نتحدث عن تكوين نظام توليد الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة
تتكون أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة بشكل أساسي من أجهزة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، وأجهزة تخزين الطاقة ، وأجهزة التحكم ، والمحولات. يتم إعطاء مقدمة موجزة لكل جزء أدناه.
جهاز توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
يمكن أن تتكون من السيليكون أحادي البلورة أو السيليكون متعدد الكريستالات أو الأجهزة الكهروضوئية السيليكونية غير المتبلورة. تسمى مجموعة الخلايا الشمسية المعبأة بالزجاج والمواد الخاصة وحدة الخلايا الشمسية ؛ يتم توصيل وحدات خلايا شمسية متعددة لتشكيل مجموعة خلايا شمسية. يتم اختيار نوع الخلايا الشمسية وتكوينها وفقًا للطاقة التي يتطلبها النظام وبيئة الاستخدام والتكلفة.
جهاز تخزين الطاقة
نظرًا لأن توليد الطاقة الكهروضوئية يتأثر بشكل مباشر بالظروف الجوية ، فهو متقطع وغير مستقر. من أجل الحفاظ على قدرة إمداد طاقة مستمرة معينة للنظام ، يجب توفير جهاز تخزين الطاقة لتخزين جزء من الطاقة الكهربائية وتوفير الطاقة الكهربائية في حالة عدم وجود ضوء الشمس. يستخدم نظام توليد الطاقة الكهروضوئية الحالي البطاريات لتخزين الطاقة.
تشمل البطاريات شائعة الاستخدام بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات الليثيوم أيون.
بطارية الرصاص الحمضية: جهد بطارية واحد هو 2 فولت ، وعمر الدورة 500-1500 مرة
بطارية النيكل والكادميوم: بطارية أحادية الجهد 1.0-1.3 فولت ، وعمر الدورة 2500 مرة
بطارية ليثيوم أيون (جهد خلية واحدة 3.7 فولت) ، دورة حياة 1000-10000 مرة
تعد بطاريات النيكل والكادميوم وبطاريات الليثيوم أيون باهظة الثمن ، لكن لها سعة كبيرة لكل وحدة حجم وتستخدم في الغالب في التطبيقات التي تتطلب حجمًا صغيرًا وسعة كبيرة ، مثل المنتجات الرقمية مثل الهواتف المحمولة والكاميرات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. بشكل عام ، تستخدم الأنظمة الكهروضوئية خارج الشبكة بشكل أساسي بطاريات الرصاص الحمضية المختومة. سعر بطارية الرصاص الحمضية رخيص جدًا ، وبطارية الرصاص الحمضية محكمة الغلق وخالية من الصيانة ، وهي مريحة جدًا للاستخدام.
أهم معلمات البطارية هي الجهد والسعة ودورة الحياة. وحدة الجهد هي فولت (V) ، ووحدة السعة هي ساعة أمبير (Ah) ، وعمر الدورة هو عدد الشحن والتفريغ.
مراقب
للبطارية متطلبات معينة للشحن والتفريغ. الشحن الزائد المتكرر والإفراط في التفريغ سيقلل من عمر الخدمة. يجب التحكم في البطارية للشحن والتفريغ ، وهي الوظيفة الأساسية لوحدة التحكم. اختر نقطة تشغيل الطاقة القصوى للبطارية الشمسية وفقًا لكهرباء المستخدم وشحن البطارية وتفريغها وظروف إضاءة البطارية الشمسية&وتنسيق الشحن وتيار الكهرباء. تحتاج وحدة التحكم أيضًا إلى اكتشاف البيانات على النظام وحمايتها وعرضها. تتبنى وحدة التحكم&تحويل الجهد والتيار بشكل أساسي دائرة تحويل DC-DC. لمبدأ تحويل DC-DC ، راجع قسم&مثل ؛ مبدأ محول DC-DC&مثل ؛.
العاكس
تستخدم المعدات التي تحول التيار المباشر إلى تيار متردد بشكل أساسي دوائر العاكس ذات الجسر الكامل SPWM لتوليد التيار المتردد للموجة الجيبية. لمبدأ العاكس SPWM ، راجع قسم&مثل ؛ مبدأ SPWM Inverter&مثل ؛.
الحمل الكهربائي
المعدات الكهربائية التي تستخدم طاقة التيار المستمر أو التيار المتردد.
لا تحتوي أجهزة توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية البسيطة على محولات وتخرج تيارًا مباشرًا فقط. يمكن لبعض منهم إخراج العديد من الفولتية الحالية المباشرة المختلفة. يظهر التكوين في الشكل 2. تستقبل وحدة التحكم خرج طاقة التيار المستمر من اللوحة الشمسية وتتحكم في تيار الشحن أو التفريغ إلى البطارية. يقود جهاز تحكم بسيط البطارية مباشرة إلى طرف الخرج ، ويكون جهد خرج النظام مساويًا لجهد البطارية. تحتوي بعض وحدات التحكم على دوائر تحويل التيار المستمر ، والتي يمكنها إخراج العديد من الفولتية المختلفة للتيار المستمر ، مثل 5 فولت ، 9 فولت ، 12 فولت ، وما إلى ذلك ، وهي مناسبة للأجهزة الكهربائية المختلفة. تكون طاقة الخرج لهذا النوع من النظام صغيرة بشكل عام ، ويتم اعتماد الهيكل المحمول في الغالب.
