1. Састав и принцип соларног фотонапонског система
Соларни фотонапонски систем се састоји од следећа три дела: компоненте соларне ћелије; контролори пуњења и пражњења, претварачи, инструменти за испитивање и компјутерски надзор и друга енергетска електронска опрема; и батерије или другу опрему за складиштење енергије и помоћну опрему за производњу енергије.
Соларни фотонапонски системи имају следеће карактеристике:
- Нема ротирајућих делова, нема буке;
- Нема загађења ваздуха и испуштања отпадних вода;
- Нема процеса сагоревања, није потребно гориво;
- Једноставно одржавање и ниски трошкови одржавања;
- Добра оперативна поузданост и стабилност;
- Као кључна компонента, соларне ћелије имају дуг радни век, а живот соларних ћелија кристалног силицијума може да достигне више од 25 година;
Производња енергије се лако може повећати по потреби.
Фотонапонски системи се широко користе. Основни облици примене фотонапонских система могу се поделити у две категорије: независни системи за производњу електричне енергије и системи за производњу електричне енергије повезани на мрежу. Главна поља примене су углавном у свемирским авионима, комуникационим системима, микроталасним релејним станицама, ТВ диференцијалним грамофонима, фотонапонским пумпама за воду и снабдевању електричном енергијом у домаћинствима у областима без струје. Са развојем технологије и потребама одрживог развоја светске привреде, развијене земље су почеле да промовишу урбану фотонапонску производњу електричне енергије повезану са мрежом на плански начин, углавном градећи кровне фотонапонске системе за производњу електричне енергије у домаћинствима и централизоване велике системе за производњу електричне енергије на нивоу МВ. системи за производњу електричне енергије повезани на мрежу. У исто време, примена соларних фотонапонских система је снажно промовисана у транспорту и урбаном осветљењу.
Фотонапонски системи имају различите размере и облике примене. На пример, системска скала обухвата широк опсег, у распону од 0.3 до 2В соларних баштенских светиљки до соларних фотонапонских електрана на нивоу МВ, као што је опрема за производњу електричне енергије на крову домаћинства од 3,75кВп и пројекат Дунхуанг 10МВ. Његови облици апликације су такође разноврсни и могу се широко користити у многим областима као што су домаћинство, транспорт, комуникације и свемирске апликације. Иако се фотонапонски системи разликују по величини, њихов састав и принципи рада су у основи исти. Слика 4-1 је шематски дијаграм типичног фотонапонског система који напаја једносмерна оптерећења. Садржи неколико главних компоненти у фотонапонском систему:
Низ фотонапонских модула: Састоји се од елемената соларних ћелија (који се такође називају модули фотонапонских ћелија) повезаних серијски и паралелно у складу са захтевима система. Конвертује сунчеву енергију у електричну енергију која излази под сунчевом светлошћу. То је основна компонента соларног фотонапонског система.
Батерија: складишти електричну енергију коју производе компоненте соларне ћелије. Када је светлост недовољно или ноћу, или је потражња за оптерећењем већа од снаге коју генеришу компоненте соларне ћелије, ускладиштена електрична енергија се ослобађа да би се задовољила потреба за енергијом оптерећења. То је батерија за складиштење соларног фотонапонског система. функционални делови. Тренутно се оловно-киселинске батерије обично користе у соларним фотонапонским системима. За системе са вишим захтевима обично се користе затворене оловно-киселинске батерије са регулисаним вентилом са дубоким пражњењем, оловно-киселинске батерије са дубоким пражњењем које апсорбују течност итд.
Контролор: Он одређује и контролише услове пуњења и пражњења батерије, и контролише излазну снагу компоненти соларне ћелије и батерије према оптерећењу у складу са захтевом за струју оптерећења. То је главни контролни део читавог система. Са развојем соларне фотонапонске индустрије, функције контролера постају све моћније, а постоји и тренд интеграције традиционалног управљачког дела, инвертера и система за праћење. На пример, АЕС-ови СПП и СМД контролери серије интегришу горе наведене три функције.
Инвертер: У соларном фотонапонском систему напајања, ако постоји оптерећење наизменичном струјом, онда се уређај са инвертером мора користити за претварање једносмерне енергије коју генеришу компоненте соларне ћелије или једносмерне струје коју ослобађа батерија у наизменичну снагу коју захтева оптерећење.
Основни принцип рада соларног фотонапонског система напајања је пуњење батерије електричном енергијом коју производе компоненте соларне ћелије под сунчевим зрачењем, или директно снабдевање електричном енергијом када је захтев оптерећења испуњен. Ако је сунчева светлост недовољно или ноћу Батерија напаја ДЦ оптерећење под контролом контролера. За фотонапонске системе који садрже оптерећење наизменичном струјом, потребно је додати инвертер за претварање једносмерне струје у наизменичну струју. Примене фотонапонских система долазе у многим облицима, али основни принципи остају исти. За друге типове фотонапонских система, само управљачки механизам и компоненте система разликују се према стварним потребама. У наставку ће бити детаљно описани различити типови фотонапонских система.