Fotovoltaik panellardan invertorlarga: to'liq quyosh energiyasini ishlab chiqarish tizimining tarkibi batafsil tushuntirish

Barqaror energiya, quyosh energiyasi, toza va qayta tiklanadigan energiya manbai sifatida global targ'ibot fonida bizning hayotimizga asta-sekin kirib bormoqda. Quyosh elektr energiyasini yaratish tizimlari atrof-muhitni muhofaza qilish, energiya tejash va boshqa ko'plab afzalliklarga ko'proq e'tibor qaratdilar. Xo'sh, qanday qilib to'liq quyosh energiyasini ishlab chiqarish tizimi Keling, eng asosiy tarkibiy qism - fotoelektr panellari bilan boshlaymiz.

Quyosh panellari deb nomlanuvchi fotovoltaik panellar quyosh energiyasini ishlab chiqarish tizimlarining asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Ular quyosh nuri elektr energiyasiga quyosh nurini aylantirish uchun javobgarlikni "qo'lga olish" kabi harakat qilishadi. Uning ish printsipi mashhur "fotovoltaik ta'sir" ga asoslangan. Fotovoltaik panelda quyosh nuri porlashi, fotontalar elektron teshiklarni rag'batlantirish uchun fotovoltaator panelidagi yarimo'tkazgichli material bilan aralashadi. Ushbu elektron va teshiklar yarimo'tkazgich materialidagi elektr tokini shakllantirishda elektr energiyasining ichidagi elektr maydonining harakati ostida turli yo'nalishlarda harakatlanadi.

Fotovoltaik panellar odatda bir nechta quyosh uyali qismlaridan iborat. Ushbu hujayra bo'linmalarining aksariyati kremniy materiallaridan iborat bo'lib, ularda Monokristalin kremniylari va policrystalle kremniy hujayralari eng keng tarqalgan. Monokristostalin silika hujayralari yuqori konversiya samaradorligi, odatda, quyosh energiyasining elektr energiyasidan 20% {{}}% {{}}% {}}% {}}% {}}% {} {{3}% ni elektr energiyasiga aylanishi mumkinligini anglatadi. Uning ishlab chiqarish jarayoni nisbatan murakkab va xarajat nisbatan yuqori, ammo u barqaror energiya ishlab chiqarishning ijrosini va {{4} yilgacha uzoq umr ko'rish davom etmoqda. Polkrostallin silikon hujayralarining konversiya samaradorligi kamayadi, taxminan 15% {{} {{} {{} {{}

Monokristalning kremniylari va poliologik kremniy hujayralariga qo'shimcha ravishda, amorf kremniy, kadmiy stururid, mis globalli selenid kabi fotovoltaik panellarning boshqa turlari mavjud. Amorf silikon fotoelektol stanellari yaxshi moslashuvchanlikning afzalliklariga ega va ingichka pirani rangli filmlarga aylantirilishi mumkin. Ular ko'pincha tashqi ko'rinishi yoki o'rnatish joyiga maxsus talablarga ega bo'lgan ba'zi sahnalarda qo'llaniladi, ammo ularning konversion samaradorligi nisbatan past, umuman 6% {{1} {{1} {{1} {{1} {{1} {{1} {{1} Kadmiy ohangda selenid selenid fotoelektol va yadroli Gallium Gallium selenide kremniy va poli policystall silikon fotoelektolidan antizo'l rivojlanmoqda.

Fotovoltaik panellar tomonidan ishlab chiqarilgan quvvat - bu DC, biz kundalik hayotimizda biz har kuni ishlashni talab qiladigan elektr jihozlaridan foydalanamiz. Bu vaqtda, inverter muhim rol o'ynaydi. Bu Sehrli "konvertor" ga o'xshaydi. DCning fotovoltaik panellarini ishlab chiqarish turar joylar va korxonalar kabi turli xil foydalanuvchilarning kuch ehtiyojlarini qondirish uchun.

