Spiegazione dei sistemi di energia solare off-grid

Il sistema di energia solare off-grid utilizza pannelli solari per convertire l'energia solare in energia elettrica quando c'è luce, fornendo energia al carico attraverso il regolatore di carica/scarica solare e caricando contemporaneamente la batteria; con tempo nuvoloso o quando non c'è luce, il carico CC viene alimentato dal banco batterie tramite il regolatore di carica/scarica solare, mentre la batteria deve fornire alimentazione direttamente all'inverter indipendente, che viene invertito in corrente alternata per fornire la corrente alternata carico attraverso l'inverter indipendente.

I sistemi di energia solare off-grid sono ampiamente utilizzati in aree montuose remote, aree senza elettricità, isole, stazioni base di comunicazione e altre applicazioni. Il sistema è generalmente costituito da energia solare

Principio di generazione di energia

Quando la luce solare splende su una giunzione pn di un semiconduttore, si forma una nuova coppia di elettroni-buche e, sotto l'azione del campo elettrico della giunzione pn, le lacune scorrono dalla zona n alla zona p e gli elettroni fluiscono dalla p- zona alla zona n, formando una corrente elettrica quando il circuito è acceso. Questo è il principio di funzionamento della cella solare ad effetto fotoelettrico.

 Esistono due modi per generare elettricità dall'energia solare, uno è il metodo di conversione luce-termica-elettricità e l'altro è il metodo di conversione diretta luce-elettricità.

(1) Il metodo di conversione fototermico-elettrico genera elettricità utilizzando l'energia termica generata dalla radiazione solare, generalmente convertendo l'energia termica assorbita dai collettori solari in vapore dalla massa di lavoro, che poi aziona una turbina per generare elettricità. Il primo processo è il processo di conversione fototermica; quest'ultimo processo è il processo di conversione termoelettrica.

(2) La conversione diretta della luce - elettricità è l'uso dell'effetto fotoelettrico, l'energia della radiazione solare direttamente in elettricità, la luce - la conversione dell'elettricità del dispositivo di base è la cella solare. La cella solare è un dispositivo che converte l'energia solare direttamente in energia elettrica grazie all'effetto fotovoltaico. È un fotodiodo a semiconduttore e quando la luce solare splende sul fotodiodo, il fotodiodo trasformerà l'energia luminosa del sole in energia elettrica e produrrà una corrente elettrica. Quando molte celle sono collegate in serie o in parallelo, possono diventare un array di celle solari con una potenza di uscita relativamente grande.

Fattori di impostazione

Fattori da considerare nella progettazione di un impianto solare.

1. Dove verrà utilizzato l'impianto solare? Qual è la radiazione diurna nel luogo?

2. Qual è la potenza di carico del sistema?

3. Qual è la tensione di uscita del sistema, CC o CA?

4. Quante ore al giorno sono necessarie al sistema per funzionare?

5. Per quanti giorni il sistema deve essere alimentato continuamente se non c'è luce diurna in caso di pioggia?

6. Qual è il carico, puramente resistivo, capacitivo o induttivo, e qual è la corrente di avviamento?

Ambientazionefattori

Moduli di celle solari

Il modulo a celle solari è la parte principale di un sistema di alimentazione solare ad isola e il componente più prezioso del sistema, il suo ruolo è quello di trasferire la radiazione solare

L'energia viene convertita in energia in corrente continua. a seconda dei requisiti di alimentazione e tensione dell'utente, è possibile realizzare moduli solari per uso individuale, oppure è possibile collegare più moduli solari in serie (per soddisfare i requisiti di tensione) e in parallelo (per soddisfare i requisiti di corrente) per formare un array di alimentazione per fornire una maggiore potenza elettrica. I moduli solari sono caratterizzati da un elevato rapporto area/potenza, lunga durata e alta affidabilità, con una potenza di uscita che generalmente diminuisce di non più del 20% in una durata di 20 anni. Al variare della temperatura, cambieranno anche la corrente, la tensione e la potenza dei moduli, quindi i moduli devono essere progettati in serie tenendo presente un coefficiente di temperatura di tensione negativo.

Regolatori di carica e scarica solare

Il regolatore di carica e scarica solare, noto anche come "regolatore fotovoltaico", è progettato per regolare e controllare l'energia elettrica generata dai moduli solari, per massimizzare la carica della batteria e per proteggere la batteria da sovraccarico e sovraccarico scaricando. In luoghi dove c'è una grande differenza di temperatura, il regolatore FV dovrebbe avere la funzione di compensazione della temperatura. In base al livello di tensione CC del sistema e alla potenza del modulo di celle solari per configurare il controller FV appropriato, il controller FV comune ha livelli di tensione diversi DC12V, 24V, 48V, 110V, 220V.

