koji su prikladni za različite električne uređaje. Izlazna snaga ove vrste sustava je općenito mala, a prijenosna struktura je uglavnom usvojena.
