Fotovoltaik sistem

Fotovoltaik sistemler genel olarak bağımsız sistemler, şebekeye bağlı sistemler ve hibrit sistemler olarak ayrılır. Uygulama biçimine, uygulama ölçeğine ve güneş fotovoltaik sisteminin yük türüne göre altı türe ayrılabilir.

sistem tanıtımı

Güneş fotovoltaik sisteminin başvuru formuna, uygulama ölçeğine ve yük türüne göre, fotovoltaik güç tedarik sistemi daha ayrıntılı olarak bölünmelidir. Fotovoltaik sistemler ayrıca aşağıdaki altı türe ayrılabilir: küçük güneş güç tedarik sistemi (Küçük DC); basit DC sistemi (Basit DC); büyük güneş güç tedarik sistemi (Büyük DC); AC ve DC güç tedarik sistemi (AC/DC); Şebekeye bağlı sistem (Utility Grid Connect); hibrit güç tedarik sistemi (Hibrit); şebekeye bağlı hibrit sistem. Her sistemin çalışma prensibi ve özellikleri aşağıda açıklanmıştır.

güç kaynağı sistemi

Küçük güneş enerjisi tedarik sisteminin özellikleri, sistemde yalnızca bir DC yükü olması ve yük gücünün nispeten küçük olması, tüm sistemin basit bir yapıya sahip olması ve çalıştırılmasının kolay olmasıdır. Başlıca kullanımları genel ev sistemleri, çeşitli sivil DC ürünleri ve ilgili eğlence ekipmanlarıdır. Örneğin, ülkemin batı bölgesinde, bu tür fotovoltaik sistem yaygın olarak kullanılmıştır ve yük, elektrik olmayan bölgelerde ev aydınlatması sorununu çözmek için kullanılan DC lambadır.

DC sistemi

Bu sistemin özelliği, sistemdeki yükün DC yükü olması ve yükün kullanım süresi için özel bir gereklilik olmamasıdır. Yük çoğunlukla gün içinde kullanıldığından sistemde akü kullanılmaz ve kontrolör gerekmez. Sistem basit bir yapıya sahiptir ve doğrudan kullanılabilir. Fotovoltaik modül yüke güç sağlar, aküde enerjinin depolanması ve serbest bırakılması sürecini ve kontrolördeki enerji kaybını ortadan kaldırır ve enerji kullanım verimliliğini artırır. Genellikle PV su pompası sistemlerinde, gündüzleri bazı geçici ekipman gücünde ve bazı turistik tesislerde kullanılır. Şekil 1 basit bir DC PV pompa sistemini göstermektedir. Bu sistem, içme suyu olarak saf musluk suyu bulunmayan gelişmekte olan ülkelerde yaygın olarak kullanılmış ve iyi sosyal faydalar sağlamıştır.

Büyük ölçekli güneş enerjisi sistemi

Yukarıdaki iki fotovoltaik sistemle karşılaştırıldığında, büyük ölçekli güneş enerjili fotovoltaik sistem hala DC güç sistemi için uygundur, ancak bu tür güneş fotovoltaik sistemi genellikle büyük bir yük gücüne sahiptir. Yüke istikrarlı bir güç kaynağı sağlamak için, karşılık gelen Sistemin ölçeği de büyüktür ve daha büyük bir fotovoltaik modül dizisi ve daha büyük bir pil takımı ile donatılması gerekir. Yaygın uygulama biçimleri arasında iletişim, telemetri, izleme ekipmanı güç kaynağı, kırsal alanlarda merkezi güç kaynağı, işaret fenerleri, sokak lambaları vb. bulunur. Bu biçim, ülkemin batısındaki elektriksiz bazı bölgelere inşa edilen bazı kırsal fotovoltaik güç istasyonlarında kullanılır ve China Mobile ve China Unicom tarafından elektrik şebekesi olmayan uzak bölgelerde inşa edilen iletişim baz istasyonları da güç kaynağı için bu fotovoltaik sistemi kullanır. Shanxi, Wanjiazhai'deki iletişim baz istasyonu projesi gibi.

