1. Päikese fotogalvaanilise süsteemi koostis ja põhimõte
Fotogalvaaniline päikesesüsteem koosneb järgmisest kolmest osast: päikesepatarei komponendid; laadimis- ja tühjenemiskontrollerid, inverterid, katseinstrumendid ja arvutiseire ning muud toiteelektroonilised seadmed; ja patareid või muud energiasalvestid ja elektritootmise abiseadmed.
Fotogalvaanilistel päikesesüsteemidel on järgmised omadused:
- puuduvad pöörlevad osad, pole müra;
- puudub õhusaaste ja reovee ärajuhtimine;
- Põlemisprotsess puudub, kütust pole vaja;
- Lihtne hooldus ja madalad hoolduskulud;
- Hea töökindlus ja stabiilsus;
- Päikesepatareide võtmekomponendina on pikk kasutusiga ja kristalsest ränist päikesepatareide eluiga võib ulatuda üle 25 aasta;
Elektritootmist saab vajaduse korral hõlpsasti suurendada.
Fotogalvaanilisi süsteeme kasutatakse laialdaselt. Fotogalvaaniliste süsteemide rakenduste põhivormid võib jagada kahte kategooriasse: sõltumatud elektritootmissüsteemid ja võrguga ühendatud elektritootmissüsteemid. Peamised kasutusvaldkonnad on peamiselt kosmoselennukites, sidesüsteemides, mikrolaine releejaamades, telerite diferentsiaalide plaadimängijates, fotogalvaanilistes veepumpades ja elektrita piirkondades kodumajapidamises. Tehnoloogia arengu ja maailmamajanduse säästva arengu vajadustega on arenenud riigid asunud plaanipäraselt edendama linna fotogalvaanilist elektrivõrku ühendatud elektritootmist, ehitades peamiselt majapidamiste katusel olevaid fotogalvaanilisi elektritootmissüsteeme ja MW-tasemel tsentraliseeritud suuremahulisi elektritootmisi. võrguga ühendatud elektritootmissüsteemid. Samal ajal on Päikese fotogalvaaniliste süsteemide rakendamist transpordis ja linnavalgustuses jõuliselt edendatud.
Fotogalvaanilistel süsteemidel on erinevad mastaabid ja rakendusvormid. Näiteks hõlmab süsteemi skaala laias valikus, alates 0,3 kuni 2 W päikeseenergia aiavalgustitest kuni MW-tasemega fotogalvaaniliste päikeseelektrijaamadeni, nagu 3,75 kWp majapidamises katusel olevad elektritootmisseadmed ja Dunhuangi 10 MW projekt. Selle taotlusvormid on samuti mitmekesised ja neid saab laialdaselt kasutada paljudes valdkondades, nagu majapidamine, transport, side ja kosmoserakendused. Kuigi fotogalvaanilised süsteemid on erineva suurusega, on nende koostis ja tööpõhimõtted põhimõtteliselt samad. Joonis 4-1 on skemaatiline diagramm tüüpilisest fotogalvaanilisest süsteemist, mis varustab alalisvoolu koormusi. See sisaldab mitmeid fotogalvaanilise süsteemi põhikomponente:
Fotogalvaaniliste moodulite massiiv: koosneb päikesepatarei elementidest (mida nimetatakse ka fotogalvaanilisteks elementide mooduliteks), mis on vastavalt süsteeminõuetele ühendatud järjestikku ja paralleelselt. See muudab päikeseenergia päikesevalguse käes elektrienergiaks. See on fotogalvaanilise päikesesüsteemi põhikomponent.
Aku: salvestab päikesepatarei komponentide toodetud elektrienergiat. Kui valgustus on ebapiisav või öösel või koormuse nõudlus on suurem kui päikesepatarei komponentide toodetav võimsus, vabaneb salvestatud elektrienergia koormuse energiavajaduse rahuldamiseks. See on fotogalvaanilise päikesesüsteemi aku. funktsionaalsed osad. Praegu kasutatakse pliiakusid tavaliselt fotogalvaanilistes päikesesüsteemides. Kõrgemate nõudmistega süsteemide puhul kasutatakse tavaliselt süvalahendusklapiga reguleeritavaid suletud pliiakusid, vedelikku neelava süvalahjenemisega plii-happeakusid jne.
Kontroller: see määrab ja juhib aku laadimis- ja tühjenemistingimusi ning juhib päikesepatarei komponentide ja aku väljundvõimsust koormusele vastavalt koormuse võimsusvajadusele. See on kogu süsteemi peamine juhtimisosa. Päikese fotogalvaanilise tööstuse arenguga muutuvad kontrollerite funktsioonid üha võimsamaks ning trend on integreerida traditsioonilist juhtimisosa, inverterit ja seiresüsteemi. Näiteks integreerivad AES-i SPP- ja SMD-seeria kontrollerid ülaltoodud kolm funktsiooni.
Inverter: Päikese fotogalvaanilises toitesüsteemis tuleb vahelduvvoolu koormuse korral kasutada inverterseadet, et muuta päikesepatarei komponentide poolt genereeritud alalisvoolu või aku poolt eraldatud alalisvoolu vooluallikaks vajalikuks vahelduvvooluks. koormus.
Päikese fotogalvaanilise toitesüsteemi põhitööpõhimõte on laadida akut päikesekiirguse mõjul päikesepatarei komponentide poolt toodetud elektrienergiaga või koormuse vajaduse korral otse koormuse toitmine. Kui päikesepaiste on ebapiisav või öösel Aku toidab alalisvoolu koormust kontrolleri juhtimisel. Vahelduvvoolukoormust sisaldavate fotogalvaaniliste süsteemide jaoks tuleb alalisvoolu vahelduvvooluks muundamiseks lisada inverter. Fotogalvaaniliste süsteemide rakendusi on mitmel kujul, kuid põhiprintsiibid jäävad samaks. Muud tüüpi fotogalvaaniliste süsteemide puhul erinevad ainult juhtimismehhanism ja süsteemi komponendid vastavalt tegelikele vajadustele. Allpool kirjeldatakse üksikasjalikult erinevat tüüpi fotogalvaanilisi süsteeme.