Connaissances essentielles sur la production d'énergie solaire photovoltaïque

1. La composition et le principe de système solaire photovoltaïque

Le système solaire photovoltaïque se compose des trois parties suivantes : composants des cellules solaires ; contrôleurs de charge et de décharge, onduleurs, instruments de test et surveillance informatique et autres équipements électriques équipement électronique et piles ou d’autres équipements de stockage d’énergie et de production d’énergie auxiliaire.

Systèmes solaires photovoltaïques présentent les caractéristiques suivantes :

Pas de pièces rotatives, pas de bruit ;
Pas de pollution de l’air, pas d’eaux usées ;
Aucun processus de combustion, aucun carburant requis ;
Entretien simple et faible coût de maintenance ;
Bonne fiabilité et stabilité opérationnelle ;

La cellule solaire en tant que composant clé a une longue durée de vie et la durée de vie de la cellule solaire en silicium cristallin peut atteindre plus de 25 ans ;

Il est facile d’augmenter la production d’électricité en fonction des besoins.

Systèmes photovoltaïques sont largement utilisés et les formes de base des applications des systèmes photovoltaïques peuvent être divisées en deux catégories : indépendantes systèmes de production d'énergie et connecté au réseau systèmes de production d'énergieLes principaux domaines d'application sont principalement les avions aérospatiaux, les systèmes de communication, les stations relais micro-ondes, les platines TV, les pompes à eau photovoltaïques et les appareils ménagers. alimentation électrique dans les zones sans électricité et en pénurie d'électricité. Avec les besoins du développement technologique et du développement durable de l'économie mondiale, les pays développés ont commencé à promouvoir la production d'électricité photovoltaïque urbaine connectée au réseau de manière planifiée, principalement en construisant des systèmes de production d'électricité photovoltaïque sur les toits des ménages et des systèmes de production d'électricité centralisés à grande échelle connectés au réseau de niveau MW. systèmes solaires photovoltaïques a été vigoureusement promue dans les domaines des transports et de l’éclairage urbain.

L'échelle et la forme d'application de systèmes photovoltaïques sont différents. Par exemple, l'échelle du système est très grande, allant des lampes solaires de jardin de 0,3 à 2 W aux lampes de niveau MW centrales solaires photovoltaïques, comme un équipement de production d'électricité domestique de 3,75 kWc sur le toit et le projet Dunhuang de 10 MW. Ses formes d'application sont également diverses et il peut être largement utilisé dans de nombreux domaines tels que les applications domestiques, de transport, de communication et spatiales. Bien que les systèmes photovoltaïques varient en taille, leur composition et leurs principes de fonctionnement sont fondamentalement les mêmes. La figure 4-1 est un schéma d'un système photovoltaïque typique alimentant une charge CC. Il contient plusieurs composants principaux dans le système photovoltaïque :

Réseau carré de modules photovoltaïques : il est composé d'éléments de cellules solaires (également appelés modules de cellules photovoltaïques) en série et en parallèle selon les exigences du système. Il convertit l'énergie solaire en énergie électrique pour la production sous l'irradiation solaire. C'est le composant principal du système solaire photovoltaïque.

Stockage batterie: stocke l'énergie électrique générée par l'élément de cellule solaire et libère l'énergie électrique stockée pour répondre à la demande énergétique de la charge lorsque la lumière est insuffisante ou la nuit, ou lorsque la demande de charge est supérieure à la puissance générée par l'élément de cellule solaire. C'est la batterie de stockage de la système solaire photovoltaïque. pièces compatibles. À l'heure actuelle, les batteries au plomb-acide sont couramment utilisées dans les systèmes photovoltaïques solaires. Pour les systèmes ayant des exigences plus élevées, des batteries scellées à régulation par soupape à décharge profonde batteries au plomb-acide, des batteries plomb-acide à absorption liquide à décharge profonde, etc. sont généralement utilisées.

Contrôleur : Il régule et contrôle les conditions de charge et de décharge de la batterie, et contrôle la puissance de sortie de l'élément de cellule solaire et de la batterie vers la charge en fonction de la demande de puissance de la charge. C'est la partie de contrôle principale de l'ensemble du système. Avec le développement de la solaire industrie photovoltaïque, les fonctions du contrôleur deviennent de plus en plus puissantes et il existe une tendance à intégrer la partie contrôle traditionnelle, onduleur et système de surveillance. Par exemple, les contrôleurs des séries SPP et SMD d'AES intègrent les trois fonctions ci-dessus.

