Pojasnjeni sistemi sončne energije zunaj omrežja
Izvenomrežni sistem sončne energije uporablja sončne kolektorje za pretvorbo sončne energije v električno energijo, ko je svetloba, napaja obremenitev prek solarnega krmilnika polnjenja/praznjenja in hkrati polni baterijo; v oblačnem vremenu ali ko ni svetlobe, enosmerno obremenitev napaja akumulatorska banka prek solarnega krmilnika polnjenja/praznjenja, medtem ko mora baterija napajati neposredno neodvisni pretvornik, ki se spremeni v izmenični tok za napajanje izmeničnega toka obremenitev prek neodvisnega pretvornika.
Sončni energetski sistemi zunaj omrežja se pogosto uporabljajo v oddaljenih gorskih območjih, območjih brez elektrike, na otokih, komunikacijskih baznih postajah in drugih aplikacijah. Sistem je na splošno sestavljen iz sončne energije
Načelo proizvodnje električne energije
Ko sončna svetloba obsije pn-spoj polprevodnika, se oblikuje nov par luknja-elektron in pod delovanjem električnega polja pn-stika luknje tečejo iz n-cone v p-cono, elektroni pa iz p-cone. območje v n-območje, ki tvori električni tok, ko je tokokrog vklopljen. To je načelo delovanja sončne celice s fotoelektričnim učinkom.
Obstajata dva načina za pridobivanje električne energije iz sončne energije, eden je metoda pretvorbe svetlobe v toplotno elektriko, drugi pa je metoda neposredne pretvorbe svetlobe v elektriko.
(1) Metoda foto-termično-električne pretvorbe proizvaja električno energijo z uporabo toplotne energije, ustvarjene s sončnim sevanjem, na splošno s pretvorbo absorbirane toplotne energije iz sončnih kolektorjev v paro iz delovne mase, ki nato poganja turbino za proizvodnjo električne energije. Prvi postopek je postopek fototermične pretvorbe; slednji proces je proces toplotno-električne pretvorbe.
(2) Neposredna pretvorba svetlobe in električne energije je uporaba fotoelektričnega učinka, energija sončnega sevanja neposredno v električno energijo, pretvorba svetlobe in električne energije osnovne naprave je sončna celica. Sončna celica je naprava, ki zaradi fotovoltaičnega učinka pretvarja sončno energijo neposredno v električno. To je polprevodniška fotodioda in ko sončna svetloba zasije na fotodiodo, bo fotodioda pretvorila sončno svetlobno energijo v električno energijo in proizvedla električni tok. Ko je več celic zaporedno ali vzporedno povezanih, lahko postanejo niz sončnih celic z relativno veliko izhodno močjo.
Faktorji nastavitve
Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri načrtovanju solarnega sistema.
1. Kje se bo uporabljal sistem sončne energije? Kakšno je dnevno sevanje na lokaciji?
2. Kakšna je moč obremenitve sistema?
3. Kakšna je izhodna napetost sistema, DC ali AC?
4. Koliko ur na dan sistem potrebuje za delovanje?
5. Koliko dni mora biti sistem neprekinjeno napajan, če v deževnem vremenu ni dnevne svetlobe?
6. Kakšna je obremenitev, čisto uporovna, kapacitivna ali induktivna, in kakšen je začetni tok?
Nastavitevdejavniki
Moduli sončnih celic
Modul sončne celice je glavni del sončnega električnega sistema zunaj omrežja in najdragocenejša komponenta sistema, njegova vloga je prenos sončnega sevanja
Energija se pretvori v energijo enosmernega toka. odvisno od potreb po moči in napetosti uporabnika, je mogoče solarne module izdelati za individualno uporabo ali pa je več solarnih modulov mogoče povezati zaporedno (za izpolnjevanje napetostnih zahtev) in vzporedno (za izpolnjevanje trenutnih potreb), da tvorijo napajalni niz za zagotavlja večjo električno moč. Za solarne module je značilno visoko razmerje med površino in močjo, dolga življenjska doba in visoka zanesljivost, pri čemer se izhodna moč običajno zmanjša za največ 20 odstotkov v 20-letni življenjski dobi. S spremembo temperature se spreminjajo tudi tok, napetost in moč modulov, zato morajo biti moduli zasnovani zaporedno z upoštevanjem negativnega temperaturnega koeficienta napetosti.
Solarni regulatorji polnjenja in praznjenja
Solarni krmilnik polnjenja in praznjenja, znan tudi kot "fotovoltaični krmilnik", je zasnovan za uravnavanje in krmiljenje električne energije, ki jo proizvajajo solarni moduli, za maksimiranje polnjenja akumulatorja in zaščito akumulatorja pred prekomernim polnjenjem in prenapolnjenostjo. praznjenje. Na mestih, kjer so velike temperaturne razlike, naj ima PV regulator funkcijo temperaturne kompenzacije. V skladu z napetostjo enosmernega toka sistema in močjo modula sončne celice za konfiguracijo ustreznega PV krmilnika ima običajni PV krmilnik DC12V, 24V, 48V, 110V, 220V različne napetostne ravni.
