ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์

โดยทั่วไประบบโฟโตวอลตาอิคจะแบ่งออกเป็นระบบอิสระ ระบบที่เชื่อมต่อกับกริด และระบบไฮบริด โดยระบบโฟโตวอลตาอิคสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภทตามรูปแบบการใช้งาน ขนาดการใช้งาน และประเภทของโหลด

การแนะนำระบบ

ระบบจ่ายไฟโซลาร์เซลล์ควรแบ่งตามแบบฟอร์มใบสมัคร ขนาดใบสมัคร และประเภทโหลดของระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคส์ ระบบจ่ายไฟโซลาร์เซลล์ควรแบ่งย่อยให้ละเอียดยิ่งขึ้น ระบบโซลาร์เซลล์สามารถแบ่งย่อยได้เป็น 6 ประเภทดังต่อไปนี้: ระบบจ่ายไฟโซลาร์เซลล์ขนาดเล็ก (DC ขนาดเล็ก); ระบบ DC แบบง่าย (DC แบบง่าย); ระบบจ่ายไฟโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ (DC ขนาดใหญ่); ระบบจ่ายไฟ AC และ DC (AC/DC); ระบบที่เชื่อมต่อกับกริด (Utility Grid Connect); ระบบจ่ายไฟไฮบริด (Hybrid); ระบบไฮบริดที่เชื่อมต่อกับกริด หลักการทำงานและลักษณะเฉพาะของแต่ละระบบมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

ระบบจ่ายไฟฟ้า

ลักษณะเฉพาะของระบบจ่ายไฟโซล่าเซลล์ขนาดเล็กคือมีเพียงโหลด DC ในระบบและกำลังโหลดค่อนข้างน้อย ระบบทั้งหมดมีโครงสร้างเรียบง่ายและใช้งานง่าย การใช้งานหลักคือระบบครัวเรือนทั่วไป ผลิตภัณฑ์ DC พลเรือนต่างๆ และอุปกรณ์ความบันเทิงที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ในภาคตะวันตกของประเทศของฉัน ระบบโฟโตวอลตาอิคประเภทนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายและโหลดคือหลอดไฟ DC ซึ่งใช้เพื่อแก้ปัญหาการให้แสงสว่างในครัวเรือนในพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้า

ระบบ DC

ลักษณะเฉพาะของระบบนี้คือโหลดในระบบเป็นโหลด DC และไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับเวลาใช้งานของโหลด โหลดส่วนใหญ่ใช้ในระหว่างวัน ดังนั้นจึงไม่มีการใช้แบตเตอรี่ในระบบและไม่ต้องใช้ตัวควบคุม ระบบมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและสามารถใช้งานได้โดยตรง โมดูลโฟโตวอลตาอิคจ่ายพลังงานให้กับโหลด โดยขจัดกระบวนการจัดเก็บและปล่อยพลังงานในแบตเตอรี่ รวมถึงการสูญเสียพลังงานในตัวควบคุม และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน โดยทั่วไปจะใช้ในระบบปั๊มน้ำ PV อุปกรณ์จ่ายไฟชั่วคราวบางส่วนในระหว่างวัน และสิ่งอำนวยความสะดวกด้านการท่องเที่ยวบางส่วน รูปที่ 1 แสดงระบบปั๊ม PV DC แบบง่าย ระบบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในประเทศกำลังพัฒนาที่ไม่มีน้ำประปาบริสุทธิ์สำหรับดื่ม และให้ประโยชน์ทางสังคมที่ดี

