Paaiškintos saulės energijos sistemos, neprijungtos prie tinklo
Išjungta saulės energijos sistema naudoja saulės baterijas, kad saulės energiją paverstų elektros energija, kai yra šviesos, tiekiant energiją į apkrovą per saulės įkrovimo / iškrovimo valdiklį ir tuo pat metu įkraunama baterija; debesuotame ore arba kai nėra šviesos, nuolatinės srovės apkrova tiekiama iš akumuliatoriaus banko per saulės įkrovimo / iškrovimo valdiklį, o baterija turi tiekti maitinimą tiesiai į nepriklausomą keitiklį, kuris paverčiamas kintamosios srovės maitinimu, kad būtų tiekiamas kintamoji srovė. apkrova per nepriklausomą keitiklį.
Ne tinklo saulės energijos sistemos plačiai naudojamos atokiose kalnuotose vietovėse, vietovėse, kuriose nėra elektros, salose, ryšio bazinėse stotyse ir kitose srityse. Sistema paprastai susideda iš saulės energijos
Elektros gamybos principas
Saulės šviesai apšviečiant puslaidininkinę pn sandūrą, susidaro nauja skylė-elektronų pora, o veikiant pn sandūros elektriniam laukui iš n zonos į p zoną teka skylės, o iš p- zoną – elektronai. zoną į n zoną, įjungus grandinę suformuoja elektros srovę. Tai yra fotoelektrinio efekto saulės elemento veikimo principas.
Yra du būdai, kaip gaminti elektros energiją iš saulės energijos: vienas yra šviesos-terminės-elektros konvertavimo metodas, o kitas yra tiesioginio šviesos-elektros konvertavimo metodas.
(1) Taikant fototerminės-elektrinės konversijos metodą, elektra gaminama naudojant saulės spinduliuotės sukurtą šiluminę energiją, paprastai paverčiant saulės kolektorių sugertą šiluminę energiją garais iš darbo masės, kuri vėliau varo turbiną, kad gamintų elektrą. Pirmasis procesas yra fototerminės konversijos procesas; pastarasis procesas yra šiluminės-elektrinės konversijos procesas.
(2) Tiesioginis šviesos pavertimas elektros energija yra fotoelektrinio efekto naudojimas, saulės spinduliuotės energija tiesiogiai į elektros energiją, o pagrindinis prietaisas yra saulės elementas. Saulės elementas yra įrenginys, kuris saulės energiją tiesiogiai paverčia elektros energija dėl fotovoltinio efekto. Tai puslaidininkinis fotodiodas, o kai saulės šviesa apšviečia fotodiodą, fotodiodas saulės šviesos energiją pavers elektros energija ir generuos elektros srovę. Kai daugelis elementų yra sujungti nuosekliai arba lygiagrečiai, jie gali tapti saulės elementų matrica, kurios išėjimo galia yra gana didelė.
Nustatymo veiksniai
Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti kuriant saulės energijos sistemą.
1. Kur bus naudojama saulės energijos sistema? Kokia yra dienos šviesos spinduliuotė toje vietoje?
2. Kokia yra sistemos apkrovos galia?
3. Kokia yra sistemos išėjimo įtampa, DC ar AC?
4. Kiek valandų per dieną sistemai reikia veikti?
5. Kiek dienų sistema turi būti nuolat maitinama, jei lietingu oru nėra dienos šviesos?
6. Kokia yra apkrova, grynai varžinė, talpinė ar indukcinė, ir kokia yra paleidimo srovė?
Nustatymasfaktoriai
Saulės elementų moduliai
Saulės elementų modulis yra pagrindinė saulės energijos tiekimo sistemos dalis ir vertingiausias sistemos komponentas, jo vaidmuo yra perduoti saulės spinduliuotę.
Energija paverčiama nuolatinės srovės energija. priklausomai nuo vartotojo galios ir įtampos poreikių, saulės moduliai gali būti pagaminti individualiam naudojimui arba keli saulės moduliai gali būti jungiami nuosekliai (kad atitiktų įtampos reikalavimus) ir lygiagrečiai (kad atitiktų srovės reikalavimus), kad susidarytų maitinimo blokas. suteikti didesnę elektros galią. Saulės moduliai pasižymi dideliu ploto ir galios santykiu, ilgu tarnavimo laiku ir dideliu patikimumu, o išėjimo galia paprastai sumažėja ne daugiau kaip 20 procentų per 20 metų. Keičiantis temperatūrai, keisis ir modulių srovė, įtampa bei galia, todėl moduliai turi būti projektuojami nuosekliai, atsižvelgiant į neigiamą įtampos temperatūros koeficientą.
Saulės įkrovimo ir iškrovos valdikliai
Saulės įkrovimo ir iškrovimo valdiklis, taip pat žinomas kaip „fotovoltinis valdiklis“, skirtas reguliuoti ir valdyti saulės modulių generuojamą elektros energiją, maksimaliai padidinti akumuliatoriaus įkrovimą ir apsaugoti akumuliatorių nuo per didelio įkrovimo ir perkaitimo. iškrovimas. Vietose, kur yra didelis temperatūrų skirtumas, PV valdiklis turi turėti temperatūros kompensavimo funkciją. Atsižvelgiant į sistemos nuolatinės srovės įtampos lygį ir saulės elementų modulio galią, kad būtų galima sukonfigūruoti tinkamą PV valdiklį, įprastas PV valdiklis turi DC12V, 24V, 48V, 110V, 220V skirtingus įtampos lygius.