Baterijski paketi
Njegova glavna naloga je shranjevanje energije, da se zagotovi napajanje bremena ponoči ali v deževnih dneh. Število zaporedno in vzporedno vezanih baterij je mogoče konfigurirati glede na zahteve enosmerne napetosti sistema. Pri zaporedni in vzporedni povezavi baterij je treba upoštevati isto vrsto specifikacije, istega proizvajalca, isto serijo ter načelo hkratne vgradnje in uporabe.
Razsmerniki zunaj omrežja
Izvenomrežni pretvornik je ena od osrednjih komponent solarnega napajalnega sistema izven omrežja in je odgovoren za pretvorbo enosmerne energije v izmenično moč za uporabo v izmeničnih bremenih. Za izboljšanje splošne učinkovitosti fotonapetostnega sistema za proizvodnjo električne energije in za zagotovitev dolgoročnega stabilnega delovanja elektrarne so kazalniki delovanja pretvornika zelo pomembni. Izbira razsmernika temelji na značilnostih bremena (npr. uporovno, induktivno ali kapacitivno) in velikosti moči bremena.
Prednosti
V primerjavi s splošno uporabljenim sistemom za proizvodnjo toplotne energije se prednosti sončne fotovoltaične proizvodnje energije odražajo predvsem v
1, ni nevarnosti izčrpanja.
2, varno in zanesljivo, brez hrupa, brez emisij onesnaževanja zunaj, čisto (brez nevarnosti za javnost).
3, ni omejen z geografsko porazdelitvijo virov in lahko izkoristi gradnjo streh.
4, ni potrebe po porabi goriva in postavitvi daljnovodov za proizvodnjo električne energije na mestu.
5, visoka kakovost energije.
6. Kratek čas gradnje in kratek čas pridobivanja energije.
Slabosti
1, občasno in naključno pri zemeljski uporabi, je proizvodnja električne energije povezana s podnebnimi razmerami, ponoči ali v deževnih dneh ne more ali redko proizvaja energijo.
2, gostota energije je nizka, pri standardnih pogojih je intenzivnost sončnega sevanja, ki ga prejme tla, 1000 W/M^2. če se uporablja v veliki velikosti, mora zavzeti veliko površino.
3, cena je še vedno razmeroma draga, 3-15-krat običajna proizvodnja električne energije, začetna naložba pa je visoka.
Sistemske aplikacije
I. Sončno napajanje za uporabnike: (1) majhno napajanje v razponu od 10-100 W, ki se uporablja na oddaljenih območjih brez elektrike, kot so planote, otoki, pastirska območja, mejne straže in drugi vojaški in civilni viri energije, kot so razsvetljava, TV, snemalnik itd.; (2) 3-5KW družinski strešni sistem za proizvodnjo električne energije, povezan z omrežjem; (3) fotonapetostna vodna črpalka: za rešitev globokega pitja vode in namakanja na območjih brez elektrike. Drugič, področje prevoza, kot so svetilne luči, prometni/železniški signali, prometne opozorilne/signalne luči, ulične luči Yu Xiang, luči za ovire na visoki nadmorski višini, brezžične telefonske govorilnice na avtocesti/železniškem, nenadzorovano napajanje za menjavo cest itd. Tretjič, komunikacijsko/komunikacijsko področje: solarna nenadzorovana mikrovalovna relejna postaja, postaja za vzdrževanje optičnih kablov, sistem za oddajanje/komunikacijo/paging napajanje; podeželski telefonski fotonapetostni sistem, majhen komunikacijski stroj, vojaški GPS napajalnik itd. Štiri, nafta, morje, meteorološko področje: naftovodi in zapornice rezervoarjev katodna zaščita solarni sistem, življenjska doba ploščadi za vrtanje nafte in napajanje v sili, oprema za odkrivanje morja, oprema za meteorološko/hidrološko opazovanje itd. V. Napajanje za gospodinjske svetilke in luči: kot so vrtne svetilke, ulične svetilke, prenosne svetilke, svetilke za kampiranje, pohodniške svetilke, ribiške svetilke, črne luči, gumijaste rezalne svetilke, energetsko varčne luči itd. Šestič, fotovoltaična elektrarna: 10KW-50MW neodvisna fotovoltaična elektrarna, dopolnilna elektrarna (drva), različne velike polnilne postaje za parkirišča itd. ustvarjanje prihodnosti velikih zgradb za doseganje samooskrbe z energijo je glavna prihodnja razvojna usmeritev. Osem, druga področja vključujejo: (1) in avtomobilsko podporo: solarni avtomobili / električna vozila, oprema za polnjenje baterij, avtomobilske klimatske naprave, prezračevalni ventilatorji, škatle za hladne pijače itd.; (2) solarni vodik in regenerativni sistem za proizvodnjo energije z gorivnimi celicami; (3) napajanje opreme za razsoljevanje morske vode; (4) satelit, vesoljska plovila, vesoljske sončne elektrarne itd.
