Η αρχή της παραγωγής ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας είναι μια τεχνολογία που μετατρέπει απευθείας την φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο της διεπαφής ημιαγωγών. Το βασικό συστατικό αυτής της τεχνολογίας είναι το ηλιακό στοιχείο. Τα ηλιακά στοιχεία συσκευάζονται και προστατεύονται σε σειρά για να σχηματίσουν μια μονάδα ηλιακού στοιχείου μεγάλης επιφάνειας και στη συνέχεια συνδυάζονται με έναν ελεγκτή ισχύος ή κάτι παρόμοιο για να σχηματίσουν μια φωτοβολταϊκή συσκευή παραγωγής ενέργειας. Η όλη διαδικασία ονομάζεται φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας. Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας αποτελείται από συστοιχίες ηλιακών στοιχείων, συστοιχίες μπαταριών, ελεγκτές φόρτισης και εκφόρτισης, ηλιακούς φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, κιβώτια συνδυασμού και άλλο εξοπλισμό.
Γιατί να χρησιμοποιήσω μετατροπέα σε ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας;
Ένας μετατροπέας είναι μια συσκευή που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Τα ηλιακά στοιχεία παράγουν συνεχές ρεύμα στο ηλιακό φως και η συνεχές ρεύμα που είναι αποθηκευμένη στην μπαταρία είναι επίσης συνεχές ρεύμα. Ωστόσο, το σύστημα τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος έχει μεγάλους περιορισμούς. Τα φορτία εναλλασσόμενου ρεύματος, όπως οι λάμπες φθορισμού, οι τηλεοράσεις, τα ψυγεία και οι ηλεκτρικοί ανεμιστήρες στην καθημερινή ζωή, δεν μπορούν να τροφοδοτηθούν με συνεχές ρεύμα. Για να χρησιμοποιηθεί ευρέως η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας στην καθημερινή μας ζωή, οι μετατροπείς που μπορούν να μετατρέψουν το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα είναι απαραίτητοι.
Ως σημαντικό μέρος της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας, ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας χρησιμοποιείται κυρίως για τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά στοιχεία σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Ο μετατροπέας δεν έχει μόνο τη λειτουργία μετατροπής DC-AC, αλλά έχει επίσης τη λειτουργία μεγιστοποίησης της απόδοσης του ηλιακού στοιχείου και της προστασίας από σφάλματα του συστήματος. Ακολουθεί μια σύντομη εισαγωγή στις λειτουργίες αυτόματης λειτουργίας και τερματισμού λειτουργίας του φωτοβολταϊκού μετατροπέα και στη λειτουργία ελέγχου παρακολούθησης μέγιστης ισχύος.
1. Λειτουργία ελέγχου παρακολούθησης μέγιστης ισχύος
Η ισχύς εξόδου της μονάδας ηλιακού στοιχείου ποικίλλει ανάλογα με την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας και τη θερμοκρασία της ίδιας της μονάδας ηλιακού στοιχείου (θερμοκρασία τσιπ). Επιπλέον, επειδή η μονάδα ηλιακού στοιχείου έχει το χαρακτηριστικό ότι η τάση μειώνεται καθώς αυξάνεται το ρεύμα, υπάρχει ένα βέλτιστο σημείο λειτουργίας όπου μπορεί να επιτευχθεί η μέγιστη ισχύς. Η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας αλλάζει και προφανώς το βέλτιστο σημείο λειτουργίας αλλάζει επίσης. Σε σχέση με αυτές τις αλλαγές, το σημείο λειτουργίας της μονάδας ηλιακού στοιχείου βρίσκεται πάντα στο σημείο μέγιστης ισχύος και το σύστημα λαμβάνει πάντα τη μέγιστη ισχύ εξόδου από τη μονάδα ηλιακού στοιχείου. Αυτός ο έλεγχος είναι ο έλεγχος παρακολούθησης μέγιστης ισχύος. Το μεγαλύτερο χαρακτηριστικό των μετατροπέων για συστήματα ηλιακής ενέργειας είναι ότι περιλαμβάνουν τη λειτουργία παρακολούθησης σημείου μέγιστης ισχύος (MPPT).
2. Αυτόματη λειτουργία και λειτουργία διακοπής
Μετά την ανατολή του ηλίου το πρωί, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας αυξάνεται σταδιακά και αυξάνεται επίσης η ισχύς εξόδου του ηλιακού στοιχείου. Όταν επιτευχθεί η ισχύς εξόδου που απαιτείται από τον μετατροπέα, ο μετατροπέας αρχίζει να λειτουργεί αυτόματα. Μετά την έναρξη λειτουργίας, ο μετατροπέας θα παρακολουθεί συνεχώς την ισχύ εξόδου της μονάδας ηλιακού στοιχείου. Εφόσον η ισχύς εξόδου της μονάδας ηλιακού στοιχείου είναι μεγαλύτερη από την ισχύ εξόδου που απαιτείται για να λειτουργήσει ο μετατροπέας, ο μετατροπέας θα συνεχίσει να λειτουργεί. Θα σταματήσει μέχρι τη δύση του ηλίου, ακόμα κι αν έχει συννεφιά και βροχή. Ο μετατροπέας μπορεί επίσης να λειτουργήσει. Όταν η ισχύς εξόδου της μονάδας ηλιακού στοιχείου μειωθεί και η ισχύς εξόδου του μετατροπέα πλησιάσει το 0, ο μετατροπέας θα μεταβεί σε κατάσταση αναμονής.
Εκτός από τις δύο λειτουργίες που περιγράφονται παραπάνω, ο φωτοβολταϊκός μετατροπέας έχει επίσης τη λειτουργία αποτροπής ανεξάρτητης λειτουργίας (για σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο), λειτουργία αυτόματης ρύθμισης τάσης (για σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο), λειτουργία ανίχνευσης DC (για σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο) και λειτουργία ανίχνευσης γείωσης DC (για συστήματα συνδεδεμένα στο δίκτυο) και άλλες λειτουργίες. Στο σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας, η απόδοση του μετατροπέα είναι ένας σημαντικός παράγοντας που καθορίζει την χωρητικότητα του ηλιακού στοιχείου και την χωρητικότητα της μπαταρίας.
Ώρα δημοσίευσης: 01 Απριλίου 2023
