Govorimo o sestavi fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo električne energije izven omrežja
Fotonapetostni sistemi za proizvodnjo električne energije izven omrežja so v glavnem sestavljeni iz solarnih fotovoltaičnih naprav za proizvodnjo energije, naprav za shranjevanje energije, krmilnikov in pretvornikov. Spodaj je kratek uvod v vsak del.
Sončna fotovoltaična naprava za proizvodnjo električne energije
Lahko je sestavljen iz monokristalnega silicija ali polikristalnega silicija ali fotovoltaičnih naprav iz amorfnega silicija. Skupina sončnih celic, pakiranih s steklom in posebnimi materiali, se imenuje modul sončne celice; več modulov sončnih celic je povezanih v niz sončnih celic. Vrsta in sestava sončnih celic sta izbrana glede na moč, ki jo zahteva sistem, okolje uporabe in stroške.
Naprava za shranjevanje energije
Ker na proizvodnjo fotovoltaične energije neposredno vplivajo vremenske razmere, je občasna in nestabilna. Da bi ohranili določeno neprekinjeno napajalno zmogljivost sistema, je treba zagotoviti napravo za shranjevanje energije, ki shranjuje del električne energije in zagotavlja električno energijo, ko ni sončne svetlobe. Trenutni fotovoltaični sistem za proizvodnjo energije uporablja predvsem baterije za shranjevanje energije.
Pogosto uporabljene baterije vključujejo svinčeno-kislinske baterije, nikelj-kadmijeve baterije in litij-ionske baterije.
Svinčena baterija: napetost posamezne baterije je 2 volta, življenjska doba cikla je 500-1500-krat
Nikelj-kadmijeva baterija: napetost posamezne baterije 1,0-1,3 volta, življenjska doba 2500-krat
Litij-ionska baterija (napetost ene celice 3,7 V), življenjska doba 1000-10000-krat
Nikelj-kadmijeve baterije in litij-ionske baterije so drage, vendar imajo veliko kapaciteto na enoto prostornine in se večinoma uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo majhnost in veliko kapaciteto, kot so digitalni izdelki, kot so mobilni telefoni, fotoaparati in prenosni računalniki. Na splošno fotovoltaični sistemi izven omrežja uporabljajo večinoma zaprte svinčeve baterije. Cena svinčeve baterije je zelo poceni, zaprta svinčena baterija pa je zaprta in ne potrebuje vzdrževanja ter je zelo priročna za uporabo.
Najpomembnejši parametri baterije so napetost, zmogljivost in življenjska doba. Enota napetosti je volt (V), enota zmogljivosti je amper ura (Ah), življenjska doba cikla pa je število polnjenja in praznjenja.
Krmilnik
Baterija ima določene zahteve za polnjenje in praznjenje. Pogosto prekomerno polnjenje in prekomerno praznjenje skrajšata življenjsko dobo. Akumulator mora biti nadzorovan za polnjenje in praznjenje, kar je primarna funkcija krmilnika. Izberite delovno točko največje moči solarne baterije glede na elektriko uporabnika', polnjenje in praznjenje baterije ter svetlobne pogoje solarne baterije' ter uskladite polnjenje in električni tok. Krmilnik mora tudi zaznati, zaščititi in prikazati podatke v sistemu. Pretvorba napetosti in toka krmilnika' v glavnem uporablja DC-DC pretvorbeno vezje. Za načelo pretvorbe DC-DC glejte razdelek"Načelo DC-DC pretvornika".
Pretvornik
Oprema, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični tok, v glavnem uporablja premostitvena inverterska vezja SPWM za ustvarjanje sinusnega izmeničnega toka. Za načelo pretvornika SPWM glejte razdelek"Načelo pretvornika SPWM".
Električna obremenitev
Električna oprema, ki uporablja enosmerni ali izmenični tok.
Preproste sončne fotovoltaične naprave za proizvodnjo električne energije nimajo pretvornikov in oddajajo samo enosmerni tok. Nekateri od njih lahko oddajajo več različnih enosmernih napetosti. Sestava je prikazana na sliki 2. Krmilnik sprejema izhodno moč enosmernega toka iz solarne plošče in nadzoruje polnilni ali praznilni tok akumulatorja. Preprost krmilnik neposredno vodi baterijo do izhodnega terminala, izhodna napetost sistema pa je enaka napetosti baterije. Nekateri krmilniki imajo DC pretvorbena vezja, ki lahko oddajajo več različnih enosmernih napetosti, kot so 5V, 9V, 12V itd., ki so primerne za različne električne naprave. Izhodna moč tovrstnega sistema je na splošno majhna in večinoma se uporablja prenosna struktura.