Invertorlarning ko'plab turlari mavjud va umumiylar markazlashtirilgan invertorlar, strververs va mikro-likererlardir. Markazlashtirilgan invertorlar yuqori quvvatga ega va odatda katta quyosh elektr stantsiyalari uchun mos keladi. U bir nechta fotovoltaik guruhlar tomonidan ishlab chiqarilgan DC-ni to'playdi va ularni o'zgartiradi. Afzalligi shundaki, xarajat nisbatan past va markaziy boshqaruv oson va saqlab qolish juda oson, ammo agar biron bir nosozlik bo'lsa, bu butun energiya yaratish tizimining ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. Satrniverter Inverter DCga turli xil fotovoltaik guruhlar uchun alohida o'zgartiradi, so'ngra ushbu AC qo'shadi. Uning moslashuvchanligi yuqori. Muayyan satr muammolarga duch kelsa ham, bu boshqa torlarning normal ishlashiga ta'sir qilmaydi. Bundan tashqari, qisman himoyalangan yoki turli yo'nalishlar bilan fotovoltaik panellarning o'rnatish stsenariylarida uning ishlash afzalliklarini o'ynashi mumkin. Hozirda u fotovoltaik energiyani ishlab chiqarish loyihalarida keng qo'llanilmoqda. Mikro atterter to'g'ridan-to'g'ri har bir fotoeltaik panelni alohida-alohida blokirovka qilish uchun har bir fotoeltaik panelning orqa tomoniga to'g'ridan-to'g'ri o'rnatiladi. Uning eng katta xususiyati shundaki, u har bir fotovoltaik panelning mustaqil monitoringi va maksimal quvvat nuqtasini kuzatishni amalga oshirishi mumkin. Agar fotovoltaik panel bloklangan yoki muvaffaqiyatsiz bo'lsa ham, boshqa fotovoltaik panellar hali ham normal ishlashi mumkin, bu esa energetikani yaratish samaradorligini oshiradi, bu esa energetikalik avlod tizimining samaradorligi va barqarorligini oshiradi. Biroq, har bir mikro atterer faqat bitta fotovoltaik panelga mos keladi, uning narxi nisbatan yuqori.

Elektr energiyasini konvertatsiya qilish jarayonida inverter ham boshqa muhim funktsiyalar mavjud. Masalan, quvvat punkti (MPT) funktsiyasi real vaqt rejimida fotovoltaik panelning chiqish quvvatini kuzatishi va ishlaydigan potovoltaik panelni avtomatik ravishda sozlashi mumkin, shu bilan elektr energiyasini tejashni yaxshilash. Bundan tashqari, inverter, shuningdek, energiya ishlab chiqarish tizimining barqaror ishlashini va xodimlar va uskunalar xavfsizligini ta'minlash uchun haddan tashqari olib tashlanadigan va oqishni himoya qilish kabi xavfsizlik himoyasi mavjud.

Fotovoltaik panellar uchun quyosh nuri yaxshiroq bo'lish uchun, barqaror qo'llab-quvvatlash tuzilishi kerak, bu qavs tizimidir. Qo'riqch tizimi fotovoltaik panellar uchun "qattiq qo'llab-quvvatlashga" o'xshaydi. Bu nafaqat fotovoltaik panellarning vazni aylanadi, balki shamol, yomg'ir, qor va hk. Kabi turli xil tabiiy ekologik omillarga qarshi.

Qavs tizimlarini ikki turga bo'lish mumkin: belgilangan va kuzatuv. Ruxsat etilgan qavslar o'rnatish va arzon narxlarda. Ular ma'lum bir burchakda va yo'nalishda fotovoltaik panellarni, tom, tomda yoki boshqa binolarni tuzatadilar. Ushbu qavsning o'rnatish burchagi odatda fotovoltaik panellarga ko'ra, fotovoltaik panellarga ko'ra, fotovoltaik panellar yilning aksariyatida etarlicha quyosh nuri bo'lishi mumkinligini ta'minlash uchun optimallashtirilgan. Qavslarni kuzatib borish yanada aqlli. Ular quyoshning pozitsiyasining o'zgarishiga ko'ra, ular fotooltaik panellarning burchagini avtomatik ravishda sozlashi mumkin, shunda fotovoltaik panellar har doim quyosh nuri bo'lgan fotoeltaik panellarning samaradorligini oshiradi. Kuzatuv qavslari odatda ikki turga bo'linadi: bir o'qni kuzatish va ikki o'qni kuzatish. Bir o'qni kuzatish qavslari bitta o'qda aylanishi mumkin (odatda Sharq-g'arbiy yo'nalishda gorizontal o'qi yoki shimoliy-janubda gorizontal o'qda), ikki o'qda, shuningdek, kuzatuv aniqligi bilan bir vaqtning o'zida aylanishi mumkin, ammo nisbatan yuqori xarajatlar.

