Zasada wytwarzania energii słonecznej z fotowoltaiki to technologia, która bezpośrednio przetwarza energię świetlną na energię elektryczną, wykorzystując efekt fotowoltaiczny interfejsu półprzewodnikowego. Kluczowym elementem tej technologii jest ogniwo słoneczne. Ogniwa słoneczne są pakowane i zabezpieczane szeregowo, tworząc moduł ogniw słonecznych o dużej powierzchni, a następnie łączone z regulatorem mocy lub podobnym elementem, tworząc fotowoltaiczne urządzenie do wytwarzania energii. Cały proces nazywa się systemem wytwarzania energii słonecznej. System wytwarzania energii słonecznej składa się z szeregów ogniw słonecznych, pakietów akumulatorów, regulatorów ładowania i rozładowania, falowników fotowoltaicznych, skrzynek rozdzielczych i innych urządzeń.
Dlaczego warto stosować falownik w systemie wytwarzania energii słonecznej za pomocą fotowoltaiki?
Falownik to urządzenie, które przekształca prąd stały w prąd przemienny. Ogniwa słoneczne generują prąd stały w świetle słonecznym, a prąd stały zmagazynowany w akumulatorze również jest prądem stałym. Jednak system zasilania prądem stałym ma poważne ograniczenia. Urządzenia prądu przemiennego, takie jak świetlówki, telewizory, lodówki i wentylatory elektryczne, nie mogą być zasilane prądem stałym. Aby fotowoltaika mogła być powszechnie wykorzystywana w naszym życiu codziennym, niezbędne są falowniki, które mogą przekształcać prąd stały w prąd przemienny.
Falownik fotowoltaiczny, będący istotnym elementem generacji energii fotowoltaicznej, służy głównie do konwersji prądu stałego generowanego przez moduły fotowoltaiczne na prąd przemienny. Falownik nie tylko umożliwia konwersję prądu stałego na przemienny, ale także maksymalizuje wydajność ogniw słonecznych oraz chroni system przed awariami. Poniżej znajduje się krótkie wprowadzenie do funkcji automatycznej pracy i wyłączania falownika fotowoltaicznego oraz funkcji śledzenia maksymalnej mocy.
1. Funkcja śledzenia maksymalnej mocy
Moc wyjściowa modułu ogniwa słonecznego zmienia się wraz z natężeniem promieniowania słonecznego oraz temperaturą samego modułu (temperaturą chipa). Ponadto, ponieważ moduł ogniwa słonecznego charakteryzuje się spadkiem napięcia wraz ze wzrostem prądu, istnieje optymalny punkt pracy, w którym można uzyskać maksymalną moc. Zmienia się natężenie promieniowania słonecznego, a zatem zmienia się również optymalny punkt pracy. W związku z tymi zmianami punkt pracy modułu ogniwa słonecznego zawsze znajduje się w punkcie maksymalnej mocy, a system zawsze uzyskuje maksymalną moc wyjściową z modułu ogniwa słonecznego. To sterowanie to sterowanie śledzeniem maksymalnej mocy. Największą zaletą falowników do systemów fotowoltaicznych jest funkcja śledzenia punktu maksymalnej mocy (MPPT).
2. Automatyczna praca i funkcja zatrzymania
Po wschodzie słońca intensywność promieniowania słonecznego stopniowo wzrasta, a wraz z nią wydajność ogniwa słonecznego. Gdy moc wyjściowa wymagana przez falownik zostanie osiągnięta, falownik automatycznie rozpocznie pracę. Po uruchomieniu falownik będzie stale monitorował moc wyjściową modułu ogniw słonecznych. Dopóki moc wyjściowa modułu ogniw słonecznych będzie większa niż moc wyjściowa wymagana do pracy falownika, falownik będzie kontynuował pracę; zatrzyma się do zachodu słońca, nawet w przypadku zachmurzenia i deszczu. Falownik może również pracować. Gdy moc wyjściowa modułu ogniw słonecznych zmniejszy się, a moc wyjściowa falownika zbliży się do 0, falownik przejdzie w stan czuwania.
Oprócz dwóch opisanych powyżej funkcji, falownik fotowoltaiczny posiada również funkcję zapobiegania niezależnej pracy (w przypadku systemów podłączonych do sieci), funkcję automatycznej regulacji napięcia (w przypadku systemów podłączonych do sieci), funkcję wykrywania prądu stałego (w przypadku systemów podłączonych do sieci) oraz funkcję wykrywania uziemienia prądu stałego (w przypadku systemów podłączonych do sieci) i inne funkcje. W systemie wytwarzania energii słonecznej sprawność falownika jest ważnym czynnikiem, który decyduje o pojemności ogniwa słonecznego i pojemności akumulatora.
Czas publikacji: 01-04-2023