AC ve DC güç kaynağı sistemi

Yukarıdaki üç güneş fotovoltaik sisteminden farklı olarak, bu fotovoltaik sistem aynı anda hem DC hem de AC yükleri için güç sağlayabilir ve sistem yapısı açısından yukarıdaki üç sistemden daha fazla invertöre sahiptir ve bu, AC yük gereksinimlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için DC gücünü AC gücüne dönüştürmek için kullanılır. Genellikle, böyle bir sistemin yük güç tüketimi de nispeten büyüktür, bu nedenle sistemin ölçeği de nispeten büyüktür. Hem AC hem de DC yükleri olan bazı iletişim baz istasyonlarında ve AC ve DC yükleri olan diğer fotovoltaik güç santrallerinde kullanılır.

Şebekeye bağlı sistem

Bu güneş fotovoltaik sisteminin en büyük özelliği, fotovoltaik dizi tarafından üretilen doğru akımın şebekeye bağlı invertör aracılığıyla şebeke şebekesinin gereksinimlerini karşılayan alternatif akıma dönüştürülmesi ve ardından doğrudan şebeke şebekesine bağlanmasıdır. Yükün dışında, fazla güç şebekeye geri beslenir. Yağmurlu günlerde veya geceleri, fotovoltaik dizi elektrik üretmediğinde veya üretilen elektrik yük talebini karşılayamadığında, şebeke tarafından çalıştırılır. Elektrik enerjisi doğrudan güç şebekesine girdiğinden, pilin yapılandırması atlanır ve pili depolama ve serbest bırakma işlemi kaydedilir. Ancak, çıkış gücünün voltaj, frekans ve diğer göstergeler için şebeke gücünün gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için sistemde özel bir şebekeye bağlı invertör gereklidir. İnvertör verimliliği sorunu nedeniyle, yine de bir miktar enerji kaybı olacaktır. Bu tür sistemler genellikle yerel AC yükleri için güç kaynağı olarak şebeke gücünü ve paralel olarak bir dizi güneş PV modülünü kullanabilir. Tüm sistemin yük güç eksikliği oranı azalır. Ayrıca, şebekeye bağlı PV sistemi kamu elektrik şebekesi için tepe düzenlemesinde rol oynayabilir. Şebekeye bağlı sistemin özelliklerine göre, Soying Electric birkaç yıl önce çeşitli kazançlar ve kayıplarla elektrik enerjisinin geri dönüşümü için özel olarak tasarlanmış bir güneş şebekesine bağlı invertörü başarıyla geliştirdi. Büyük ilerleme kaydedildi ve şebekeye bağlı sistemde bir dizi teknik zorluk aşıldı.

Karma tedarik sistemi

Bu güneş fotovoltaik sisteminde kullanılan güneş fotovoltaik modül dizisine ek olarak, bir yedek güç kaynağı olarak bir yağ jeneratörü de kullanılır. Hibrit bir güç kaynağı sistemi kullanmanın amacı, çeşitli güç üretim teknolojilerinin avantajlarından kapsamlı bir şekilde yararlanmak ve ilgili eksikliklerinden kaçınmaktır. Örneğin, yukarıda belirtilen bağımsız fotovoltaik sistemlerin avantajları daha az bakım gerektirmesi ve dezavantajı, enerji çıkışının hava koşullarına bağlı ve dengesiz olmasıdır.

Dizel jeneratörler ve fotovoltaik dizilerin bir kombinasyonunu kullanan bir hibrit güç tedarik sistemi, tek enerjili bağımsız bir sisteme kıyasla hava koşullarından bağımsız enerji sağlayabilir.

