Rääkides võrguvälise fotogalvaanilise elektritootmissüsteemi koostisest
Võrguvälised fotogalvaanilised elektritootmissüsteemid koosnevad peamiselt päikeseenergia fotogalvaanilistest energiatootmisseadmetest, energiasalvestusseadmetest, kontrolleritest ja inverteritest. Allpool on iga osa lühitutvustus.
Fotogalvaaniline päikeseenergia tootmisseade
See võib koosneda monokristalllisest ränist või polükristallilisest ränist või amorfsest ränist fotogalvaanilistest seadmetest. Klaasi ja spetsiaalsete materjalidega pakendatud päikesepatareide rühma nimetatakse päikesepatarei mooduliks; mitu päikesepatarei moodulit on ühendatud, moodustades päikesepatareide massiivi. Päikesepatareide tüüp ja koostis valitakse vastavalt süsteemi nõutavale võimsusele, kasutuskeskkonnale ja maksumusele.
Energiasalvesti
Kuna fotogalvaanilist elektritootmist mõjutavad otseselt ilmastikutingimused, on see katkendlik ja ebastabiilne. Süsteemi teatud pideva toitevõimsuse säilitamiseks tuleb varustada energiasalvesti, mis salvestab osa elektrienergiast ja annab elektrienergiat päikesevalguse puudumisel. Praegune fotogalvaaniline elektritootmissüsteem kasutab energia salvestamiseks peamiselt akusid.
Tavaliselt kasutatavate akude hulka kuuluvad pliiakud, nikkel-kaadmiumakud ja liitiumioonakud.
Pliiaku: ühe aku pinge on 2 volti, tsükli eluiga 500-1500 korda
Nikkel-kaadmiumaku: ühe aku pinge 1,0-1,3 volti, tsükli eluiga 2500 korda
Liitiumioonaku (üheelemendi pinge 3,7 V), tsükli eluiga 1000-10000 korda
Nikkel-kaadmiumakud ja liitiumioonakud on kallid, kuid neil on mahuühiku kohta suur võimsus ning neid kasutatakse enamasti rakendustes, mis nõuavad väikest suurust ja suurt võimsust, nagu digitaaltooted, nagu mobiiltelefonid, kaamerad ja kaasaskantavad arvutid. Üldiselt kasutavad võrguvälised fotogalvaanilised süsteemid peamiselt suletud pliiakusid. Pliiaku hind on väga odav ning suletud pliiaku on suletud ja hooldusvaba ning seda on väga mugav kasutada.
Aku kõige olulisemad parameetrid on pinge, mahtuvus ja tsükli eluiga. Pinge ühik on volt (V), võimsuse ühik on ampertund (Ah) ja tsükli eluiga on laadimise ja tühjenemise arv.
Kontroller
Akul on laadimiseks ja tühjendamiseks teatud nõuded. Sagedane üle- ja ülelaadimine vähendab kasutusiga. Aku laadimiseks ja tühjenemiseks peab olema juhtimine, mis on kontrolleri põhifunktsioon. Valige päikesepatarei maksimaalse võimsusega tööpunkt vastavalt kasutaja' elektrienergiale, aku laadimisele ja tühjenemisele ning päikesepatarei' valgustingimustele ning kooskõlastage laadimine ja elektrivool. Kontroller peab ka süsteemi andmeid tuvastama, kaitsma ja kuvama. Kontrolleri' pinge ja voolu muundamine kasutab peamiselt alalis-alalisvoolu muundusahelat. DC-DC muundamise põhimõtte kohta vaadake jaotist"Alalis-alalisvoolu muunduri põhimõte".
Inverter
Seadmed, mis muudavad alalisvoolu vahelduvvooluks, kasutavad siinuslaine vahelduvvoolu genereerimiseks peamiselt SPWM täissild-inverteri ahelaid. SPWM-inverteri põhimõtte kohta vaadake jaotist"SPWM-inverteri põhimõte".
Elektriline koormus
Elektriseadmed, mis kasutavad alalis- või vahelduvvoolu.
Lihtsatel päikeseenergiaga elektritootmisseadmetel pole invertereid ja neil on ainult alalisvool. Mõned neist võivad väljastada mitu erinevat alalisvoolu pinget. Koostis on näidatud joonisel 2. Kontroller saab päikesepaneelilt väljundi alalisvoolu ja juhib aku laadimis- või tühjendusvoolu. Lihtne kontroller juhib aku otse väljundklemmile ja süsteemi väljundpinge on võrdne aku pingega. Osadel kontrolleritel on alalisvoolu muundamisahelad, mis suudavad väljastada mitut erinevat alalispinget, näiteks 5V, 9V, 12V jne, mis sobivad erinevatele elektriseadmetele. Seda tüüpi süsteemi väljundvõimsus on üldiselt väike ja enamasti kasutatakse kaasaskantavat struktuuri.
