Sistem fotovoltaik

Sistem fotovoltaik secara umum dibagi menjadi sistem independen, sistem yang terhubung ke jaringan listrik, dan sistem hibrida. Berdasarkan bentuk aplikasi, skala aplikasi, dan jenis beban, sistem fotovoltaik surya dapat dibagi menjadi enam jenis.

pengenalan sistem

Menurut formulir aplikasi, skala aplikasi, dan jenis beban sistem fotovoltaik surya, sistem catu daya fotovoltaik harus dibagi lebih rinci. Sistem fotovoltaik juga dapat dibagi lagi menjadi enam jenis berikut: sistem catu daya surya kecil (Small DC); sistem DC sederhana (Simple DC); sistem catu daya surya besar (Large DC); sistem catu daya AC dan DC (AC/DC); sistem yang terhubung ke jaringan (Utility Grid Connect); sistem catu daya hibrida (Hybrid); sistem hibrida yang terhubung ke jaringan. Prinsip kerja dan karakteristik masing-masing sistem dijelaskan di bawah ini.

sistem catu daya

Karakteristik sistem catu daya surya kecil adalah hanya terdapat beban DC dalam sistem dan daya beban relatif kecil, keseluruhan sistem memiliki struktur sederhana dan mudah dioperasikan. Penggunaan utamanya adalah sistem rumah tangga umum, berbagai produk DC sipil, dan peralatan hiburan terkait. Misalnya, di wilayah barat negara saya, sistem fotovoltaik jenis ini telah banyak digunakan, dan bebannya adalah lampu DC, yang digunakan untuk mengatasi masalah penerangan rumah tangga di daerah tanpa listrik.

Sistem DC

Karakteristik sistem ini adalah beban dalam sistem adalah beban DC dan tidak ada persyaratan khusus untuk waktu penggunaan beban. Beban terutama digunakan pada siang hari, jadi tidak ada baterai yang digunakan dalam sistem, dan tidak diperlukan pengontrol. Sistem ini memiliki struktur sederhana dan dapat digunakan secara langsung. Modul fotovoltaik memasok daya ke beban, menghilangkan proses penyimpanan dan pelepasan energi dalam baterai, serta kehilangan energi dalam pengontrol, dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi. Ini umumnya digunakan dalam sistem pompa air PV, beberapa daya peralatan sementara di siang hari dan beberapa fasilitas wisata. Gambar 1 menunjukkan sistem pompa PV DC sederhana. Sistem ini telah banyak digunakan di negara-negara berkembang di mana tidak ada air ledeng murni untuk minum, dan telah menghasilkan manfaat sosial yang baik.

Sistem tenaga surya skala besar

Dibandingkan dengan dua sistem fotovoltaik di atas, sistem fotovoltaik bertenaga surya skala besar masih cocok untuk sistem daya DC, tetapi sistem fotovoltaik surya jenis ini biasanya memiliki daya beban yang besar. Untuk memastikan pasokan daya yang stabil ke beban, skala sistem yang sesuai juga besar, dan perlu dilengkapi dengan susunan modul fotovoltaik yang lebih besar dan paket baterai yang lebih besar. Bentuk aplikasi umumnya meliputi komunikasi, telemetri, pasokan daya peralatan pemantauan, pasokan daya terpusat di daerah pedesaan, mercusuar suar, lampu jalan, dll. Bentuk ini digunakan di beberapa stasiun listrik fotovoltaik pedesaan yang dibangun di beberapa daerah tanpa listrik di bagian barat negara saya, dan stasiun pangkalan komunikasi yang dibangun oleh China Mobile dan China Unicom di daerah terpencil tanpa jaringan listrik juga menggunakan sistem fotovoltaik ini untuk pasokan daya. Seperti proyek stasiun pangkalan komunikasi di Wanjiazhai, Shanxi.

