Conocimientos esenciales de generación de energía solar fotovoltaica.

1. La composición y principio de sistema solar fotovoltaico

El sistema solar fotovoltaico consta de las tres partes siguientes: componentes de células solares; controladores de carga y descarga, inversores, instrumentos de prueba y monitoreo de computadoras y otros sistemas de energía. equipo electronico y Baterías u otros equipos de almacenamiento de energía y generación de energía auxiliar.

Sistemas solares fotovoltaicos tienen las siguientes características:

Sin partes giratorias, sin ruido;
Sin contaminación del aire, sin aguas residuales;
Sin proceso de combustión, no requiere combustible;
Mantenimiento sencillo y bajo coste de mantenimiento;
Buena confiabilidad y estabilidad operativa;

La célula solar, como componente clave, tiene una larga vida útil y la vida útil de la célula solar de silicio cristalino puede alcanzar más de 25 años;

Es fácil ampliar la generación de energía según sea necesario.

Sistemas fotovoltaicos Se utilizan ampliamente y las formas básicas de aplicaciones del sistema fotovoltaico se pueden dividir en dos categorías: independientes sistemas de generación de energía y conectado a la red sistemas de generación de energíaLas principales áreas de aplicación son principalmente aeronaves aeroespaciales, sistemas de comunicación, estaciones de retransmisión de microondas, tocadiscos de TV, bombas de agua fotovoltaicas y aparatos domésticos. fuente de alimentación En áreas sin electricidad y con escasez de energía. Con las necesidades del desarrollo tecnológico y el desarrollo sostenible de la economía mundial, los países desarrollados han comenzado a promover la generación de energía fotovoltaica urbana conectada a la red de manera planificada, principalmente construyendo sistemas de generación de energía fotovoltaica en los tejados de los hogares y sistemas de generación de energía centralizados a gran escala conectados a la red a nivel de MW. sistemas solares fotovoltaicos Se ha promovido vigorosamente en el transporte y la iluminación urbana.

La escala y forma de aplicación de sistemas fotovoltaicos son diferentes. Por ejemplo, la escala del sistema es muy grande, desde luces solares para jardín de 0,3 a 2 W hasta MW Centrales solares fotovoltaicas, como el equipo de generación de energía para techos domésticos de 3,75 kWp y el proyecto de 10 MW de Dunhuang. Sus formas de aplicación también son diversas y se puede utilizar ampliamente en muchos campos, como el hogar, el transporte, las comunicaciones y las aplicaciones espaciales. Aunque los sistemas fotovoltaicos varían en tamaño, su composición y principios de funcionamiento son básicamente los mismos. La figura 4-1 es un diagrama esquemático de un sistema fotovoltaico típico que suministra una carga de CC. Contiene varios componentes principales en el sistema fotovoltaico:

Matriz cuadrada de módulos fotovoltaicos: está compuesta por elementos de células solares (también llamados módulos de células fotovoltaicas) en serie y en paralelo según los requisitos del sistema. Convierte la energía solar en energía eléctrica para su producción bajo la irradiación de la luz solar. Es el componente principal del sistema solar fotovoltaico.

Almacenamiento batería: almacena la energía eléctrica generada por el elemento de la célula solar y libera la energía eléctrica almacenada para satisfacer la demanda de energía de la carga cuando la luz es insuficiente o de noche, o cuando la demanda de carga es mayor que la energía generada por el elemento de la célula solar. Es la batería de almacenamiento de la sistema solar fotovoltaico. piezas aptas. En la actualidad, las baterías de plomo-ácido se utilizan comúnmente en sistemas solares fotovoltaicos. Para sistemas con mayores requisitos, las baterías selladas reguladas por válvula de descarga profunda Baterías de plomo-ácido, se utilizan habitualmente baterías de plomo-ácido con absorción de líquido y descarga profunda, etc.

Controlador: Regula y controla las condiciones de carga y descarga de la batería. batería, y controla la salida de potencia del elemento de celda solar y la batería a la carga de acuerdo con la demanda de potencia de la carga. Es la parte de control central de todo el sistema. Con el desarrollo de la solar En la industria fotovoltaica, las funciones del controlador son cada vez más potentes y existe una tendencia a integrar la parte de control tradicional, inversor y sistema de monitoreo. Por ejemplo, los controladores de las series SPP y SMD de AES integran las tres funciones anteriores.

