1. Saules fotoelektriskās sistēmas sastāvs un darbības princips
Saules fotoelementu sistēma sastāv no šādām trim daļām: saules bateriju sastāvdaļas; uzlādes un izlādes kontrolieri, invertori, pārbaudes instrumenti un datoru uzraudzības un citas jaudas elektroniskās iekārtas; un baterijas vai citas enerģijas uzglabāšanas un elektroenerģijas ražošanas palīgiekārtas.
Saules fotoelektriskajām sistēmām ir šādas īpašības:
- Nav rotējošu detaļu, nav trokšņa;
- Nav gaisa piesārņojuma un notekūdeņu novadīšanas;
- Nav degšanas procesa, nav nepieciešama degviela;
- Vienkārša apkope un zemas uzturēšanas izmaksas;
- Laba ekspluatācijas uzticamība un stabilitāte;
- Kā galvenā sastāvdaļa saules baterijām ir ilgs kalpošanas laiks, un kristāliskā silīcija saules bateriju kalpošanas laiks var sasniegt vairāk nekā 25 gadus;
Enerģijas ražošanu var viegli palielināt pēc vajadzības.
Fotoelektriskās sistēmas tiek plaši izmantotas. Fotoelektrisko sistēmu lietojumu pamatformas var iedalīt divās kategorijās: neatkarīgas elektroenerģijas ražošanas sistēmas un ar tīklu savienotas elektroenerģijas ražošanas sistēmas. Galvenās pielietojuma jomas galvenokārt ir kosmosa lidaparāti, sakaru sistēmas, mikroviļņu releju stacijas, TV diferenciālie diski, fotoelektriskie ūdens sūkņi un mājsaimniecības elektroapgāde apgabalos, kuros nav elektrības. Attīstoties tehnoloģijām un pasaules ekonomikas ilgtspējīgas attīstības vajadzībām, attīstītās valstis plānveidīgi ir sākušas veicināt pilsētas fotoelektrisko tīklu pieslēgtu elektroenerģijas ražošanu, galvenokārt būvējot mājsaimniecību jumta fotoelektriskās elektroenerģijas ražošanas sistēmas un MW līmeņa centralizētu liela mēroga elektroenerģijas ražošanu. tīklam pieslēgtas elektroenerģijas ražošanas sistēmas. Tajā pašā laikā ir enerģiski veicināta saules fotoelektrisko sistēmu izmantošana transportā un pilsētas apgaismojumā.
Fotoelementu sistēmām ir dažādi mērogi un pielietojuma formas. Piemēram, sistēmas mērogs aptver plašu diapazonu, sākot no 0,3 līdz 2 W saules dārza gaismām līdz MW līmeņa saules fotoelektriskajām elektrostacijām, piemēram, 3,75 kWp mājsaimniecības jumta elektroenerģijas ražošanas iekārtām un Dunhuang 10 MW projektam. Tās pieteikuma veidlapas ir arī dažādas, un tās var plaši izmantot daudzās jomās, piemēram, mājsaimniecībā, transportā, sakaros un kosmosa lietojumos. Lai gan fotoelektrisko sistēmu izmēri atšķiras, to sastāvs un darbības principi būtībā ir vienādi. Attēlā 4-1 ir shematiska diagramma tipiskai fotoelementu sistēmai, kas nodrošina līdzstrāvas slodzes. Tas satur vairākas galvenās fotoelektriskās sistēmas sastāvdaļas:
Fotoelementu moduļu bloks: tas sastāv no saules bateriju elementiem (sauktiem arī par fotoelementu moduļiem), kas savienoti virknē un paralēli atbilstoši sistēmas prasībām. Tas saules gaismā pārvērš saules enerģiju elektriskajā enerģijā. Tā ir saules fotoelektriskās sistēmas galvenā sastāvdaļa.
Akumulators: uzglabā saules bateriju komponentu saražoto elektrisko enerģiju. Ja apgaismojums ir nepietiekams vai naktī, vai slodzes pieprasījums ir lielāks par saules bateriju komponentu radīto jaudu, uzkrātā elektriskā enerģija tiek atbrīvota, lai apmierinātu slodzes enerģijas pieprasījumu. Tas ir saules fotoelektriskās sistēmas akumulators. funkcionālās daļas. Pašlaik svina-skābes baterijas parasti izmanto saules fotoelektriskajās sistēmās. Sistēmām ar augstākām prasībām parasti tiek izmantoti ar dziļās izlādes vārstu regulējami noslēgti svina-skābes akumulatori, dziļi izlādes šķidrumu absorbējoši svina-skābes akumulatori utt.
Kontrolieris: tas nosaka un kontrolē akumulatora uzlādes un izlādes apstākļus, kā arī kontrolē saules bateriju komponentu un akumulatora jaudu atbilstoši slodzes jaudai. Tā ir visas sistēmas galvenā vadības daļa. Attīstoties saules fotoelementu nozarei, kontrolieru funkcijas kļūst arvien jaudīgākas, un ir tendence integrēt tradicionālo vadības daļu, invertoru un uzraudzības sistēmu. Piemēram, AES SPP un SMD sērijas kontrolleri integrē iepriekš minētās trīs funkcijas.
Invertors: saules fotoelementu barošanas sistēmā, ja ir maiņstrāvas slodze, tad ir jāizmanto invertora ierīce, lai saules bateriju komponentu radīto līdzstrāvu vai akumulatora atbrīvoto līdzstrāvu pārveidotu maiņstrāvas jaudu, kas nepieciešama slodze.
Saules fotogalvaniskās barošanas sistēmas darbības pamatprincips ir uzlādēt akumulatoru ar elektrisko enerģiju, ko saules starojuma ietekmē ģenerē saules bateriju komponenti, vai tieši piegādāt strāvu slodzei, kad tiek izpildīts slodzes pieprasījums. Ja saule ir nepietiekama vai naktī Akumulators piegādā strāvu līdzstrāvas slodzei, ko kontrolē regulators. Fotoelementu sistēmām, kurās ir maiņstrāvas slodze, ir jāpievieno invertors, lai pārveidotu līdzstrāvu maiņstrāvas strāvā. Fotoelektrisko sistēmu lietojumprogrammām ir dažādas formas, taču pamatprincipi paliek nemainīgi. Citu veidu fotoelektriskajām sistēmām atkarībā no faktiskajām vajadzībām atšķiras tikai vadības mehānisms un sistēmas sastāvdaļas. Tālāk tiks detalizēti aprakstīti dažādi fotoelektrisko sistēmu veidi.