1. Състав и принцип на слънчева фотоволтаична система
Слънчевата фотоволтаична система се състои от следните три части: компоненти на слънчеви клетки; Контролери за зареждане и разреждане, инвертори, тестови инструменти и компютърно наблюдение и друго захранващо електронно оборудване; и батерии или друго оборудване за съхранение на енергия и спомагателно производство на енергия.
Слънчевите фотоволтаични системи имат следните характеристики:
- Без въртящи се части, без шум;
- Без замърсяване на въздуха и без заустване на отпадъчни води;
- Няма процес на горене, не е необходимо гориво;
- Лесна поддръжка и ниски разходи за поддръжка;
- Добра експлоатационна надеждност и стабилност;
- Като ключов компонент слънчевите клетки имат дълъг експлоатационен живот, а животът на слънчевите клетки от кристален силиций може да достигне повече от 25 години;
Генерирането на електроенергия може лесно да бъде увеличено според нуждите.
Фотоволтаичните системи са широко използвани. Основните форми на приложения на фотоволтаични системи могат да бъдат разделени на две категории: независими системи за производство на електроенергия и системи за производство на електроенергия, свързани към мрежата. Основните области на приложение са главно в космически самолети, комуникационни системи, микровълнови релейни станции, телевизионни диференциални грамофони, фотоволтаични водни помпи и домакинско захранване в райони без електричество. С развитието на технологиите и нуждите на устойчивото развитие на световната икономика, развитите страни започнаха да насърчават градското фотоволтаично производство на електроенергия, свързано с мрежата, по планиран начин, главно изграждане на покривни фотоволтаични системи за производство на електроенергия в домакинствата и централизирани големи мащаби на ниво MW свързани към мрежата системи за производство на електроенергия. В същото време, в Приложението на слънчеви фотоволтаични системи беше енергично насърчавано в транспорта и градското осветление.
Фотоволтаичните системи имат различни мащаби и форми на приложение. Например мащабът на системата обхваща широк диапазон, вариращ от 0.3 до 2 W слънчеви градински светлини до слънчеви фотоволтаични електроцентрали на ниво MW, като оборудване за производство на електроенергия на покрива на домакинствата с 3,75kWp и проектът Dunhuang 10MW. Формите му за приложение също са разнообразни и могат да бъдат широко използвани в много области като домакинство, транспорт, комуникации и космически приложения. Въпреки че фотоволтаичните системи се различават по размер, техният състав и принцип на работа са в общи линии еднакви. Фигура 4-1 е схематична диаграма на типична фотоволтаична система, захранваща DC товари. Съдържа няколко основни компонента във фотоволтаичната система:
Решетка от фотоволтаични модули: Състои се от елементи на слънчеви клетки (наричани също фотоволтаични клетъчни модули), свързани последователно и паралелно според изискванията на системата. Той преобразува слънчевата енергия в произведена електрическа енергия под слънчева светлина. Това е основният компонент на слънчевата фотоволтаична система.
Батерия: съхранява електрическата енергия, генерирана от компонентите на слънчевите клетки. Когато светлината е недостатъчна или през нощта, или търсенето на товара е по-голямо от мощността, генерирана от компонентите на слънчевата клетка, съхранената електрическа енергия се освобождава, за да отговори на енергийното търсене на товара. Това е акумулаторната батерия на слънчевата фотоволтаична система. функционални части. В момента оловно-киселинните батерии обикновено се използват в слънчеви фотоволтаични системи. За системи с по-високи изисквания обикновено се използват херметизирани оловно-киселинни батерии с дълбоко разреждане, абсорбиращи течности и др.
Контролер: Той определя и контролира условията за зареждане и разреждане на батерията и контролира изходната мощност на компонентите на слънчевата клетка и батерията към товара в съответствие с потреблението на мощност на товара. Това е основната контролна част на цялата система. С развитието на соларната фотоволтаична индустрия функциите на контролерите стават все по-мощни и има тенденция за интегриране на традиционната част за управление, инвертор и система за мониторинг. Например контролерите от серията SPP и SMD на AES интегрират горните три функции.
Инвертор: В слънчевата фотоволтаична захранваща система, ако има променливотоково натоварване, трябва да се използва инверторно устройство за преобразуване на постоянния ток, генериран от компонентите на слънчевата клетка, или на постоянния ток, освободен от батерията, в променливотоковия ток, изискван от натоварване.
Основният принцип на работа на слънчевата фотоволтаична захранваща система е да зарежда батерията с електрическата енергия, генерирана от компонентите на слънчевата клетка под слънчевата радиация, или директно да захранва товара, когато търсенето на товара е изпълнено. Ако слънчевото греене е недостатъчно или през нощта Батерията захранва DC товара под контрола на контролера. За фотоволтаични системи, съдържащи променливотокови товари, трябва да се добави инвертор за преобразуване на постоянен ток в променлив ток. Приложенията на фотоволтаичните системи се предлагат в много форми, но основните принципи остават същите. За други видове фотоволтаични системи само контролният механизъм и компонентите на системата се различават според действителните нужди. Различните видове фотоволтаични системи ще бъдат описани подробно по-долу.