Pacchi batteria

Il suo compito principale è quello di immagazzinare energia per garantire che il carico sia alimentato di notte o nei giorni di pioggia. Il numero di batterie in serie e in parallelo può essere configurato in base ai requisiti del livello di tensione CC del sistema. Quando si collegano le batterie in serie e in parallelo, è necessario seguire lo stesso tipo di specifica, lo stesso produttore, lo stesso lotto e il principio di installazione e utilizzo simultanei.

Inverter ad isola

L'inverter di rete ad isola è uno dei componenti principali di un sistema di energia solare ad isola ed è responsabile della conversione della corrente continua in corrente alternata per l'utilizzo da parte dei carichi CA. Al fine di migliorare le prestazioni complessive del sistema di generazione di energia FV e garantire il funzionamento stabile a lungo termine della centrale, gli indicatori di prestazione dell'inverter sono molto importanti. La selezione dell'inverter si basa sulle caratteristiche del carico (ad es. resistivo, induttivo o capacitivo) e sulla dimensione della potenza del carico.

Vantaggi

Rispetto al sistema di generazione di energia termica comunemente utilizzato, i vantaggi della generazione di energia solare fotovoltaica si riflettono principalmente

1, nessun pericolo di esaurimento.

2, sicuro e affidabile, nessun rumore, nessuna emissione di inquinamento all'esterno, pulito (nessun pericolo pubblico).

3, non limitati dalla distribuzione geografica delle risorse e possono usufruire di coperture edilizie.

4, non c'è bisogno di consumare carburante e impostare linee di trasmissione per generare energia in loco.

5, alta qualità dell'energia.

6. Breve periodo di costruzione e poco tempo speso per ottenere energia.

Svantaggi

1, intermittente e casuale nell'applicazione a terra, la produzione di energia è correlata alle condizioni climatiche, di notte o nei giorni di pioggia non può o raramente genera energia.

2, la densità di energia è bassa, in condizioni standard, l'intensità della radiazione solare ricevuta al suolo è 1000 W/M^2. se utilizzato in grandi dimensioni, deve occupare una vasta area.

3, il prezzo è ancora relativamente costoso, 3 ~ 15 volte la produzione di energia convenzionale e l'investimento iniziale è elevato.

Applicazioni di sistema

I. Alimentazione solare per gli utenti: (1) piccolo alimentatore che va da 10-100W, utilizzato in aree remote senza elettricità come altopiani, isole, aree pastorali, posti di guardia di frontiera e altre fonti di alimentazione per la vita militare e civile, come illuminazione, TV, registratore, ecc.; (2) 3-5Sistema di generazione di energia connesso alla rete della famiglia KW sul tetto; (3) pompa dell'acqua fotovoltaica: per risolvere l'acqua potabile di pozzo e l'irrigazione in aree prive di elettricità. In secondo luogo, il campo dei trasporti come luci di segnalazione, segnali stradali/ferroviari, semafori di avviso/segnaletica stradale, lampioni Yu Xiang, luci di ostacolo ad alta quota, cabine telefoniche wireless autostradali/ferroviarie, alimentazione elettrica per turni stradali non presidiati, ecc. Terzo, campo di comunicazione/comunicazione: stazione di rilancio a microonde non presidiata solare, stazione di manutenzione del cavo ottico, sistema di alimentazione di radiodiffusione/comunicazione/cercapersone; sistema fotovoltaico del telefono dell'operatore rurale, piccola macchina di comunicazione, alimentazione GPS del soldato, ecc. Quattro, campo petrolifero, marittimo, meteorologico: oleodotti e cancelli del serbatoio protezione catodica sistema di energia solare, vita della piattaforma di perforazione petrolifera e alimentazione di emergenza, apparecchiature di rilevamento marittimo, apparecchiature di osservazione meteorologica / idrologica, ecc. V. Alimentazione di lampade e lanterne domestiche: come lampioni da giardino, lampioni stradali, lampade portatili, lampade da campeggio, lampade da trekking, lampade da pesca, luci nere, lampade da taglio della gomma, lampade a risparmio energetico, ecc. . Sesto, centrale fotovoltaica: centrale fotovoltaica indipendente da 10KW-50MW, centrale elettrica complementare scenica (legna da ardere), una varietà di grandi stazioni di ricarica per parcheggi, ecc. Sette, l'architettura solare combina la produzione di energia solare con materiali da costruzione, rendere il futuro dei grandi edifici per raggiungere l'autosufficienza energetica, è un'importante direzione di sviluppo futuro. Otto, altre aree includono: (1) e supporto automobilistico: auto solari/veicoli elettrici, apparecchiature per la ricarica della batteria, aria condizionata per autoveicoli, ventole di ventilazione, scatole per bevande fredde, ecc.; (2) sistema di generazione di energia rigenerativa a idrogeno solare più celle a combustibile; (3) alimentazione elettrica per apparecchiature di desalinizzazione dell'acqua di mare; (4) satellite, veicolo spaziale, centrale solare spaziale, ecc.