พูดถึงองค์ประกอบของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริด ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ - การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดประกอบด้วยอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ อุปกรณ์เก็บพลังงาน ตัวควบคุม และอินเวอร์เตอร์ โดยแต่ละส่วนจะกล่าวถึงโดยสังเขปด้านล่าง อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถประกอบด้วยเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ ซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ หรือซิลิคอนอะมอร์ฟัส กลุ่มของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ห่อหุ้มด้วยกระจกและวัสดุพิเศษเรียกว่าโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์หลายโมดูลเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างอาร์เรย์เซลล์แสงอาทิตย์ ชนิดและองค์ประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกเลือกตามกำลังไฟฟ้าที่ระบบต้องการ สภาพแวดล้อมการใช้งาน และต้นทุน เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับผลกระทบโดยตรงจากสภาพอากาศ อุปกรณ์เก็บพลังงานจึงไม่ต่อเนื่องและไม่เสถียร เพื่อรักษาความสามารถในการจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่องของระบบ จึงต้องมีอุปกรณ์เก็บพลังงานเพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าบางส่วนและจ่ายพลังงานไฟฟ้าเมื่อไม่มีแสงแดด ปัจจุบัน ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่สำหรับเก็บพลังงาน แบตเตอรี่ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ แบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เป็นต้น แบตเตอรี่ตะกั่วกรด: แรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ 2 โวลต์ อายุการใช้งาน 500-1500 รอบ แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม: แรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ 1.0-1.3 โวลต์ อายุการใช้งาน 2500 รอบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (แรงดันไฟฟ้าต่อเซลล์ 3.7 โวลต์) อายุการใช้งาน 1000-10,000 รอบ แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีราคาแพง แต่มีความจุสูงต่อปริมาตร และส่วนใหญ่ใช้ในแอปพลิเคชันที่ต้องการขนาดเล็กและความจุสูง เช่น โทรศัพท์มือถือ กล้องถ่ายรูป คอมพิวเตอร์พกพา และผลิตภัณฑ์ดิจิทัลอื่นๆ โดยทั่วไป ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์นอกระบบส่วนใหญ่ใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีราคาถูกมาก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิดผนึกนั้นปิดผนึกและไม่ต้องบำรุงรักษา และใช้งานสะดวกมาก พารามิเตอร์หลักของแบตเตอรี่ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า ความจุ และอายุการใช้งาน หน่วยของแรงดันไฟฟ้าคือโวลต์ (V) หน่วยของความจุคือแอมแปร์-ชั่วโมง (Ah) และอายุการใช้งานคือจำนวนครั้งของการชาร์จและการคายประจุ แบตเตอรี่ของตัวควบคุมมีข้อกำหนดบางประการสำหรับการชาร์จและการคายประจุ การชาร์จและการคายประจุมากเกินไปบ่อยครั้งจะลดอายุการใช้งาน จำเป็นต้องควบคุมการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นหน้าที่หลักของตัวควบคุม เลือกจุดการทำงานที่มีกำลังสูงสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ตามการใช้ไฟฟ้าของผู้ใช้ การชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ และสภาพแสงของเซลล์แสงอาทิตย์ และประสานการชาร์จและกระแสไฟฟ้า ตัวควบคุมยังต้องตรวจจับ ป้องกัน และแสดงข้อมูลไปยังระบบ ตัวควบคุมส่วนใหญ่ใช้วงจรแปลง DC-DC เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า สำหรับหลักการแปลง DC-DC โปรดดูส่วน 'หลักการแปลง DC-DC' อินเวอร์เตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงาน DC เป็นพลังงาน AC โดยส่วนใหญ่ใช้วงจรอินเวอร์เตอร์แบบฟูลบริดจ์ SPWM เพื่อสร้างพลังงาน AC รูปคลื่นไซน์ สำหรับหลักการของอินเวอร์เตอร์ SPWM โปรดดูส่วน 'หลักการของอินเวอร์เตอร์ SPWM' อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้กระแสตรงหรือกระแสสลับสำหรับโหลดไฟฟ้า อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบง่ายๆ ไม่มีอินเวอร์เตอร์และจ่ายกระแสตรงเท่านั้น ซึ่งบางชนิดสามารถจ่ายแรงดันกระแสตรงได้หลายระดับ ดังแสดงในรูปที่ 2 ตัวควบคุมจะรับพลังงานกระแสตรงที่ส่งออกมาจากแผงโซลาร์เซลล์ และควบคุมกระแสการชาร์จหรือการคายประจุของแบตเตอรี่ ตัวควบคุมแบบง่ายๆ จะต่อแบตเตอรี่ไปยังขั้วเอาต์พุตโดยตรง และแรงดันเอาต์พุตของระบบจะเท่ากับแรงดันแบตเตอรี่ ตัวควบคุมบางชนิดมีวงจรแปลงกระแสตรง ซึ่งสามารถจ่ายแรงดันกระแสตรงได้หลายระดับ เช่น 5V, 9V, 12V เป็นต้น เหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ กำลังไฟฟ้าขาออกของระบบประเภทนี้โดยทั่วไปมีขนาดเล็ก และส่วนใหญ่จะใช้ในโครงสร้างแบบพกพา