Inversor: En la energía solar fotovoltaica sistema de suministro de energía, si hay una carga de CA, se utiliza un dispositivo inversor para convertir la energía de CC generada por el elemento de la celda solar o la energía de CC liberada por la batería en la energía de CA requerida por la carga.

El principio básico de funcionamiento de la energía solar fotovoltaica sistema de suministro de energía El método consiste en cargar la batería con la energía eléctrica generada por el elemento de celda solar a través del control del controlador bajo la irradiación de la luz solar, o suministrar energía directamente a la carga cuando se satisface la demanda de carga. Luego, la batería suministra energía a la carga de CC bajo el control del controlador. Para un sistema fotovoltaico que contiene una carga de CA, se debe agregar un inversor para convertir la energía de CC en energía de CA. La aplicación de los sistemas fotovoltaicos adopta muchas formas, pero los principios básicos son similares. Para otros tipos de sistemas fotovoltaicos, el mecanismo de control y los componentes del sistema solo difieren según las necesidades reales, y los diferentes tipos de sistemas fotovoltaicos se describirán en detalle a continuación.

2. Clasificación e introducción de los sistemas fotovoltaicos

En general, los sistemas fotovoltaicos se dividen en sistemas independientes, sistemas conectados a la red y sistemas híbridos. Según la forma de aplicación, la escala de aplicación y el tipo de carga del sistema fotovoltaico, el sistema fotovoltaico sistema de suministro de energía Se puede dividir en los siguientes seis tipos: sistema de suministro de energía solar pequeño (Small DC); sistema de CC simple (Simple DC); sistema de suministro de energía solar grande (Large DC); sistema de suministro de energía CA, CC (AC/DC); sistema conectado a la red (Utility Grid Connect); sistema híbrido sistema de suministro de energía (Híbrido); sistema híbrido conectado a la red.

La generación de energía fotovoltaica es una tecnología de componentes electrónicos que utiliza el efecto fotovoltaico de la interfaz de semiconductores para convertir directamente la energía luminosa en energía eléctrica. El componente clave de esta tecnología es la célula solar. Una vez que las células solares se conectan en serie, se pueden empaquetar y proteger para formar un elemento de célula solar de gran superficie y luego combinarse con componentes como un controlador de potencia para formar un dispositivo de generación de energía fotovoltaica. La ventaja de la energía fotovoltaica Generación de energía es que está menos restringido por áreas geográficas, porque el sol brilla sobre la tierra; el sistema fotovoltaico también tiene las ventajas de seguridad y confiabilidad, sin ruido, baja contaminación, no necesita consumir combustible ni erigir líneas de transmisión, y puede generar electricidad y energía localmente, y el período de construcción es corto.

Fotovoltaica fuerza La generación se basa en el principio del efecto fotovoltaico, utilizando solar células para convertir directamente la energía de la luz solar en energía eléctricaIndependientemente de si se utiliza de forma independiente o conectado a la red, el sistema de generación de energía fotovoltaica se compone principalmente de tres partes: paneles solares (componentes), controladores y inversores. Están compuestos principalmente de componentes electrónicos y no involucran partes mecánicas. Por lo tanto, los equipos de generación de energía fotovoltaica son extremadamente refinados, confiables y estables, de larga vida útil, de fácil instalación y mantenimiento. En teoría, Generación de energía fotovoltaica La tecnología se puede utilizar en cualquier ocasión que requiera energía, desde naves espaciales hasta hogares, desde centrales eléctricas grandes hasta megavatios, desde pequeñas hasta juguetes, la energía fotovoltaica está en todas partes. Los componentes más básicos de la generación de energía solar fotovoltaica son las células solares (láminas), que incluyen silicio monocristalino, silicio policristalino, silicio amorfo y células de película delgada. En la actualidad, las baterías monocristalinas y policristalinas son las más utilizadas, y las baterías amorfas se utilizan en algunos sistemas pequeños y fuentes de energía auxiliares para calculadoras.