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่

เมื่อเทียบกับระบบโฟโตวอลตาอิคสองระบบข้างต้น ระบบโฟโตวอลตาอิคพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ยังคงเหมาะสำหรับระบบไฟฟ้ากระแสตรง แต่ระบบโฟโตวอลตาอิคพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้มักจะมีกำลังโหลดสูง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจ่ายไฟให้กับโหลดอย่างเสถียร ขนาดของระบบจึงใหญ่เช่นกัน และจำเป็นต้องติดตั้งโมดูลโฟโตวอลตาอิคจำนวนมากขึ้นและชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ รูปแบบการใช้งานทั่วไป ได้แก่ การสื่อสาร การวัดระยะไกล แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ตรวจสอบ แหล่งจ่ายไฟส่วนกลางในพื้นที่ชนบท ประภาคารบีคอน ไฟถนน ฯลฯ รูปแบบนี้ใช้ในสถานีไฟฟ้าโฟโตวอลตาอิคในชนบทบางแห่งที่สร้างขึ้นในบางพื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้าทางตะวันตกของประเทศของฉัน และสถานีฐานการสื่อสารที่สร้างโดย China Mobile และ China Unicom ในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีโครงข่ายไฟฟ้ายังใช้ระบบโฟโตวอลตาอิคนี้เพื่อจ่ายไฟ เช่น โครงการสถานีฐานการสื่อสารใน Wanjiazhai, Shanxi

ระบบจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรง

แตกต่างจากระบบโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคทั้งสามระบบข้างต้น ระบบโซลาร์เซลล์นี้สามารถจ่ายไฟให้กับโหลดทั้งแบบ DC และ AC ได้ในเวลาเดียวกัน และมีอินเวอร์เตอร์มากกว่าระบบทั้งสามระบบข้างต้นในแง่ของโครงสร้างระบบ ซึ่งใช้ในการแปลงไฟ DC เป็นไฟ AC เพื่อตอบสนองความต้องการของโหลด AC โดยทั่วไปแล้ว การใช้พลังงานโหลดของระบบดังกล่าวก็ค่อนข้างมากเช่นกัน ดังนั้นขนาดของระบบจึงค่อนข้างใหญ่เช่นกัน ใช้ในสถานีฐานการสื่อสารบางแห่งที่มีโหลดทั้งแบบ AC และ DC และโรงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อื่นๆ ที่มีโหลดแบบ AC และ DC

ระบบเชื่อมต่อแบบกริด

คุณสมบัติที่ใหญ่ที่สุดของระบบโซลาร์เซลล์นี้คือกระแสตรงที่สร้างโดยแผงโซลาร์เซลล์จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับที่ตรงตามข้อกำหนดของกริดหลักผ่านอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดแล้วจึงเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายหลัก นอกโหลด พลังงานส่วนเกินจะถูกป้อนกลับไปที่กริด ในวันที่ฝนตกหรือในเวลากลางคืน เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้หรือไฟฟ้าที่ผลิตได้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของโหลดได้ แผงโซลาร์เซลล์จะใช้พลังงานจากกริด เนื่องจากพลังงานไฟฟ้าป้อนเข้าสู่กริดไฟฟ้าโดยตรง จึงไม่ต้องกำหนดค่าแบตเตอรี่ และกระบวนการจัดเก็บและปล่อยแบตเตอรี่จะได้รับการบันทึก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดโดยเฉพาะในระบบเพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานขาออกตรงตามข้อกำหนดของพลังงานกริดสำหรับแรงดันไฟฟ้า ความถี่ และตัวบ่งชี้อื่นๆ เนื่องจากปัญหาประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์ จึงยังคงมีการสูญเสียพลังงานอยู่บ้าง ระบบดังกล่าวมักจะสามารถใช้พลังงานไฟฟ้าจากสาธารณูปโภคและแผงโซลาร์เซลล์ PV พร้อมกันเป็นแหล่งพลังงานสำหรับโหลด AC ในพื้นที่ อัตราการขาดแคลนพลังงานโหลดของระบบทั้งหมดจะลดลง นอกจากนี้ ระบบ PV ที่เชื่อมต่อกับกริดยังสามารถมีบทบาทในการควบคุมระดับสูงสุดของระบบไฟฟ้าสาธารณะได้อีกด้วย จากลักษณะเฉพาะของระบบที่เชื่อมต่อกับกริด Soying Electric ได้พัฒนาอินเวอร์เตอร์ที่เชื่อมต่อกับกริดพลังงานแสงอาทิตย์สำเร็จเมื่อหลายปีก่อน ซึ่งได้รับการออกแบบเป็นพิเศษสำหรับการรีไซเคิลพลังงานไฟฟ้าที่มีทั้งกำไรและขาดทุนต่างๆ ระบบที่เชื่อมต่อกับกริดมีความก้าวหน้าอย่างมากและสามารถเอาชนะปัญหาทางเทคนิคต่างๆ ได้