Şebekeye bağlı karma besleme sistemi

Güneş optoelektronik endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, güneş fotovoltaik modül dizilerini, şebeke gücünü ve yedek petrol jeneratörlerini kapsamlı bir şekilde kullanabilen şebekeye bağlı bir hibrit güç kaynağı sistemi ortaya çıkmıştır. Bu tür bir sistem genellikle kontrol cihazını ve invertörü entegre eder, tüm sistemin çalışmasını tam olarak kontrol etmek için bir bilgisayar çipi kullanır, en iyi çalışma durumunu elde etmek için çeşitli enerji kaynaklarını kapsamlı bir şekilde kullanır ve ayrıca sistemin yük güç kaynağı garanti oranını daha da iyileştirmek için pilleri kullanabilir, örneğin AES'in SMD invertör sistemi. Sistem, yerel yükler için nitelikli güç sağlayabilir ve çevrimiçi bir UPS (Kesintisiz Güç Kaynağı) olarak çalışabilir. Güç ayrıca şebekeye sağlanabilir veya şebekeden alınabilir. Sistemin çalışma modu genellikle ticari güç ve güneş enerjisiyle paralel çalışmaktır. Yerel yük için, fotovoltaik modüller tarafından üretilen güç yükün kullanması için yeterliyse, yükün ihtiyaçlarını karşılamak için doğrudan fotovoltaik modüller tarafından üretilen gücü kullanacaktır. Fotovoltaik modüller tarafından üretilen güç, anlık yükün talebini aşarsa, fazla güç şebekeye de geri verilebilir; fotovoltaik modüller tarafından üretilen güç yetersizse, şebeke gücü otomatik olarak etkinleştirilir ve şebeke gücü yerel yükün talebini karşılamak için kullanılır. Yükün güç tüketimi, SMD invertörünün anma şebeke kapasitesinin %60'ından az olduğunda, şebeke, akünün uzun süre yüzer durumda olmasını sağlamak için aküyü otomatik olarak şarj eder; şebeke kesilirse, yani şebeke gücü kesilirse veya şebeke kalitesi standartlara uygun değilse, sistem şebeke gücünü otomatik olarak keser ve bağımsız çalışma moduna geçer ve yükün ihtiyaç duyduğu AC gücü akü ve invertör tarafından sağlanır. Şebeke normale döndüğünde, yani voltaj ve frekans yukarıda belirtilen normal duruma döndüğünde, sistem aküyü keser, şebekeye bağlı moda geçer ve şebekeden güç sağlar. Bazı şebekeye bağlı hibrit güç kaynağı sistemlerinde, sistem izleme, kontrol ve veri toplama işlevleri de kontrol çipine entegre edilebilir. Bu tür bir sistemin temel bileşenleri denetleyici ve invertördür.

Şebekeden Bağımsız Fotovoltaik Sistem

Şebeke dışı fotovoltaik güç üretim sistemi, fotovoltaik modüllerden elektrik üreten, kontrolör aracılığıyla akünün şarj ve deşarjını yöneten ve invertör aracılığıyla DC yüküne veya AC yüküne elektrik enerjisi sağlayan yeni bir güç kaynağı türüdür. Platolarda, adalarda, uzak dağlık alanlarda ve zorlu ortamlara sahip saha operasyonlarında yaygın olarak kullanılır. Ayrıca iletişim baz istasyonları, reklam ışık kutuları, sokak lambaları vb. için güç kaynağı olarak da kullanılabilir. Fotovoltaik güç üretim sistemi, elektrik kesintisi olan bölgelerdeki talep çatışmasını etkili bir şekilde hafifletebilen ve uzak bölgelerdeki yaşam ve iletişim sorunlarını çözebilen tükenmez doğal enerjiyi kullanır. Küresel ekolojik ortamı iyileştirin ve sürdürülebilir insan gelişimini teşvik edin.

Sistem fonksiyonları

Fotovoltaik paneller güç üreten bileşenlerdir. Fotovoltaik kontrol cihazı üretilen elektrik enerjisini ayarlar ve kontrol eder. Bir yandan, ayarlanan enerji DC yüküne veya AC yüküne gönderilir ve diğer yandan, fazla enerji depolama için akü paketine gönderilir. Üretilen elektrik yük ihtiyaçlarını karşılayamadığında Kontrol cihazı akünün gücünü yüke gönderdiğinde. Akü tamamen şarj olduktan sonra, kontrol cihazı akünün aşırı şarj olmamasını kontrol etmelidir. Aküde depolanan elektrik enerjisi boşaldığında, kontrol cihazı aküyü korumak için akünün aşırı deşarj olmamasını kontrol etmelidir. Kontrol cihazının performansı iyi olmadığında, akünün hizmet ömrünü büyük ölçüde etkileyecek ve nihayetinde sistemin güvenilirliğini etkileyecektir. Akünün görevi, yükün gece veya yağmurlu günlerde çalıştırılabilmesi için enerji depolamaktır. İnvertör, AC yükleri tarafından kullanılmak üzere DC gücünü AC gücüne dönüştürmekten sorumludur.