Sestava in princip delovanja fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo električne energije

Fotonapetostni sistem za proizvodnjo električne energije je uporaba fotovoltaičnega učinka, sončne energije v sistem za proizvodnjo električne energije, ki ga je mogoče razdeliti na neodvisen fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije, fotonapetostni sistem za proizvodnjo električne energije, povezan z omrežjem, in porazdeljeni fotovoltaični sistem za proizvodnjo električne energije. Naslednje besede vam bodo dale kratek uvod v sestavo in princip delovanja fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo električne energije in tiste:
1. Fotovoltaični moduli
Fotovoltaični moduli so osrednji del celotnega sistema za proizvodnjo električne energije, ki je sestavljen iz plošč fotovoltaičnih modulov ali fotonapetostnih modulov različnih specifikacij, razrezanih z laserskimi rezalnimi stroji ali stroji za rezanje jeklene žice. Ker sta tok in napetost posamezne fotonapetostne celice zelo majhna, je treba najprej zaporedno pridobiti visoko napetost, nato vzporedno pridobiti visok tok, izhod skozi polno cev (da se prepreči povratni vnos toka) in nato zapakirati okvir iz nerjavečega jekla, aluminija ali drugega nekovinskega okvirja, namestite steklo zgoraj in hrbtno ploščo na zadnjo stran, napolnite z dušikom in zaprite. Fotovoltaični moduli so združeni zaporedno in vzporedno, da tvorijo niz fotonapetostnih modulov, znan tudi kot fotovoltaični niz.
Načelo delovanja: sonce sije na polprevodniški PN-spoj, pri čemer se tvori nov par luknja-elektron, pod delovanjem električnega polja PN-stika luknja teče iz območja p v območje n, elektron teče iz področja n v območje p, tok pa nastane po vklopu vezja. Njegova vloga je pretvarjanje sončne energije v električno energijo in pošiljanje v baterijo za shranjevanje ali spodbujanje obremenitve.
Vrsta komponente:
① monokristalni silicij: stopnja fotoelektrične pretvorbe ≈ 18 %, vse do 24 %, je najvišja stopnja pretvorbe vseh fotonapetostnih modulov, na splošno z uporabo kaljenega stekla in nepremočljive smolne embalaže, vzdržljive, življenjska doba lahko na splošno doseže 25 let.
② polisilicij: stopnja fotoelektrične pretvorbe ≈ 14 % in proizvodni proces monokristalnega silicija je podoben, razlika med polisilicijem je, da je stopnja fotoelektrične pretvorbe nižja, cena je nižja, življenjska doba je krajša, vendar je polisilicijski material preprost proizvodnja, prihranek porabe energije, nizki proizvodni stroški, zato je bil močno razvit.
③ Amorfni silicij: stopnja fotoelektrične pretvorbe ≈ 10%, metoda proizvodnje monokristalnega silicija in polisilicija je popolnoma drugačna, je tankoplastna sončna celica, postopek je zelo poenostavljen, poraba materiala silicija je zelo majhna, manjša poraba energije, njegova glavna prednost v slabih svetlobnih pogojih lahko proizvaja tudi elektriko.
2, krmilnik (uporaba sistema zunaj omrežja)
Fotovoltaični krmilnik je avtomatska krmilna naprava, ki lahko samodejno prepreči prekomerno polnjenje in praznjenje baterije. Z uporabo hitrega mikroprocesorja CPE in visoko natančnega A/D analogno-digitalnega pretvornika je to mikroračunalniški sistem za zajemanje podatkov in spremljanje nadzora, ki lahko hitro in v realnem času zbere trenutno delovno stanje fotovoltaičnega sistema, pridobi delovne informacije o fotonapetostni postaji kadar koli in podrobno zbiranje zgodovinskih podatkov o fotonapetostni postaji. Zagotavlja natančno in zadostno osnovo za oceno racionalnosti zasnove PV sistema in testiranje zanesljivosti kakovosti sistemskih komponent. Ima tudi serijsko komunikacijsko funkcijo prenosa podatkov, ki lahko centralno upravlja in daljinsko nadzira več podpostaj PV sistema.
3. Pretvornik
Inverter je naprava, ki pretvarja enosmerni tok, ustvarjen s fotonapetostno proizvodnjo energije, v izmenični tok, fotonapetostni inverter je ena od pomembnih sistemskih bilanc v sistemu fotovoltaičnih nizov in se lahko uporablja s splošno opremo za napajanje z izmeničnim tokom. Solarni pretvorniki imajo posebne funkcije s fotonapetostnimi nizi, kot sta sledenje točk visoke moči in zaščita pred otočki.
Solarne razsmernike lahko razdelimo v naslednje tri kategorije:
① Neodvisni pretvornik: če se uporablja v neodvisnem sistemu, fotovoltaični niz polni baterijo, pretvornik pa kot vir energije vzame enosmerno napetost baterije. Veliko posameznih pretvornikov ima tudi vgrajene polnilnike baterij, ki lahko polnijo baterijo z izmeničnim tokom. Na splošno takšni pretvorniki ne pridejo v stik z električnim omrežjem in zato ne potrebujejo otočnih zaščitnih funkcij.
② Pretvornik, povezan z omrežjem: izhodno napetost pretvornika je mogoče poslati nazaj v komercialno napajanje izmeničnega toka, zato mora biti izhodni strunski val enak fazi, frekvenci in napetosti napajalnika. Omrežni pretvornik bo imel varnostno zasnovo, ki samodejno izklopi izhod, če ni priključen na napajanje. Če omrežno napajanje preskoči, omrežni pretvornik nima funkcije napajanja.
(3) Baterijski pretvornik v stanju pripravljenosti: poseben pretvornik, ki ga napaja baterija, s polnilnikom baterij za polnjenje baterije, če je energije preveč, bo ponovno napolnjen na koncu izmeničnega toka. Ta pretvornik lahko zagotovi izmenični tok za določeno obremenitev, ko je omrežno napajanje izklopljeno, zato mora imeti funkcijo otočne zaščite.
4, baterija (ni potrebna za sistem, povezan z omrežjem)
Baterija je naprava za shranjevanje električne energije v fotovoltaičnem sistemu za proizvodnjo električne energije. Trenutno obstajajo štiri vrste svinčeno-kislinskih baterij brez vzdrževanja, navadne svinčeno-kislinske baterije, koloidne baterije in alkalne nikelj-kadmijeve baterije ter svinčeno-kislinske baterije brez vzdrževanja in koloidne baterije, ki se pogosto uporabljajo.
Načelo delovanja: Čez dan sonce sije na fotonapetostni modul, ustvari enosmerno napetost, pretvori svetlobno energijo v električno in jo nato odda krmilniku, po zaščiti pred prenapolnjenostjo krmilnika se električna energija iz fotonapetostnega modula prenaša na baterijo za shranjevanje, za uporabo, ko je to potrebno.