1. Güneş fotovoltaik sisteminin bileşimi ve prensibi
Bir güneş fotovoltaik sistemi aşağıdaki üç bölümden oluşur: güneş pili bileşenleri; şarj ve deşarj kontrolörleri, invertörler, test cihazları ve bilgisayar izleme ve diğer güç elektroniği ekipmanları; ve piller veya diğer enerji depolama ve yardımcı güç üretim ekipmanları.
Güneş fotovoltaik sistemleri aşağıdaki özelliklere sahiptir:
- Dönen parça yok, gürültü yok;
- Hava kirliliği yok ve atık su tahliyesi yok;
- Yanma işlemi yok, yakıt gerekli değil;
- Basit bakım ve düşük bakım maliyetleri;
- İyi operasyonel güvenilirlik ve istikrar;
- Anahtar bileşen olarak güneş pilleri uzun bir hizmet ömrüne sahiptir ve kristalin silikon güneş pillerinin ömrü 25 yıldan fazlaya ulaşabilir;
Enerji üretimi ihtiyaç duyulduğunda kolaylıkla ölçeklendirilebilir.
Fotovoltaik sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Fotovoltaik sistem uygulamalarının temel biçimleri iki kategoriye ayrılabilir: bağımsız enerji üretim sistemleri ve şebekeye bağlı enerji üretim sistemleri. Ana uygulama alanları esas olarak uzay uçakları, iletişim sistemleri, mikrodalga aktarma istasyonları, TV diferansiyel döner tablaları, fotovoltaik su pompaları ve elektriğin olmadığı bölgelerdeki ev güç kaynaklarıdır. Teknolojinin gelişmesi ve dünya ekonomisinin sürdürülebilir kalkınma ihtiyaçları ile birlikte gelişmiş ülkeler, kentsel fotovoltaik şebekeye bağlı enerji üretimini, özellikle ev tipi çatı üstü fotovoltaik enerji üretim sistemleri ve MW seviyesinde merkezi büyük ölçekli inşa etmek suretiyle planlı bir şekilde teşvik etmeye başlamıştır. Şebekeye bağlı enerji üretim sistemleri. Aynı zamanda ulaşımda ve kentsel aydınlatmada güneş fotovoltaik sistemlerinin uygulanması güçlü bir şekilde teşvik edilmektedir.
Fotovoltaik sistemlerin farklı ölçekleri ve uygulama şekilleri bulunmaktadır. Örneğin, sistem ölçeği, 0,3 ila 2W güneş enerjili bahçe ışıklarından, 3,75kWp ev tipi çatı üstü enerji üretim ekipmanı ve Dunhuang 10MW projesi gibi MW düzeyindeki güneş fotovoltaik enerji istasyonlarına kadar geniş bir aralığı kapsamaktadır. Uygulama şekilleri de çeşitlilik göstermekte olup ev, ulaşım, iletişim, uzay uygulamaları gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılabilmektedir. Fotovoltaik sistemlerin boyutları farklılık gösterse de bileşimleri ve çalışma prensipleri temelde aynıdır. Şekil 4-1, DC yükleri besleyen tipik bir fotovoltaik sistemin şematik diyagramıdır. Fotovoltaik sistemde birkaç ana bileşen içerir:
Fotovoltaik modül dizisi: Sistem gereksinimlerine göre seri ve paralel bağlanan güneş pili elemanlarından (fotovoltaik hücre modülleri de denir) oluşur. Güneş enerjisini güneş ışığı altında elektrik enerjisi çıkışına dönüştürür. Güneş fotovoltaik sisteminin temel bileşenidir.
Pil: Güneş pili bileşenlerinin ürettiği elektrik enerjisini depolar. Işık yetersiz olduğunda veya geceleyin ya da yük talebi güneş pili bileşenlerinin ürettiği güçten fazla olduğunda, depolanan elektrik enerjisi yükün enerji talebini karşılamak üzere serbest bırakılır. Güneş fotovoltaik sisteminin depolama bataryasıdır. fonksiyonel parçalar. Günümüzde güneş fotovoltaik sistemlerinde kurşun-asit piller yaygın olarak kullanılmaktadır. Daha yüksek gereksinimleri olan sistemler için genellikle derin deşarj valfi ayarlı sızdırmaz kurşun-asit aküler, derin deşarj sıvı emici kurşun-asit aküler vb. kullanılır.
Kontrolör: Bataryanın şarj ve deşarj koşullarını belirler ve kontrol eder, yükün güç talebine göre güneş pili bileşenlerinin ve bataryanın yüke verdiği güç çıkışını kontrol eder. Tüm sistemin temel kontrol parçasıdır. Güneş fotovoltaik endüstrisinin gelişmesiyle birlikte kontrolörlerin işlevleri giderek daha güçlü hale geliyor ve geleneksel kontrol parçasını, invertörü ve izleme sistemini entegre etme eğilimi var. Örneğin AES'in SPP ve SMD serisi kontrolörleri yukarıdaki üç işlevi entegre eder.
İnvertör: Solar fotovoltaik güç kaynağı sisteminde, eğer AC yük varsa, güneş pili bileşenleri tarafından üretilen DC gücü veya pilin serbest bıraktığı DC gücü, sistemin ihtiyaç duyduğu AC gücüne dönüştürmek için bir invertör cihazı kullanılmalıdır. yük.
Güneş fotovoltaik güç kaynağı sisteminin temel çalışma prensibi, güneş pili bileşenlerinin güneş ışınımı altında ürettiği elektrik enerjisi ile aküyü şarj etmek veya yük talebi karşılandığında doğrudan yüke güç sağlamaktır. Güneş ışığı yetersizse veya geceleri akü, kontrolörün kontrolü altında DC yüke güç sağlar. AC yükleri içeren fotovoltaik sistemlerde, DC gücünü AC gücüne dönüştürmek için bir invertörün eklenmesi gerekir. Fotovoltaik sistem uygulamaları birçok biçimde olabilir ancak temel prensipler aynı kalır. Diğer fotovoltaik sistem türleri için yalnızca kontrol mekanizması ve sistem bileşenleri gerçek ihtiyaçlara göre farklılık gösterir. Aşağıda farklı fotovoltaik sistem türleri ayrıntılı olarak açıklanacaktır.