Beszélgetés a hálózaton kívüli fotovoltaikus energiatermelő rendszer összetételéről
A hálózaton kívüli fotovoltaikus energiatermelő rendszerek főként napelemes fotovoltaikus energiatermelő eszközökből, energiatároló eszközökből, vezérlőkből és inverterekből állnak. Az alábbiakban egy rövid bevezető található az egyes részekhez.
Napelemes fotovoltaikus energiatermelő berendezés
Egykristályos szilíciumból vagy polikristályos szilíciumból vagy amorf szilícium fotovoltaikus eszközökből állhat. Az üveggel és speciális anyagokkal csomagolt napelemek egy csoportját napelem modulnak nevezzük; több napelem modul van összekapcsolva, hogy napelem-tömböt képezzenek. A napelemek típusát és összetételét a rendszer által igényelt teljesítmény, a használati környezet és a költségek alapján választjuk ki.
Energiatároló eszköz
Mivel a fotovoltaikus energiatermelést közvetlenül befolyásolják az időjárási viszonyok, az időszakos és instabil. A rendszer bizonyos folyamatos tápellátási kapacitásának fenntartásához energiatároló berendezést kell biztosítani, amely az elektromos energia egy részét tárolja, és napfény hiányában villamos energiát biztosít. A jelenlegi fotovoltaikus energiatermelő rendszer főként akkumulátorokat használ energia tárolására.
Az általánosan használt akkumulátorok közé tartoznak az ólom-savas akkumulátorok, a nikkel-kadmium akkumulátorok és a lítium-ion akkumulátorok.
Ólom-savas akkumulátor: egyetlen akkumulátor feszültsége 2 volt, élettartama 500-1500
Nikkel-kadmium akkumulátor: egyetlen elem feszültsége 1,0-1,3 volt, élettartama 2500-szor
Lítium-ion akkumulátor (egycellás feszültség 3,7 V), élettartama 1000-10 000 alkalommal
A nikkel-kadmium akkumulátorok és a lítium-ion akkumulátorok drágák, de térfogategységenként nagy kapacitással rendelkeznek, és többnyire kis méretet és nagy kapacitást igénylő alkalmazásokban használják, például digitális termékekben, például mobiltelefonokban, fényképezőgépekben és hordozható számítógépekben. Általában a hálózaton kívüli fotovoltaikus rendszerek főként zárt ólom-savas akkumulátorokat használnak. Az ólom-savas akkumulátor ára nagyon olcsó, a zárt ólom-savas akkumulátor pedig zárt és karbantartásmentes, és nagyon kényelmes a használata.
Az akkumulátor legfontosabb paraméterei a feszültség, a kapacitás és a ciklus élettartama. A feszültség mértékegysége volt (V), a kapacitás mértékegysége amperóra (Ah), a ciklus élettartama pedig a töltés és a kisütés száma.
Vezérlő
Az akkumulátornak bizonyos követelményei vannak a töltéshez és a kisütéshez. A gyakori túltöltés és túltöltés csökkenti az élettartamot. Az akkumulátort vezérelni kell a töltéshez és a kisütéshez, ami a vezérlő elsődleges funkciója. Válassza ki a szoláris akkumulátor maximális teljesítményű működési pontját a felhasználó' áramellátása, az akkumulátor töltése és kisütése, valamint a szoláris akkumulátor' fényviszonyai alapján, és hangolja össze a töltést és az elektromos áramot. A vezérlőnek a rendszeren lévő adatokat is észlelnie, védenie és megjelenítenie kell. A vezérlő' feszültség- és áramátalakítása főként egy DC-DC átalakító áramkört alkalmaz. A DC-DC átalakítás elvét lásd a"A DC-DC konverter elve" részben.
Inverter
Az egyenáramot váltóárammá alakító berendezések főként SPWM teljes hídú inverter áramköröket használnak szinuszos váltóáram előállítására. Az SPWM inverter elvét lásd a"Az SPWM inverter elve" szakaszban.
Elektromos terhelés
Egyenáramú vagy váltakozó áramot használó elektromos berendezések.
Az egyszerű napelemes fotovoltaikus energiatermelő eszközöknek nincs inverterük, és csak egyenáramot adnak ki. Némelyikük többféle egyenáramú feszültséget is kiadhat. Az összetétel a 2. ábrán látható. A vezérlő kapja a napelem DC kimeneti teljesítményét, és szabályozza az akkumulátor töltő- vagy kisütési áramát. Egy egyszerű vezérlő közvetlenül vezeti az akkumulátort a kimeneti terminálhoz, és a rendszer kimeneti feszültsége megegyezik az akkumulátor feszültségével. Egyes vezérlők egyenáramú konverziós áramkörrel rendelkeznek, amelyek többféle egyenfeszültséget képesek kiadni, például 5 V, 9 V, 12 V stb., amelyek különböző elektromos készülékekhez alkalmasak. Az ilyen típusú rendszerek kimeneti teljesítménye általában kicsi, és többnyire hordozható szerkezetet alkalmaznak.
