1. Samenstelling en principe van fotovoltaïsche zonne-energiesystemen
Een fotovoltaïsch systeem op zonne-energie bestaat uit de volgende drie delen: zonnecelcomponenten; laad- en ontlaadregelaars, omvormers, testinstrumenten en computerbewaking en andere vermogenselektronische apparatuur; en batterijen of andere apparatuur voor energieopslag en hulpenergieopwekking.
Fotovoltaïsche zonne-energiesystemen hebben de volgende kenmerken:
- Geen roterende delen, geen geluid;
- Geen luchtvervuiling en geen afvalwaterlozing;
- Geen verbrandingsproces, geen brandstof nodig;
- Eenvoudig onderhoud en lage onderhoudskosten;
- Goede bedrijfszekerheid en stabiliteit;
- Als belangrijk onderdeel hebben zonnecellen een lange levensduur en kan de levensduur van zonnecellen van kristallijn silicium meer dan 25 jaar bedragen;
De energieopwekking kan indien nodig eenvoudig worden opgeschaald.
Fotovoltaïsche systemen worden veel gebruikt. De basisvormen van toepassingen voor fotovoltaïsche systemen kunnen in twee categorieën worden onderverdeeld: onafhankelijke energieopwekkingssystemen en netgekoppelde energieopwekkingssystemen. De belangrijkste toepassingsgebieden bevinden zich voornamelijk in ruimtevliegtuigen, communicatiesystemen, microgolfrelaisstations, differentiële tv-draaitafels, fotovoltaïsche waterpompen en huishoudelijke stroomvoorziening in gebieden zonder elektriciteit. Met de ontwikkeling van de technologie en de behoeften van de duurzame ontwikkeling van de wereldeconomie zijn de ontwikkelde landen begonnen met het op een geplande manier stimuleren van stedelijke fotovoltaïsche, op het elektriciteitsnet aangesloten energieopwekking, waarbij voornamelijk fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen op daken van huishoudens worden gebouwd en gecentraliseerde grootschalige gecentraliseerde elektriciteitsopwekkingssystemen op MW-niveau. netgekoppelde energieopwekkingssystemen. Tegelijkertijd wordt de toepassing van fotovoltaïsche zonne-energiesystemen krachtig gepromoot in de transport- en stadsverlichting.
Fotovoltaïsche systemen hebben verschillende schaalgroottes en toepassingsvormen. De systeemschaal omvat bijvoorbeeld een breed bereik, variërend van 0.3 tot 2W tuinverlichting op zonne-energie tot fotovoltaïsche zonne-energiecentrales op MW-niveau, zoals 3,75 kWp huishoudelijke apparatuur voor stroomopwekking op daken en het Dunhuang 10MW-project. De toepassingsvormen zijn ook divers en kunnen op grote schaal worden gebruikt op veel gebieden, zoals huishoudelijke, transport-, communicatie- en ruimtevaarttoepassingen. Hoewel fotovoltaïsche systemen qua grootte variëren, zijn hun samenstelling en werkingsprincipes in principe hetzelfde. Figuur 4-1 is een schematisch diagram van een typisch fotovoltaïsch systeem dat gelijkstroombelastingen levert. Het bevat verschillende hoofdcomponenten van het fotovoltaïsche systeem:
Fotovoltaïsche modulearray: Het is samengesteld uit zonnecelelementen (ook wel fotovoltaïsche celmodules genoemd) die in serie en parallel zijn geschakeld volgens de systeemvereisten. Het zet zonne-energie om in elektrische energie onder zonlicht. Het is de kerncomponent van het fotovoltaïsche zonnesysteem.
Batterij: slaat de elektrische energie op die wordt gegenereerd door de componenten van zonnecellen. Wanneer er onvoldoende licht is of 's nachts, of de vraag naar de belasting groter is dan de stroom die door de zonnecelcomponenten wordt gegenereerd, wordt de opgeslagen elektrische energie vrijgegeven om aan de energievraag van de belasting te voldoen. Het is de accu van het fotovoltaïsche zonne-energiesysteem. functionele onderdelen. Momenteel worden loodzuurbatterijen vaak gebruikt in fotovoltaïsche zonne-energiesystemen. Voor systemen met hogere eisen worden meestal diepontladingsklepgeregelde afgedichte loodzuuraccu's, vloeistofabsorberende loodzuuraccu's met diepe ontlading enz. gebruikt.
Controller: Het bepaalt en regelt de laad- en ontlaadomstandigheden van de batterij, en regelt de vermogensafgifte van de zonnecelcomponenten en de batterij naar de belasting, afhankelijk van de stroomvraag van de belasting. Het is het belangrijkste besturingsgedeelte van het hele systeem. Met de ontwikkeling van de fotovoltaïsche industrie op zonne-energie worden de functies van controllers steeds krachtiger en is er een trend om het traditionele besturingsgedeelte, de omvormer en het monitoringsysteem te integreren. De controllers uit de SPP- en SMD-serie van AES integreren bijvoorbeeld de bovengenoemde drie functies.
Omvormer: In het fotovoltaïsche energievoorzieningssysteem op zonne-energie moet, als er een wisselstroombelasting is, een omvormerapparaat worden gebruikt om de gelijkstroom die wordt gegenereerd door de zonnecelcomponenten of de gelijkstroom die door de batterij wordt vrijgegeven, om te zetten in de wisselstroom die nodig is voor de laden.
Het basisprincipe van het fotovoltaïsche energievoorzieningssysteem op zonne-energie is het opladen van de batterij met de elektrische energie die wordt gegenereerd door de zonnecelcomponenten onder invloed van de zon, of het rechtstreeks leveren van stroom aan de belasting wanneer aan de belastingvraag wordt voldaan. Als de zon onvoldoende is of 's nachts. De batterij levert stroom aan de DC-belasting onder controle van de controller. Voor fotovoltaïsche systemen met wisselstroombelastingen moet een omvormer worden toegevoegd om de gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. Toepassingen van fotovoltaïsche systemen zijn er in vele vormen, maar de basisprincipes blijven hetzelfde. Bij andere soorten fotovoltaïsche systemen verschillen alleen het besturingsmechanisme en de systeemcomponenten afhankelijk van de werkelijke behoeften. Verschillende soorten fotovoltaïsche systemen zullen hieronder in detail worden beschreven.