Onduleur : Dans le solaire photovoltaïque système d'alimentation électrique, s'il y a une charge CA, un dispositif onduleur est utilisé pour convertir la puissance CC générée par l'élément de cellule solaire ou la puissance CC libérée par la batterie en puissance CA requise par la charge.

Le principe de fonctionnement de base du solaire photovoltaïque système d'alimentation électrique Le principe de fonctionnement d'un système photovoltaïque est de charger la batterie avec l'énergie électrique générée par l'élément de cellule solaire via le contrôle du contrôleur sous l'irradiation de la lumière du soleil, ou d'alimenter directement la charge lorsque la demande de charge est satisfaite. Ensuite, la batterie alimente la charge CC sous le contrôle du contrôleur. Pour un système photovoltaïque contenant une charge CA, un onduleur doit être ajouté pour convertir le courant CC en courant CA. L'application des systèmes photovoltaïques prend de nombreuses formes, mais les principes de base sont similaires. Pour les autres types de systèmes photovoltaïques, le mécanisme de contrôle et les composants du système ne diffèrent qu'en fonction des besoins réels, et les différents types de systèmes photovoltaïques seront décrits en détail ci-dessous.

2. Classification et introduction des systèmes photovoltaïques

En général, les systèmes photovoltaïques sont divisés en systèmes indépendants, systèmes connectés au réseau et systèmes hybrides. Selon la forme d'application, l'échelle d'application et le type de charge du système photovoltaïque, le système photovoltaïque système d'alimentation électrique peut être divisé en six types suivants : petit système d'alimentation en énergie solaire (Small DC) ; système DC simple (Simple DC system) ; grand système d'alimentation en énergie solaire (Large DC) ; système d'alimentation AC, DC (AC/DC) ; système connecté au réseau (Utility Grid Connect) ; hybride système d'alimentation électrique (Hybride) ; système hybride connecté au réseau.

La production d'énergie photovoltaïque est une technologie de composants électroniques qui utilise l'effet photovoltaïque de l'interface semi-conductrice pour convertir directement l'énergie lumineuse en énergie électrique. Le composant clé de cette technologie est la cellule solaire. Une fois les cellules solaires connectées en série, elles peuvent être conditionnées et protégées pour former un élément de cellule solaire de grande surface, puis combinées à des composants tels qu'un contrôleur de puissance pour former un dispositif de production d'énergie photovoltaïque. L'avantage du photovoltaïque production d'énergie c'est qu'il est moins limité par les zones géographiques, car le soleil brille sur la terre; le système photovoltaïque présente également les avantages de la sécurité et de la fiabilité, pas de bruit, une faible pollution, pas besoin de consommer de carburant et d'ériger des lignes de transmission, et peut produire de l'électricité et de l'électricité localement, et la période de construction est courte.

Photovoltaïque pouvoir la production est basée sur le principe de l'effet photovoltaïque, en utilisant solaire cellules pour convertir directement l'énergie solaire en énergie électriqueQu'il soit utilisé de manière autonome ou connecté au réseau, le système de production d'énergie photovoltaïque est principalement composé de trois parties : les panneaux solaires (composants), les contrôleurs et onduleurs. Ils sont principalement composés de composants électroniques et n'impliquent pas de pièces mécaniques. Par conséquent, les équipements de production d'énergie photovoltaïque sont extrêmement raffinés, fiables et stables, ont une longue durée de vie, sont faciles à installer et à entretenir. En théorie, production d'énergie photovoltaïque La technologie photovoltaïque peut être utilisée dans toutes les situations nécessitant de l'énergie, des engins spatiaux aux centrales électriques domestiques, des grandes aux centrales électriques de plusieurs mégawatts, des petites aux jouets. L'énergie photovoltaïque est partout. Les composants les plus basiques de la production d'énergie solaire photovoltaïque sont les cellules solaires (feuilles), notamment les cellules en silicium monocristallin, en silicium polycristallin, en silicium amorphe et en couches minces. À l'heure actuelle, les batteries monocristallines et polycristallines sont les plus utilisées, tandis que les batteries amorphes sont utilisées dans certains petits systèmes et sources d'énergie auxiliaires pour les calculatrices.