Qavs tizimini tanlashda ko'p omillar har tomonlama ko'rib chiqilishi kerak. Masalan, o'rnatish saytining topografiyasi, mavjud maydon, mahalliy iqlim sharoiti va byudjet. Kichik taqsimlanadigan fotovoltaik elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun, masalan, uy tomovoltaik tizimlari kabi, belgilangan qavslar cheklangan joy cheklanganligi va xarajatlar sezgirligi tufayli belgilangan. Katta maydonlarda fotoelektma stantsiyalari, agar sayt sharoitlari ruxsat berilsa va undan yuqori energiya samaradorligi talab qilinsa, qavslar yaxshiroq tanlov bo'lishi mumkin.

Quyosh energiyasi ishlab chiqaradigan tizimlarda batareya paketlari elektr energiyasining "saqlash ombori" rolini o'ynaydi. Kerakli quyosh nuri bo'lganda, fotooltaik panellardan foydalaniladigan elektr energiyani foydalanuvchilardan foydalanib, ortiqcha elektr energiyasini batareya paketida saqlash mumkin. Kechasi yoki bulutli kunlarda quyosh nuri etarli bo'lmagan taqdirda, batareya quvvati saqlangan elektr energiyasini doimiy va barqaror quvvat bilan ta'minlash uchun saqlangan elektr energiyasini chiqaradi.

Umumiy batareyalar qatoriga etakchilik batareyalari, nikel-metall geldidli batareyalar va lityum-ion batareyalari kiradi. Qo'rg'oshin kislotali batareyalar eng keng tarqalgan energiya zaxiralaridan biridir. Ular arzon narxlar, etuk texnologiyani va oson texnik xizmat ko'rsatishning afzalliklariga ega. Biroq, ularning energiya zichligi nisbatan past, ularning hajmi va og'irligi katta, ularning zaryadlash va zaryadlash tsikli hayoti odatda {{4} atrofida. Nikel-metall gidridi batareyalarida kislota batareyalaridan yaxshiroqdir. Ularda yuqori energiya zichligi, uzoq muddatli zaryadlash va oqindi 1 ga yaqin, {000 tezkor, ammo ularning narxi nisbatan yuqori. Lithium-ion batteries have significant advantages such as high energy density, small volume, light weight, high charge and discharge efficiency, and long cycle life (usually up to 1,500-3,000 times), but their cost is relatively high at present. Ba'zi qimmatbaho buyurtmanomalar stsenariylarida, ularning aktsiyasi ma'lum cheklovlarga duch keladi.

Batareya paketlarini loyihalash va sozlashda, masalan, quyosh energiyasini ishlab chiqarishning haqiqiy talabi, fotovoltaik panellarning energiya ishlab chiqarish quvvati va mahalliy yorug'lik sharoitlarining energiya ishlab chiqarish quvvati kabi omillarni ko'rib chiqish kerak. Masalan, foydalanuvchilarning elektr energiyasini saqlashning asosiy qismi bulutli kunlarda bajarilishi mumkinligini ta'minlash uchun tegishli batareyaning tegishli imkoniyatlarini aniqlash kerak. Shu bilan birga, batareyani zaryadlash va tushirish bilan shug'ullanish, oqilona zaryadlash va tushirish strategiyasini qabul qilish, batareyaning ishlash muddatini uzaytirish va energiya saqlash narxini kamaytirish zarur.

