1. Složení a princip solárního fotovoltaického systému
Solární fotovoltaický systém se skládá z následujících tří částí: komponenty solárních článků; regulátory nabíjení a vybíjení, invertory, testovací přístroje a počítačové monitorování a další výkonová elektronická zařízení; a baterie nebo jiná zařízení pro skladování energie a pomocná zařízení pro výrobu energie.
Solární fotovoltaické systémy mají následující vlastnosti:
- Žádné rotující části, žádný hluk;
- Žádné znečištění ovzduší a žádné vypouštění odpadních vod;
- Žádný spalovací proces, není potřeba žádné palivo;
- Jednoduchá údržba a nízké náklady na údržbu;
- Dobrá provozní spolehlivost a stabilita;
- Jako klíčová součást mají solární články dlouhou životnost a životnost solárních článků z krystalického křemíku může dosáhnout více než 25 let;
Výrobu energie lze snadno zvýšit podle potřeby.
Fotovoltaické systémy jsou široce používány. Základní formy aplikací fotovoltaických systémů lze rozdělit do dvou kategorií: nezávislé systémy výroby elektřiny a systémy výroby elektřiny připojené k síti. Hlavní aplikační oblasti jsou zejména v kosmických letadlech, komunikačních systémech, mikrovlnných reléových stanicích, TV diferenciálních gramofonech, fotovoltaických vodních čerpadlech a napájení domácností v oblastech bez elektřiny. S rozvojem technologií a potřebami udržitelného rozvoje světové ekonomiky začaly rozvinuté země plánovitě podporovat městskou fotovoltaickou výrobu elektřiny připojenou k síti, zejména budováním střešních fotovoltaických systémů pro výrobu elektřiny v domácnostech a centralizovaných velkorozměrových systémů na úrovni MW systémy pro výrobu elektřiny připojené k síti. Současně se v roce Využití solárních fotovoltaických systémů intenzivně prosazovalo v dopravě a městském osvětlení.
Fotovoltaické systémy mají různá měřítka a aplikační formy. Rozsah systému například pokrývá širokou škálu od 0,3 do 2W solárních zahradních svítidel až po solární fotovoltaické elektrárny na úrovni MW, jako je zařízení na výrobu elektřiny na střeše domácností o výkonu 3,75 kWp a projekt Dunhuang 10 MW. Jeho aplikační formy jsou také rozmanité a mohou být široce používány v mnoha oblastech, jako je domácnost, doprava, komunikace a vesmírné aplikace. Přestože se fotovoltaické systémy liší velikostí, jejich složení a principy fungování jsou v zásadě stejné. Obrázek 4-1 je schematický diagram typického fotovoltaického systému napájejícího stejnosměrné zátěže. Obsahuje několik hlavních součástí fotovoltaického systému:
Pole fotovoltaických modulů: Skládá se z prvků solárních článků (také nazývaných moduly fotovoltaických článků) zapojených sériově a paralelně podle systémových požadavků. Při slunečním záření přeměňuje sluneční energii na elektrickou energii. Je základní součástí solárního fotovoltaického systému.
Baterie: Uchovává elektrickou energii generovanou součástmi solárních článků. Když je světlo nedostatečné nebo v noci, nebo je požadavek na zátěž větší než výkon generovaný součástmi solárních článků, uvolňuje se uložená elektrická energie, aby pokryla energetickou potřebu zátěže. Jedná se o akumulátor solárního fotovoltaického systému. funkční díly. V současné době se v solárních fotovoltaických systémech běžně používají olověné baterie. Pro systémy s vyššími požadavky se obvykle používají zatavené olověné akumulátory s hlubokým vybíjením ventilem regulované, olověné akumulátory s hlubokým vybíjením kapaliny atd.
Ovladač: Stanovuje a řídí podmínky nabíjení a vybíjení baterie a řídí výstupní výkon součástí solárních článků a baterie do zátěže podle potřeby zátěže. Je to hlavní řídicí část celého systému. S rozvojem solárního fotovoltaického průmyslu jsou funkce regulátorů stále výkonnější a je trendem integrovat tradiční řídicí část, střídač a monitorovací systém. Například řídicí jednotky řady SPP a SMD společnosti AES integrují výše uvedené tři funkce.
Střídač: V solárním fotovoltaickém napájecím systému, pokud existuje střídavá zátěž, je třeba použít invertorové zařízení k přeměně stejnosměrné energie generované součástmi solárních článků nebo stejnosměrné energie uvolněné baterií na střídavý výkon požadovaný zatížení.
Základním pracovním principem solárního fotovoltaického napájecího systému je nabíjet baterii elektrickou energií generovanou součástmi solárních článků pod slunečním zářením nebo přímo dodávat energii do zátěže, když je splněna poptávka po zátěži. Při nedostatečném slunečním svitu nebo v noci Baterie napájí stejnosměrnou zátěž pod kontrolou regulátoru. U fotovoltaických systémů obsahujících střídavé zátěže je třeba přidat střídač, který přemění stejnosměrný proud na střídavý proud. Aplikace fotovoltaických systémů mají mnoho podob, ale základní principy zůstávají stejné. U ostatních typů fotovoltaických systémů se liší pouze ovládací mechanismus a systémové komponenty podle skutečných potřeb. Níže budou podrobně popsány různé typy fotovoltaických systémů.