Baterijų paketai
Pagrindinė jo užduotis – kaupti energiją, kad krovinys būtų maitinamas naktį arba lietingomis dienomis. Akumuliatorių skaičių nuosekliai ir lygiagrečiai galima konfigūruoti pagal sistemos nuolatinės srovės įtampos lygio reikalavimus. Jungiant baterijas nuosekliai ir lygiagrečiai, reikia vadovautis to paties tipo specifikacijomis, to paties gamintojo, tos pačios partijos ir vienu metu montuojamo bei naudojimo principu.
Išjungti tinklo keitikliai
Atjungtas nuo tinklo keitiklis yra vienas iš pagrindinių saulės energijos sistemos komponentų ir yra atsakingas už nuolatinės srovės konvertavimą į kintamosios srovės energiją, skirtą naudoti kintamosios srovės apkrovoms. Siekiant pagerinti bendrą fotovoltinės energijos gamybos sistemos našumą ir užtikrinti ilgalaikį stabilų elektrinės darbą, keitiklio veikimo rodikliai yra labai svarbūs. Inverteris pasirenkamas atsižvelgiant į apkrovos charakteristikas (pvz., varžinę, indukcinę ar talpinę) ir apkrovos galios dydį.
Privalumai
Palyginti su dažniausiai naudojama šiluminės energijos gamybos sistema, saulės fotovoltinės energijos gamybos pranašumai daugiausia atsispindi
1, nėra pavojaus išeikvoti.
2, saugus ir patikimas, be triukšmo, be taršos lauke, švarus (jokio pavojaus visuomenei).
3, neapsiriboja geografiniu išteklių pasiskirstymu ir gali pasinaudoti pastatų stogais.
4, nereikia vartoti kuro ir nustatyti perdavimo linijų, kad būtų galima gaminti energiją.
5, aukšta energijos kokybė.
6. Trumpas statybos laikotarpis ir trumpas laikas energijai gauti.
Trūkumai
1, su pertrūkiais ir atsitiktiniu panaudojimu ant žemės, elektros energijos gamyba yra susijusi su klimato sąlygomis, naktį arba lietingomis dienomis ji negali arba retai generuoja elektros energijos.
2, energijos tankis yra mažas, standartinėmis sąlygomis saulės spinduliuotės intensyvumas, gaunamas ant žemės, yra 1000 W/M^2. kai naudojamas dideliais dydžiais, jis turi užimti didelį plotą.
3, kaina vis dar yra gana brangi, 3–15 kartų didesnė už įprastą elektros energijos gamybą, o pradinės investicijos yra didelės.
Sisteminės programos
I. Naudotojams skirtas saulės energijos tiekimas: (1) mažas maitinimo šaltinis nuo 10-100W, naudojamas atokiose vietovėse, kuriose nėra elektros energijos, pvz., plokščiakalniais, salose, pastoracinėse zonose, pasienio apsaugos postuose ir kitame karinio ir civilinio gyvenimo maitinimo šaltinyje, pvz., apšvietimas, televizorius, registratorius ir kt.; (2) 3-5KW šeimos stogo elektros energijos gamybos sistema, prijungta prie tinklo; (3) fotovoltinis vandens siurblys: skirtas giliavandenių šulinių gerti ir drėkinti vietose, kuriose nėra elektros. Antra, transporto sritis, pvz., švyturiai, eismo / geležinkelio signalai, eismo įspėjamieji / ženklų žibintai, Yu Xiang gatvių žibintai, didelio aukščio kliūčių žibintai, greitkelių / geležinkelio belaidžio telefono būdelės, be priežiūros kelių pamainų maitinimo šaltinis ir kt. Ryšio/ryšio sritis: Saulės neprižiūrima mikrobangų perdavimo stotis, optinio kabelio priežiūros stotis, transliavimo/ryšio/ieškos maitinimo sistema; kaimo operatorių telefono fotovoltinė sistema, maža ryšio mašina, karių GPS maitinimo šaltinis ir tt Keturi, naftos, jūrų, meteorologiniai laukai: naftotiekiai ir rezervuarų vartai katodinės apsaugos saulės energijos sistema, naftos gręžimo platformos eksploatavimo laikas ir avarinis maitinimas, jūrų aptikimo įranga, meteorologinė / hidrologinė stebėjimo įranga ir kt. V. Buitinių lempų ir žibintų maitinimas: pavyzdžiui, sodo lempos, gatvių lempos, nešiojamos lempos, stovyklavimo lempos, žygių lempos, žvejybos lempos, juodi žibintai, gumos pjovimo lempos, energiją taupančios lempos ir kt. . Šešta, fotovoltinė elektrinė: 10KW-50MW nepriklausoma fotovoltinė elektrinė, kraštovaizdžio (malkų) papildoma elektrinė, įvairios didelės automobilių stovėjimo aikštelės įkrovimo stotelės ir kt. Septyni, saulės architektūra derina saulės energijos gamybą su statybinėmis medžiagomis, didelių pastatų ateitis, siekiant užtikrinti savarankišką elektros energijos tiekimą, yra pagrindinė ateities plėtros kryptis. Aštuonios kitos sritys apima: (1) ir automobilių palaikymą: saulės energiją naudojančius automobilius / elektrines transporto priemones, akumuliatorių įkrovimo įrangą, automobilių oro kondicionavimą, vėdinimo ventiliatorius, šaltų gėrimų dėžes ir kt.; (2) saulės vandenilio ir kuro elementų regeneracinės energijos gamybos sistema; (3) jūros vandens gėlinimo įrangos maitinimas; (4) palydovas, erdvėlaivis, kosminė saulės elektrinė ir kt.