Tekshiruvchi - bu quyosh energiyasini ishlab chiqarish tizimining "aqlli uy bekasi". Tizimning xavfsiz va barqaror ishlashini ta'minlash uchun barcha elektr energiyasini nazorat qilish va nazorat qilish uchun javobgardir. Tekshiruvchi asosan quyidagi muhim funktsiyalarga ega:

Birinchisi - bu zaryadlash va tushirish nazorati funktsiyasi. Bu batareyaning kuchlanishini, joriy va boshqa parametrlarini real vaqt rejimida kuzatib borish va batareyaning zaryadini zaryadlashning zaryadlash holati va batareyaning zaryadini ortiqcha zaryadlash yoki ortiqcha zaryadsiz zaryadlash uchun zaryadlash jarayonini avtomatik ravishda nazorat qilishi mumkin. Batareya to'liq zaryadlanganda, kontroller avtomatik ravishda zaryadlangan batareyaga zarar etkazmaslik uchun zaryadlovchini o'chiradi; Batareya quvvati juda past bo'lganida, kontroller batareyaning ishlash muddatini himoya qilish uchun ishdan bo'shatishni to'xtatadi.

Ikkinchisi - quvvat nuqtasini kuzatishni boshqarish funktsiyasi. Konverter bilan birgalikda ishlashi mumkin, shunda u har doim maksimal quvvat nuqtali yaqinida ishlaydi, shuning uchun u har doim maksimal quvvat nuqtai nazaridan ish olib borishi mumkin, shu bilan fotovoltaik panelning samaradorligini oshiradi.

Bundan tashqari, boshqaruvchi, shuningdek, tizimning aybdor diagnostikasi va himoya funktsiyalari mavjud. Bu real vaqt rejimida elektr energiyasini ishlab chiqarish tizimidagi har bir komponentni kuzatishi mumkin. Agar nosozliklar, masalan, inkorni tiklash va boshqalarni o'z vaqtida ushlab turish va xatolarni bartaraf etish va ta'mirlash xodimlarini o'z vaqtida ushlab turish va ta'mirlash xodimlarini o'z vaqtida himoya qilish va ta'mirlash xodimlarini o'z vaqtida himoya qilish va ta'mirlash xodimlarini jalb qilish kabi kamchiliklar aniqlanadi.

Quyosh energetikasida turli xil va o'lchamdagi quyosh energiyasini ishlab chiqarishda ishlatiladigan kontrollerlar ham boshqacha. Kichik quyosh elektr energiyasining paydo bo'lishi tizimlarida oddiy oddiy integratsiyalashgan nazoratchi odatda qo'llaniladi. U to'lov va tushirish nazorati va maksimal quvvat nuqtasini kuzatishni boshqarish kabi asosiy funktsiyalarni birlashtiradi. Bu kichik hajmda va past narxda, shuningdek, uy tomir sxegiik tizimlari kabi kichik dasturiy stsenariylar uchun mos keladi. Katta quyosh elektr stantsiyalarida kuchli va aqlli markazlashtirilgan boshqaruvchi talab qilinadi. Bu ichki elektr stantsiyasida ko'plab fotovoltaik panellar, invertorlar, batareya paketlari va boshqa uskunalarni bir tekislaydi va tizimni aniq va aniqlik bilan boshqarish.

To'liq quyosh elektr energiyasini yaratish tizimi fotolaroltaik panellar, invertorlar, qavs tizimlari, batareya paketlari va birgalikda ishlaydigan kontrollerlar kabi bir nechta tarkibiy qismlardan iborat. Har bir komponent ajralmas rol o'ynaydi. Ular suv energiyasini elektr energiyasiga o'tkazish uchun birgalikda ishlashimiz mumkin, barqaror energiya rivojlanishiga hissa qo'shamiz, bu barqaror energiya rivojlanishiga hissa qo'shamiz. Texnologiyaning doimiy rivojlanishi va xarajatlarni bosqichma-bosqich kamaytirish bilan quyosh energiyasini yaratish tizimining dasturiy ta'minoti kelgusi energiya sohasida yanada muhimroq mavqega ega bo'lishi kutilmoqda.