صحبت در مورد ترکیب سیستم تولید برق فتوولتائیک خارج از شبکه
سیستم های تولید برق فتوولتائیک خارج از شبکه عمدتاً از دستگاه های تولید برق فتوولتائیک خورشیدی، دستگاه های ذخیره انرژی، کنترل کننده ها و اینورترها تشکیل شده اند. در زیر معرفی مختصری از هر بخش آورده شده است.
دستگاه تولید برق فتوولتائیک خورشیدی
این می تواند از سیلیکون تک کریستال یا سیلیکون پلی کریستالی یا دستگاه های فتوولتائیک سیلیکون آمورف تشکیل شده باشد. به گروهی از سلول های خورشیدی بسته بندی شده با شیشه و مواد خاص، ماژول سلول خورشیدی گفته می شود. چندین ماژول سلول خورشیدی به هم متصل شده اند تا یک آرایه سلول خورشیدی را تشکیل دهند. نوع و ترکیب سلول های خورشیدی با توجه به توان مورد نیاز سیستم، محیط استفاده و هزینه انتخاب می شود.
دستگاه ذخیره انرژی
از آنجایی که تولید برق فتوولتائیک مستقیماً تحت تأثیر شرایط آب و هوایی است، متناوب و ناپایدار است. به منظور حفظ ظرفیت منبع تغذیه مداوم سیستم، باید یک دستگاه ذخیره انرژی برای ذخیره بخشی از انرژی الکتریکی و تامین انرژی الکتریکی در مواقعی که نور خورشید وجود ندارد، تهیه شود. سیستم تولید برق فعلی فتوولتائیک عمدتاً از باتری ها برای ذخیره انرژی استفاده می کند.
باتری های رایج مورد استفاده عبارتند از باتری های سرب اسید، باتری های نیکل-کادمیم و باتری های لیتیوم یون.
باتری سرب اسید: ولتاژ یک باتری 2 ولت است، عمر چرخه 500-1500 بار است.
باتری نیکل کادمیوم: ولتاژ یک باتری 1.0-1.3 ولت، عمر چرخه 2500 بار
باتری لیتیوم یون (ولتاژ تک سلولی 3.7 ولت)، عمر چرخه 1000-10000 بار
باتریهای نیکل کادمیوم و باتریهای لیتیوم یون گران هستند، اما ظرفیت زیادی در واحد حجم دارند و بیشتر در کاربردهایی که نیاز به اندازه کوچک و ظرفیت بزرگ دارند، مانند محصولات دیجیتال مانند تلفنهای همراه، دوربینها و رایانههای قابل حمل استفاده میشوند. به طور کلی، سیستم های فتوولتائیک خارج از شبکه عمدتاً از باتری های سرب اسیدی مهر و موم شده استفاده می کنند. قیمت باتری سرب اسیدی بسیار ارزان است و باتری سرب اسیدی سیلد مهر و موم شده و بدون تعمیر و نگهداری است و استفاده از آن بسیار راحت است.
مهمترین پارامترهای باتری عبارتند از ولتاژ، ظرفیت و عمر چرخه. واحد ولتاژ ولت (V)، واحد ظرفیت آمپر ساعت (Ah) و عمر چرخه تعداد شارژ و دشارژ است.
کنترل کننده
باتری الزامات خاصی برای شارژ و دشارژ دارد. شارژ بیش از حد مکرر و تخلیه بیش از حد باعث کاهش طول عمر می شود. باتری باید برای شارژ و دشارژ کنترل شود که وظیفه اصلی کنترلر است. حداکثر نقطه کارکرد باتری خورشیدی را با توجه به برق کاربر'؛ شارژ و دشارژ باتری و شرایط نور باتری خورشیدی' انتخاب کنید و شارژ و جریان برق را هماهنگ کنید. کنترل کننده همچنین نیاز به شناسایی، محافظت و نمایش داده ها در سیستم دارد. تبدیل ولتاژ و جریان کنترلر' عمدتاً از مدار تبدیل DC-DC استفاده می کند. برای اصل تبدیل DC-DC، به بخش"اصل مبدل DC-DC" مراجعه کنید.
معکوس کننده
تجهیزاتی که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل میکنند، عمدتاً از مدارهای اینورتر پل کامل SPWM برای تولید جریان متناوب موج سینوسی استفاده میکنند. برای اصل اینورتر SPWM، به بخش"اصول اینورتر SPWM" مراجعه کنید.
بار الکتریکی
تجهیزات الکتریکی که از برق DC یا AC استفاده می کنند.
دستگاه های تولید برق فتوولتائیک خورشیدی ساده فاقد اینورتر هستند و فقط جریان مستقیم خروجی دارند. برخی از آنها می توانند چندین ولتاژ جریان مستقیم مختلف را تولید کنند. ترکیب در شکل 2 نشان داده شده است. کنترل کننده خروجی برق DC را از پنل خورشیدی دریافت می کند و جریان شارژ یا تخلیه باتری را کنترل می کند. یک کنترل کننده ساده مستقیماً باتری را به ترمینال خروجی هدایت می کند و ولتاژ خروجی سیستم برابر با ولتاژ باتری است. برخی از کنترلرها دارای مدارهای تبدیل DC هستند که می توانند چندین ولتاژ DC مختلف مانند 5 ولت، 9 ولت، 12 ولت و غیره را خروجی دهند که برای وسایل برقی مختلف مناسب هستند. توان خروجی این نوع سیستم به طور کلی کوچک است و ساختار قابل حمل بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
