ההרכב ועקרון העבודה של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית

מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית היא השימוש באפקט פוטו-וולטאי, האנרגיה הסולארית למערכת ייצור חשמל, ניתן לחלק למערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית עצמאית, מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית המחוברת לרשת ומערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת. המילים הבאות יתנו לכם היכרות קצרה עם ההרכב ועקרון העבודה של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית ואלו:
1. מודולים פוטו-וולטאיים
מודולים פוטו-וולטאיים הם חלק הליבה של כל מערכת ייצור החשמל, המורכבת מיריעות מודולים פוטו-וולטאיים או מודולים פוטו-וולטאיים בעלי מפרטים שונים שנחתכו על ידי מכונות חיתוך לייזר או מכונות חיתוך חוטי פלדה. מכיוון שהזרם והמתח של תא פוטו-וולטאי בודד קטנים מאוד, יש צורך להשיג תחילה מתח גבוה בסדרה, ולאחר מכן להשיג זרם גבוה במקביל, פלט דרך צינור קוטב (כדי למנוע כניסת זרם חזרה), ולאחר מכן לארוז פנימה מסגרת נירוסטה, אלומיניום או מסגרת אחרת שאינה ממתכת, התקן את הזכוכית מעל ואת הלוח האחורי מאחור, מלא חנקן ואטום. המודולים הפוטו-וולטאיים משולבים בסדרה ובמקביל ליצירת מערך מודולים פוטו-וולטאיים, המכונה גם מערך פוטו-וולטאי.
עקרון עבודה: השמש זורחת על צומת PN המוליך למחצה, ויוצרת זוג חור-אלקטרונים חדש, תחת פעולת השדה החשמלי של צומת PN, החור זורם מאזור p לאזור n, האלקטרון זורם מאזור n אל אזור p, והזרם נוצר לאחר הפעלת המעגל. תפקידו להמיר אנרגיה סולארית לחשמל, ונשלח לסוללה לאחסון, או לקדם את עבודת העומס.
סוג רכיב:
① סיליקון חד גבישי: שיעור המרה פוטו-אלקטרי ≈ 18%, גבוה כמו 24%, הוא שיעור ההמרה הגבוה ביותר של כל המודולים הפוטו-וולטאיים, בדרך כלל באמצעות זכוכית מחוסמת ואריזות שרף עמיד למים, עמיד, חיי שירות יכולים להגיע בדרך כלל ל-25 שנים.
② פוליסיליקון: שיעור המרה פוטו-אלקטרי ≈ 14%, ותהליך הייצור של סיליקון חד-גבישי דומה, ההבדל בין פוליסיליקון הוא ששיעור ההמרה הפוטואלקטרי נמוך יותר, המחיר נמוך יותר, החיים קצרים יותר, אך החומר הפוליסיליקון פשוט ייצור, חסכון בצריכת חשמל, עלות ייצור נמוכה, כך שהוא פותח במרץ.
③ סיליקון אמורפי: שיעור המרה פוטו-אלקטרי ≈ 10%, ושיטת ייצור סיליקון ופוליסיליקון חד-גבישית שונה לחלוטין, הוא תא סולארי עם סרט דק, התהליך מפושט מאוד, צריכת חומרי הסיליקון מועטה מאוד, צריכת חשמל נמוכה יותר, היתרון העיקרי שלו הוא בתנאי תאורה חלשים יכול גם לייצר חשמל.
2, בקר (שימוש במערכת מחוץ לרשת)
הבקר הפוטו-וולטאי הוא מכשיר בקרה אוטומטי שיכול למנוע אוטומטית מהסוללה טעינת יתר ופריקת יתר. באמצעות מעבד מעבד במהירות גבוהה וממיר A/D אנלוגי-דיגיטלי ברמת דיוק גבוהה, זוהי מערכת בקרת רכישת נתונים וניטור מיקרו-מחשב, שיכולה לאסוף במהירות ובזמן אמת את מצב העבודה הנוכחי של המערכת הפוטו-וולטאית, להשיג את מידע עובד של תחנת ה-PV בכל עת, ולצבור את הנתונים ההיסטוריים של תחנת ה-PV בפירוט. הוא מספק בסיס מדויק ומספק להערכת הרציונליות של תכנון מערכת PV ובדיקת מהימנות איכות רכיבי המערכת. יש לו גם פונקציית העברת נתונים של תקשורת טורית, שיכולה לנהל ולשלוט מרחוק במספר תחנות משנה של מערכת PV.
3. מהפך
אינוורטר הוא מכשיר הממיר זרם ישר שנוצר על ידי ייצור חשמל פוטו-וולטאי לזרם חילופין, מהפך פוטו-וולטאי הוא אחד מאיזוני המערכת החשובים במערכת המערך הפוטו-וולטאי, וניתן להשתמש בו עם ציוד אספקת מתח AC כללי. לממירים סולאריים יש פונקציות מיוחדות עם מערכים פוטו-וולטאיים, כגון מעקב אחר נקודות הספק גבוה והגנה על איים.
ניתן לחלק ממירי שמש לשלוש הקטגוריות הבאות:
① מהפך עצמאי: בשימוש במערכת עצמאית, המערך הפוטו-וולטאי טוען את הסוללה, והמהפך לוקח את מתח ה-DC של הסוללה כמקור האנרגיה. לממירים בודדים רבים יש גם מטעני סוללות משולבים שיכולים לטעון את הסוללה באמצעות מתח AC. בדרך כלל, ממירים כאלה אינם באים במגע עם רשת החשמל, ולכן אינם דורשים פונקציות הגנה על אי.
② מהפך המחובר לרשת: ניתן לשלוח את מתח המוצא של המהפך לאספקת החשמל המסחרית של AC, כך שגל אקורד המוצא צריך להיות זהה לפאזה, לתדירות ולמתח של ספק הכוח. למהפך המחובר לרשת יהיה עיצוב בטיחותי שמכבה אוטומטית את הפלט אם הוא לא מחובר לאספקת החשמל. אם אספקת החשמל של הרשת קופצת, למהפך המחובר לרשת אין פונקציית אספקת חשמל.
(3) מהפך סוללה במצב המתנה: מהפך מיוחד, על ידי הסוללה כספק הכוח שלה, עם מטען הסוללה לטעינת הסוללה, אם יש יותר מדי כוח, ייטען מחדש עד לקצה מתח ה-AC. מהפך זה יכול לספק מתח AC לעומס שצוין כאשר אספקת החשמל של הרשת כבויה, ולכן צריך להיות לו פונקציית הגנה על אי.
4, סוללה (לא נדרשת עבור מערכת המחוברת לרשת)
הסוללה היא המכשיר לאחסון חשמל במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית. כיום, ישנם ארבעה סוגים של סוללות נטולות תחזוקה של עופרת, סוללות חומצת עופרת רגילות, סוללות קולואידיות וסוללות ניקל-קדמיום אלקליין, וסוללות ללא תחזוקה נטולות חומצה עופרת וסוללות קולואידיות נמצאות בשימוש נרחב.
עקרון העבודה: במהלך היום השמש זורחת על המודול הפוטו-וולטאי, מייצרת מתח DC, ממירה את אנרגיית האור לחשמל, ולאחר מכן מעבירה אותה לבקר, לאחר הגנת טעינת יתר של הבקר, מועבר החשמל מהמודול הפוטו-וולטאי. לסוללה לאחסון, לשימוש בעת הצורך.