Il sistema di generazione di energia fotovoltaica è un dispositivo che converte direttamente l'energia solare in energia elettrica. In base al rapporto tra l'impianto fotovoltaico e la rete si può suddividere in impianto fotovoltaico indipendente dalla rete e impianto connesso alla rete. Un sistema che collega direttamente la cella fotovoltaica al carico senza un dispositivo di accumulo di energia al centro è chiamato sistema fotovoltaico ad accoppiamento diretto. Questo tipo di sistema non può fornire energia durante i giorni di pioggia e di notte e di solito viene aggiunta una batteria nel mezzo. Poiché il sistema fotovoltaico è relativamente influenzato da fattori esterni, di solito è necessario aggiungere un controller per regolarlo per ottenere la potenza nominale e aggiungere funzioni come sistemi di controllo e protezione.
Il sistema di generazione di energia fotovoltaica comprende fondamentalmente quattro parti: pannelli fotovoltaici, inverter, dispositivi di accumulo dell'energia e controller. I dispositivi di accumulo dell'energia utilizzano generalmente batterie e la maggior parte di essi utilizza batterie al piombo in applicazioni pratiche.
Introduzione alle principali funzioni di ciascuna parte:
Le celle solari assorbono l'energia solare e convertono l'energia luminosa in elettricità a corrente continua.
Il controller controlla la profondità di carica e scarica della batteria e regola il segnale di controllo dell'inverter al variare del carico.
La batteria di accumulo--immagazzina l'energia elettrica prodotta dai pannelli solari e, quando necessario, fornisce alimentazione CC al carico.
L'inverter converte l'ingresso di alimentazione CC in uscita di alimentazione CA.
Rispetto alle tradizionali centrali elettriche su larga scala con trasmissione ad alta tensione e a lunga distanza, i principali vantaggi della produzione di energia indipendente sono: minori investimenti, costruzione rapida, alimentazione elettrica affidabile e bassi costi operativi. Un vantaggio importante di una centrale elettrica autonoma è che è vicina agli utenti e non richiede un sistema di trasmissione di energia ad alta tensione, il che può ridurre notevolmente gli investimenti nelle infrastrutture. Inoltre, il luogo per l'installazione di piccoli generatori è facile da trovare e il periodo di installazione è molto breve, il che favorisce anche il recupero dell'investimento. Poiché la perdita di trasmissione è molto inferiore a quella del sistema energetico tradizionale, il costo operativo della produzione di energia indipendente è relativamente basso.
Anche in termini di affidabilità dell’alimentazione, i vantaggi della produzione di energia indipendente sono evidenti. Gli impianti di trasmissione e distribuzione ad alta tensione nei sistemi elettrici tradizionali rappresentano un fattore importante che influisce sull'affidabilità dell'alimentazione elettrica. Le linee e le torri dell'alta tensione sono gravemente danneggiate da disastri naturali come tempeste, ghiaccio e neve e le perdite possono raggiungere centinaia di miliardi di dollari e alcuni utenti dispongono di alimentazione elettrica a lungo termine. Interrotto. Anche in estate, quando non si verificano disastri naturali, si verificheranno interruzioni di corrente causate da guasti alle linee di trasmissione.
La generazione di energia solare fotovoltaica non richiede alcun combustibile, non inquina l’ambiente ed è un’energia pulita rinnovabile ideale. La produzione di energia fotovoltaica non richiede una grande area di terreno e può essere installata sul tetto o sul muro esterno di un grattacielo. È il modo più semplice per ottenere una produzione di energia indipendente. Non è presente alcun dispositivo meccanico rotante né alcun dispositivo di reazione chimica nelle apparecchiature di generazione di energia fotovoltaica e la sua gestione è più semplice rispetto ad altri metodi di generazione di energia.
La produzione di energia fotovoltaica è la conversione diretta dell’energia della radiazione solare in energia elettrica attraverso l’effetto fotovoltaico. L'energia solare è instabile. L'intensità della radiazione solare nello stesso luogo è diversa in ogni momento della stessa giornata. L’intensità della radiazione solare all’alba e al tramonto è molto inferiore a quella prima di mezzogiorno. L'intensità della radiazione solare è diversa nelle diverse stagioni nello stesso luogo. Nelle regioni alle medie e alte latitudini l’intensità della radiazione solare è significativamente più forte in estate che in inverno. Anche l'energia solare è intermittente e l'energia radiante solare diretta cambia in modo significativo con l'alternanza del giorno e della notte. La radiazione solare è inoltre fortemente influenzata da fattori quali il clima, la stagione, il giorno e la notte. Per rendere stabile la potenza prodotta dalla produzione di energia fotovoltaica, è necessario essere dotati di dispositivi di accumulo dell'energia. Inoltre, l'uscita delle celle solari e dei dispositivi di accumulo dell'energia è corrente continua. Per ottenere corrente alternata, il sistema di generazione di energia fotovoltaica deve essere dotato di un controller e di un inverter. I vantaggi della produzione di energia fotovoltaica stand-alone sono così riassumibili:
1. Le risorse rinnovabili e illimitate possono produrre direttamente energia elettrica di alta qualità, con attributi ideali di sviluppo sostenibile;
2. Nessun inquinamento, emissioni assolutamente pari a zero: nessuna emissione di materiali, suoni, luce, elettricità, magnetismo e rumore meccanico;
3. Mobile e flessibile, il sistema di generazione di energia può essere integrato in moduli a seconda delle esigenze, che possono essere grandi o piccoli e facili da espandere;
4. L'universalità delle risorse non è fondamentalmente limitata alle regioni, ma esiste una differenza tra regioni ricche e regioni sottoabbondanti;
5. Versatilità e conservabilità, l'energia elettrica può essere facilmente trasmessa, utilizzata e immagazzinata attraverso le linee di trasmissione;
6. Le risorse, la produzione di energia e il consumo di elettricità si trovano nella stessa area, il che può far risparmiare notevolmente i costi di investimento delle apparecchiature di trasmissione e trasformazione di energia remota; il periodo di costruzione del sistema di generazione di energia solare è breve, poiché è modularizzato, può essere utilizzato fino a pochi milliwatt di calcolatori di energia solare. , Centrali solari fino a decine di megawatt; I sistemi di energia distribuita possono migliorare la sicurezza e l’affidabilità dell’intero sistema energetico, soprattutto nelle aree remote e montuose della Cina, dove i residenti vivono molto sparsi e richiedono lunghe connessioni alla rete. È ovviamente un metodo economico ed efficace utilizzare la tecnologia di generazione di energia distribuita per fornire energia ai residenti.
Inoltre, la produzione di energia solare fotovoltaica ha le sue caratteristiche uniche:
1. Nessun rischio di esaurimento;
2. Assolutamente pulito (nessun inquinamento, al di fuori dell'accumulatore);
3. Non limitato dalla distribuzione geografica delle risorse;
4. Può generare elettricità vicino al luogo in cui viene utilizzata l'elettricità;
5. Alta qualità energetica;
6. Gli utenti sono facili da accettare emotivamente
7. Ci vuole poco tempo per ottenere energia;
8. Il sistema di alimentazione funziona in modo affidabile.