Şebekeden bağımsız fotovoltaik enerji üretim sisteminin bileşiminden bahsetmek - güneş enerjili sokak lambası - güneş enerjisi üretimi

Şebekeden bağımsız fotovoltaik enerji üretim sistemi esas olarak güneş fotovoltaik enerji üretim cihazı, enerji depolama cihazı, kontrol ünitesi ve invertörden oluşmaktadır. Her bir parça aşağıda kısaca tanıtılmıştır. Güneş fotovoltaik enerji üretim cihazları, monokristal silikon, polikristal silikon veya amorf silikon fotovoltaik cihazlardan oluşabilir. Cam ve özel malzemelerle kaplanmış bir grup güneş hücresine güneş hücresi modülü denir; birden fazla güneş hücresi modülü bağlanarak bir güneş hücresi dizisi oluşturulur. Güneş hücrelerinin türü ve bileşimi, sistemin ihtiyaç duyduğu güce, kullanım ortamına ve maliyete göre seçilir. Fotovoltaik enerji üretimi hava koşullarından doğrudan etkilendiği için, enerji depolama cihazı kesintili ve kararsızdır. Sistemin belirli bir sürekli güç kaynağı kapasitesini korumak için, elektrik enerjisinin bir kısmını depolayacak ve güneş ışığı olmadığında elektrik enerjisi sağlayacak bir enerji depolama cihazı bulunmalıdır. Şu anda, fotovoltaik enerji üretim sistemleri enerji depolama için ağırlıklı olarak piller kullanmaktadır. Yaygın olarak kullanılan piller arasında kurşun-asit piller, nikel-kadmiyum piller, lityum-iyon piller vb. bulunur. Kurşun-asit pil: tek hücre voltajı 2 volt, çevrim ömrü 500-1500 döngü; NiCd pil: tek hücre voltajı 1,0-1,3 volt, çevrim ömrü 2500 döngü; Li-iyon pil (tek pil voltajı 3,7 volt), çevrim ömrü 1000-10.000 döngü. Nikel-kadmiyum piller ve lityum-iyon piller pahalıdır, ancak birim hacim başına büyük kapasiteye sahiptirler ve çoğunlukla cep telefonları, kameralar, taşınabilir bilgisayarlar ve diğer dijital ürünler gibi küçük boyut ve büyük kapasite gerektiren uygulamalarda kullanılırlar. Genellikle, şebekeden bağımsız fotovoltaik sistemler ağırlıklı olarak sızdırmaz kurşun-asit piller kullanır. Kurşun-asit piller çok ucuzdur, sızdırmaz ve bakım gerektirmez ve kullanımı çok kolaydır. Bir pilin ana parametreleri voltaj, kapasite ve çevrim ömrüdür. Gerilim birimi volt (V), kapasite birimi amper-saat (Ah) ve çevrim ömrü şarj ve deşarj sayısıdır. Kontrol ünitesinin bataryasının şarj ve deşarj için belirli gereksinimleri vardır. Sık sık aşırı şarj ve aşırı deşarj, kullanım ömrünü kısaltacaktır. Bataryanın şarj ve deşarjını kontrol etmek gereklidir ve bu, kontrol ünitesinin temel işlevidir. Kullanıcının elektrik tüketimine, batarya şarj ve deşarjına ve güneş pilinin ışık koşullarına göre güneş pilinin maksimum güç çalışma noktasını seçin ve şarj ile elektrik akımını koordine edin. Kontrol ünitesi ayrıca verileri algılamalı, korumalı ve sisteme göstermelidir. Kontrol ünitesi esas olarak gerilim ve akımı dönüştürmek için DC-DC dönüştürme devresini kullanır. DC-DC dönüştürme prensibi için 'DC-DC Dönüştürücü Prensibi' bölümüne bakın. İnverter, DC gücü AC gücüne dönüştüren bir cihazdır ve esas olarak sinüs dalgalı AC gücü üretmek için SPWM tam köprü inverter devresini kullanır. SPWM inverter prensibi için 'SPWM İnverter Prensibi' bölümüne bakın. Elektrik yükleri için doğru akım veya alternatif akım kullanan elektrikli ekipmanlar. Basit güneş fotovoltaik enerji üretim cihazlarında invertör bulunmaz ve sadece doğru akım çıkışı verirler; bunlardan bazıları Şekil 2'de gösterildiği gibi birkaç farklı doğru akım voltajı üretebilir. Kontrol ünitesi, güneş paneli tarafından üretilen doğru akım gücünü alır ve bataryanın şarj veya deşarj akımını kontrol eder. Basit kontrol ünitesi, bataryayı doğrudan çıkış ucuna yönlendirir ve sistem çıkış voltajı batarya voltajına eşittir. Bazı kontrol ünitelerinde, farklı elektrikli cihazlar için uygun olan 5V, 9V, 12V vb. gibi birkaç farklı doğru akım voltajı üretebilen doğru akım dönüştürme devreleri bulunur. Bu tür sistemlerin çıkış gücü genellikle küçüktür ve çoğunlukla taşınabilir yapıda kullanılır.