Sistem catu daya AC dan DC

Berbeda dengan ketiga sistem fotovoltaik surya di atas, sistem fotovoltaik ini dapat menyediakan daya untuk beban DC dan AC secara bersamaan, dan memiliki lebih banyak inverter daripada ketiga sistem di atas dalam hal struktur sistem, yang digunakan untuk mengubah daya DC menjadi daya AC untuk memenuhi kebutuhan persyaratan beban AC. Biasanya, konsumsi daya beban sistem seperti itu juga relatif besar, sehingga skala sistemnya juga relatif besar. Ini digunakan di beberapa stasiun pangkalan komunikasi dengan beban AC dan DC dan pembangkit listrik fotovoltaik lainnya dengan beban AC dan DC.

Sistem yang terhubung dengan jaringan

Fitur terbesar dari sistem fotovoltaik surya ini adalah arus searah yang dihasilkan oleh susunan fotovoltaik diubah menjadi arus bolak-balik yang memenuhi persyaratan jaringan listrik utama melalui inverter yang terhubung ke jaringan dan kemudian langsung terhubung ke jaringan listrik utama. Di luar beban, kelebihan daya disalurkan kembali ke jaringan listrik. Pada hari hujan atau malam hari, ketika susunan fotovoltaik tidak menghasilkan listrik atau listrik yang dihasilkan tidak dapat memenuhi permintaan beban, susunan fotovoltaik tersebut ditenagai oleh jaringan listrik. Karena energi listrik langsung dimasukkan ke jaringan listrik, konfigurasi baterai dihilangkan, dan proses penyimpanan dan pelepasan baterai disimpan. Namun, inverter khusus yang terhubung ke jaringan listrik diperlukan dalam sistem untuk memastikan bahwa daya keluaran memenuhi persyaratan daya jaringan untuk tegangan, frekuensi, dan indikator lainnya. Karena masalah efisiensi inverter, masih akan ada beberapa kehilangan energi. Sistem seperti itu sering kali dapat menggunakan daya utilitas dan susunan modul PV surya secara paralel sebagai sumber daya untuk beban AC lokal. Tingkat kekurangan daya beban seluruh sistem berkurang. Selain itu, sistem PV yang terhubung ke jaringan listrik dapat berperan dalam pengaturan puncak untuk jaringan listrik publik. Berdasarkan karakteristik sistem yang terhubung ke jaringan listrik, Soying Electric telah berhasil mengembangkan inverter surya yang terhubung ke jaringan listrik beberapa tahun lalu, yang dirancang khusus untuk mendaur ulang energi listrik dengan berbagai keuntungan dan kerugian. Kemajuan besar telah dicapai, dan serangkaian kesulitan teknis telah diatasi pada sistem yang terhubung ke jaringan listrik.

Sistem pasokan campuran

Selain susunan modul fotovoltaik surya yang digunakan dalam sistem fotovoltaik surya ini, generator minyak juga digunakan sebagai sumber daya cadangan. Tujuan penggunaan sistem catu daya hibrida adalah untuk memanfaatkan secara menyeluruh berbagai keunggulan teknologi pembangkitan daya dan menghindari kekurangannya masing-masing. Misalnya, keunggulan sistem fotovoltaik independen yang disebutkan di atas adalah perawatan yang lebih sedikit, dan kerugiannya adalah bahwa keluaran energi bergantung pada cuaca dan tidak stabil.

Sistem catu daya hibrida yang menggunakan kombinasi generator diesel dan rangkaian fotovoltaik dapat menyediakan energi yang tidak bergantung cuaca dibandingkan dengan sistem energi tunggal yang berdiri sendiri.