ระบบการจัดหาแบบผสมผสาน

นอกจากแผงโซลาร์เซลล์แบบโฟโตวอลตาอิคที่ใช้ในระบบโซลาร์เซลล์นี้แล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบน้ำมันยังใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองอีกด้วย จุดประสงค์ในการใช้ระบบจ่ายไฟแบบไฮบริดคือการใช้ประโยชน์จากข้อดีของเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าต่างๆ อย่างครอบคลุมและหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ข้อดีของระบบโซลาร์เซลล์อิสระที่กล่าวถึงข้างต้นคือการบำรุงรักษาที่น้อยลง และข้อเสียคือผลผลิตพลังงานขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและไม่เสถียร

ระบบจ่ายไฟแบบไฮบริดที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลร่วมกับแผงโซลาร์เซลล์สามารถให้พลังงานที่ไม่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศได้เมื่อเปรียบเทียบกับระบบแบบแยกพลังงานเดียว

ระบบจ่ายไฟฟ้าแบบผสมผสานที่เชื่อมต่อกับกริด

ด้วยการพัฒนาของอุตสาหกรรมออปโตอิเล็กทรอนิกส์พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจ่ายไฟไฮบริดที่เชื่อมต่อกับกริดซึ่งสามารถใช้แผงโซลาร์เซลล์ ไฟฟ้าจากสาธารณูปโภค และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองน้ำมันได้อย่างครอบคลุมก็เกิดขึ้น ระบบประเภทนี้มักจะรวมตัวควบคุมและอินเวอร์เตอร์เข้าด้วยกัน โดยใช้ชิปคอมพิวเตอร์เพื่อควบคุมการทำงานของระบบทั้งหมด ใช้แหล่งพลังงานต่างๆ อย่างครอบคลุมเพื่อให้ได้สถานะการทำงานที่ดีที่สุด และยังสามารถใช้แบตเตอรี่เพื่อปรับปรุงอัตราการจ่ายไฟโหลดของระบบให้รับประกันได้ดีขึ้น เช่น ระบบอินเวอร์เตอร์ SMD ของ AES ระบบสามารถจ่ายไฟที่ผ่านการรับรองสำหรับโหลดในพื้นที่และสามารถทำงานเป็น UPS ออนไลน์ (แหล่งจ่ายไฟสำรอง) ได้ นอกจากนี้ยังสามารถจ่ายไฟไปยังหรือรับจากกริดได้อีกด้วย โหมดการทำงานของระบบมักจะทำงานคู่ขนานกับไฟฟ้าเชิงพาณิชย์และพลังงานแสงอาทิตย์ สำหรับโหลดในพื้นที่ หากพลังงานที่สร้างโดยโมดูลโซลาร์เซลล์เพียงพอต่อการใช้งานของโหลด ก็จะใช้พลังงานที่สร้างโดยโมดูลโซลาร์เซลล์โดยตรงเพื่อจ่ายไฟตามความต้องการของโหลด หากพลังงานที่สร้างโดยโมดูลโฟโตวอลตาอิคเกินความต้องการของโหลดทันที พลังงานส่วนเกินก็สามารถส่งคืนไปยังกริดได้เช่นกัน หากพลังงานที่สร้างโดยโมดูลโฟโตวอลตาอิคไม่เพียงพอ พลังงานสาธารณูปโภคจะถูกเปิดใช้งานโดยอัตโนมัติ และพลังงานสาธารณูปโภคจะถูกใช้เพื่อจ่ายตามความต้องการของโหลดในพื้นที่ เมื่อการใช้พลังงานของโหลดน้อยกว่า 60% ของความจุไฟหลักที่กำหนดของอินเวอร์เตอร์ SMD ไฟหลักจะชาร์จแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่อยู่ในสถานะลอยเป็นเวลานาน หากไฟหลักล้มเหลว นั่นคือ ไฟหลักล้มเหลวหรือไฟหลัก หากคุณภาพไม่ได้มาตรฐาน ระบบจะตัดไฟหลักโดยอัตโนมัติและสลับไปที่โหมดทำงานอิสระ และไฟฟ้ากระแสสลับที่จำเป็นสำหรับโหลดจะถูกจ่ายโดยแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ เมื่อไฟหลักกลับสู่ปกติ นั่นคือ แรงดันไฟฟ้าและความถี่กลับสู่สถานะปกติที่กล่าวข้างต้น ระบบจะตัดแบตเตอรี่ เปลี่ยนเป็นโหมดเชื่อมต่อกับกริด และจ่ายไฟจากไฟหลัก ในระบบจ่ายไฟไฮบริดที่เชื่อมต่อกับกริดบางระบบ ฟังก์ชันการตรวจสอบระบบ การควบคุม และการรวบรวมข้อมูลสามารถรวมเข้ากับชิปควบคุมได้เช่นกัน ส่วนประกอบหลักของระบบดังกล่าวคือตัวควบคุมและอินเวอร์เตอร์

