Über die Zusammensetzung des netzunabhängigen photovoltaischen Stromerzeugungssystems
Off-Grid-Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme bestehen hauptsächlich aus Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungsgeräten, Energiespeichergeräten, Controllern und Wechselrichtern. Nachfolgend finden Sie eine kurze Einführung zu jedem Teil.
Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungsgerät
Sie kann aus einkristallinem Silizium oder polykristallinem Silizium oder photovoltaischen Bauelementen aus amorphem Silizium bestehen. Eine Gruppe von Solarzellen, die mit Glas und speziellen Materialien verpackt sind, wird als Solarzellenmodul bezeichnet; mehrere Solarzellenmodule werden verbunden, um eine Solarzellenanordnung zu bilden. Der Typ und die Zusammensetzung der Solarzellen werden entsprechend der vom System benötigten Leistung, der Nutzungsumgebung und den Kosten ausgewählt.
Energiespeicher
Da die photovoltaische Stromerzeugung direkt von den Wetterbedingungen beeinflusst wird, ist sie intermittierend und instabil. Um eine gewisse kontinuierliche Stromversorgungskapazität des Systems aufrechtzuerhalten, muss ein Energiespeicher vorgesehen werden, der einen Teil der elektrischen Energie speichert und bei fehlender Sonneneinstrahlung elektrische Energie bereitstellt. Das aktuelle Photovoltaik-Stromerzeugungssystem verwendet hauptsächlich Batterien zur Energiespeicherung.
Häufig verwendete Batterien sind Blei-Säure-Batterien, Nickel-Cadmium-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien.
Blei-Säure-Batterie: Einzelbatteriespannung beträgt 2 Volt, Zykluslebensdauer beträgt 500-1500 mal
Nickel-Cadmium-Batterie: Einzelbatteriespannung 1,0-1,3 Volt, Zykluslebensdauer 2500 mal
Lithium-Ionen-Akku (Einzelzellenspannung 3,7 V), Zyklenlebensdauer 1000-10000 mal
Nickel-Cadmium-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien sind teuer, haben jedoch eine große Kapazität pro Volumeneinheit und werden hauptsächlich in Anwendungen verwendet, die eine geringe Größe und große Kapazität erfordern, wie z. B. digitale Produkte wie Mobiltelefone, Kameras und tragbare Computer. In der Regel werden in netzunabhängigen Photovoltaikanlagen hauptsächlich versiegelte Blei-Säure-Batterien verwendet. Der Preis der Blei-Säure-Batterie ist sehr günstig, und die versiegelte Blei-Säure-Batterie ist versiegelt und wartungsfrei, und sie ist sehr bequem zu bedienen.
Die wichtigsten Parameter einer Batterie sind Spannung, Kapazität und Lebensdauer. Die Einheit der Spannung ist Volt (V), die Einheit der Kapazität ist Amperestunde (Ah) und die Lebensdauer ist die Anzahl der Ladungen und Entladungen.
Regler
Der Akku hat bestimmte Anforderungen zum Laden und Entladen. Häufiges Überladen und Tiefentladen verkürzt die Lebensdauer. Die Batterie muss zum Laden und Entladen gesteuert werden, was die Hauptfunktion des Controllers ist. Wählen Sie den Betriebspunkt der Solarbatterie mit maximaler Leistung gemäß den Strom-, Lade- und Entladebedingungen des Benutzers's und den Lichtverhältnissen der Solarbatterie'und koordinieren Sie den Lade- und Stromstrom. Der Controller muss auch Daten auf dem System erkennen, schützen und anzeigen. Die Umwandlung von Spannung und Strom des Controllers' verwendet hauptsächlich eine DC-DC-Wandlerschaltung. Zum Prinzip der DC-DC-Wandlung siehe Abschnitt"Prinzip des DC-DC-Wandlers".
Wandler
Die Geräte, die Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, verwenden hauptsächlich SPWM-Vollbrücken-Wechselrichterschaltungen, um sinusförmigen Wechselstrom zu erzeugen. Zum Prinzip des SPWM-Wechselrichters siehe Abschnitt"Prinzip des SPWM-Wechselrichters".
Elektrische Last
Elektrische Geräte, die Gleichstrom oder Wechselstrom verwenden.
Einfache Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungsgeräte haben keine Wechselrichter und geben nur Gleichstrom aus. Einige von ihnen können mehrere verschiedene Gleichspannungen ausgeben. Die Zusammensetzung ist in Abbildung 2 dargestellt. Der Controller empfängt die Gleichstromleistung vom Solarpanel und steuert den Lade- oder Entladestrom zur Batterie. Ein einfacher Controller führt die Batterie direkt zum Ausgangsanschluss, und die Systemausgangsspannung ist gleich der Batteriespannung. Einige Controller verfügen über DC-Umwandlungsschaltungen, die mehrere verschiedene DC-Spannungen ausgeben können, z. B. 5 V, 9 V, 12 V usw., die für verschiedene Elektrogeräte geeignet sind. Die Ausgangsleistung dieser Art von System ist im Allgemeinen klein, und meistens wird eine tragbare Struktur verwendet.