Sistem pasokan campuran yang terhubung ke jaringan

Dengan berkembangnya industri optoelektronik surya, sistem catu daya hibrida yang terhubung ke jaringan yang dapat secara komprehensif memanfaatkan susunan modul fotovoltaik surya, daya utilitas, dan generator minyak cadangan telah muncul. Sistem semacam ini biasanya mengintegrasikan pengontrol dan inverter, menggunakan chip komputer untuk sepenuhnya mengendalikan pengoperasian seluruh sistem, secara komprehensif menggunakan berbagai sumber energi untuk mencapai kondisi kerja terbaik, dan juga dapat menggunakan baterai untuk lebih meningkatkan tingkat jaminan catu daya beban sistem, seperti sistem inverter SMD AES. Sistem ini dapat menyediakan daya yang memenuhi syarat untuk beban lokal dan dapat bekerja sebagai UPS (Uninterruptible Power Supply) daring. Daya juga dapat dipasok ke atau diperoleh dari jaringan. Mode kerja sistem ini biasanya bekerja secara paralel dengan daya komersial dan daya surya. Untuk beban lokal, jika daya yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik cukup untuk digunakan beban, maka sistem akan langsung menggunakan daya yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik untuk memasok kebutuhan beban. Jika daya yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik melebihi permintaan beban langsung, daya berlebih juga dapat dikembalikan ke jaringan; jika daya yang dihasilkan oleh modul fotovoltaik tidak mencukupi, daya utilitas akan diaktifkan secara otomatis, dan daya utilitas akan digunakan untuk memasok permintaan beban lokal. Ketika konsumsi daya beban kurang dari 60% dari kapasitas listrik terukur inverter SMD, listrik akan secara otomatis mengisi baterai untuk memastikan bahwa baterai dalam keadaan mengambang untuk waktu yang lama; jika listrik gagal, yaitu, kegagalan daya listrik atau listrik Jika kualitasnya tidak sesuai standar, sistem akan secara otomatis memutus daya listrik dan beralih ke mode kerja independen, dan daya AC yang dibutuhkan oleh beban akan disediakan oleh baterai dan inverter. Setelah listrik kembali normal, yaitu, tegangan dan frekuensi kembali ke keadaan normal yang disebutkan di atas, sistem akan memutus baterai, berubah ke mode terhubung-jaringan, dan memasok daya dari listrik. Pada beberapa sistem catu daya hibrida yang terhubung ke jaringan, fungsi pemantauan, kontrol, dan akuisisi data sistem juga dapat diintegrasikan ke dalam chip kontrol. Komponen inti dari sistem tersebut adalah pengontrol dan inverter.

Sistem Fotovoltaik Off-Grid

Sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid merupakan jenis sumber listrik baru yang menghasilkan listrik dari modul fotovoltaik, mengelola pengisian dan pengosongan baterai melalui pengontrol, dan menyediakan energi listrik ke beban DC atau ke beban AC melalui inverter. Sistem ini banyak digunakan di dataran tinggi, pulau, daerah pegunungan terpencil, dan operasi lapangan dengan lingkungan yang keras. Sistem ini juga dapat digunakan sebagai sumber daya listrik untuk stasiun pangkalan komunikasi, kotak lampu iklan, lampu jalan, dll. Sistem pembangkit listrik fotovoltaik memanfaatkan energi alam yang tidak ada habisnya, yang secara efektif dapat mengurangi konflik permintaan di daerah dengan kekurangan daya dan memecahkan masalah kehidupan dan komunikasi di daerah terpencil. Meningkatkan lingkungan ekologi global dan mendorong pembangunan manusia yang berkelanjutan.

Fungsi sistem

Panel fotovoltaik adalah komponen pembangkit daya. Pengontrol fotovoltaik mengatur dan mengendalikan energi listrik yang dihasilkan. Di satu sisi, energi yang disesuaikan dikirim ke beban DC atau beban AC, dan di sisi lain, kelebihan energi dikirim ke paket baterai untuk disimpan. Ketika listrik yang dihasilkan tidak dapat memenuhi kebutuhan beban Ketika pengontrol mengirimkan daya baterai ke beban. Setelah baterai terisi penuh, pengontrol harus mengendalikan baterai agar tidak terisi daya berlebihan. Ketika energi listrik yang tersimpan dalam baterai habis, pengontrol harus mengendalikan baterai agar tidak kehabisan daya berlebihan untuk melindungi baterai. Ketika kinerja pengontrol tidak baik, itu akan sangat memengaruhi masa pakai baterai dan akhirnya memengaruhi keandalan sistem. Tugas baterai adalah menyimpan energi sehingga beban dapat diberi daya pada malam hari atau saat hari hujan. Inverter bertanggung jawab untuk mengubah daya DC menjadi daya AC untuk digunakan oleh beban AC.