ระบบโฟโตวอลตาอิคแบบออฟกริด

ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดเป็นแหล่งพลังงานชนิดใหม่ที่สร้างไฟฟ้าจากโมดูลโซลาร์เซลล์ จัดการการชาร์จและปล่อยประจุแบตเตอรี่ผ่านตัวควบคุม และจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับโหลด DC หรือโหลด AC ผ่านอินเวอร์เตอร์ ระบบนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในที่ราบสูง เกาะ พื้นที่ภูเขาห่างไกล และการทำงานภาคสนามในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับสถานีฐานการสื่อสาร กล่องไฟโฆษณา ไฟถนน ฯลฯ ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ใช้พลังงานธรรมชาติที่ไม่มีวันหมด ซึ่งสามารถบรรเทาความขัดแย้งของความต้องการในพื้นที่ที่ขาดแคลนไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และแก้ปัญหาชีวิตและการสื่อสารในพื้นที่ห่างไกล ปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาของโลกและส่งเสริมการพัฒนาของมนุษย์อย่างยั่งยืน

ฟังก์ชั่นระบบ

แผงโซลาร์เซลล์เป็นส่วนประกอบที่สร้างพลังงาน ตัวควบคุมโซลาร์เซลล์จะปรับและควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่สร้างขึ้น ในด้านหนึ่ง พลังงานที่ปรับแล้วจะถูกส่งไปยังโหลด DC หรือโหลด AC และในอีกด้านหนึ่ง พลังงานส่วนเกินจะถูกส่งไปยังชุดแบตเตอรี่เพื่อจัดเก็บ เมื่อไฟฟ้าที่สร้างขึ้นไม่สามารถตอบสนองความต้องการของโหลดได้ เมื่อตัวควบคุมส่งพลังงานจากแบตเตอรี่ไปยังโหลด หลังจากชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มแล้ว ตัวควบคุมควรควบคุมไม่ให้แบตเตอรี่ถูกชาร์จมากเกินไป เมื่อพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่ถูกปล่อยออก ตัวควบคุมควรควบคุมไม่ให้แบตเตอรี่ถูกปล่อยออกมากเกินไปเพื่อปกป้องแบตเตอรี่ เมื่อประสิทธิภาพของตัวควบคุมไม่ดี จะส่งผลต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่อย่างมาก และส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของระบบในที่สุด หน้าที่ของแบตเตอรี่คือการเก็บพลังงานเพื่อให้สามารถจ่ายไฟให้กับโหลดในเวลากลางคืนหรือในวันที่ฝนตก อินเวอร์เตอร์มีหน้าที่แปลงไฟ DC เป็นไฟ AC เพื่อใช้กับโหลด AC