خورشیدی PV اجزای سیستم 101

به عبارت ساده تر، انرژی خورشیدی راهی برای تبدیل انرژی خورشیدی به برق مصرفی است. با این حال، پیچیده تر از آن است. این سیستم از چندین بخش تشکیل شده است که هر کدام نقش خاصی را ایفا می کنند. این انرژی خورشیدی را جمع آوری، انتقال و متعاقباً به برق تبدیل می کند. برای درک کامل انرژی خورشیدی به عنوان یک سیستم، درک عملکرد تمام اجزای اصلی درگیر ضروری است.

سیستم فتوولتائیک (PV سیستم) از فتوولتائیک برای تبدیل نور خورشید به برق استفاده می کند. یک راه حل قابل اعتماد انرژی سبز را می توان با استفاده از فتوولتائیک، که به عنوان پانل های خورشیدی نیز شناخته می شود، به دست آورد.

یک خورشیدی PV این سیستم یک گزینه عالی پایدار و کم تعمیر و نگهداری برای هرکسی است که می‌خواهد به محیطی سبزتر کمک کند زیرا هیچ آلودگی منتشر نمی‌کند. مزایای متعدد آن نیز آن را به گزینه ای جذاب تبدیل می کند.

در این مقاله با خورشیدی بیشتر آشنا خواهید شد PV اجزای سیستم و مزایای آنها

چگونه یک خورشیدی PV کار سیستم؟

سپس انرژی خورشیدی جمع آوری شده توسط سلول های فتوولتائیک به جریان مستقیم (DC) توسط سلول های فتوولتائیک تبدیل می شود. در طول روز، نور خورشید در سراسر سیستم‌های فتوولتائیک منعکس می‌شود و یک میدان الکتریکی ایجاد می‌کند که باعث جریان الکتریسیته می‌شود.

سپس برق AC توسط یک اینورتر تولید می شود که الکتریسیته DC را می گیرد و آن را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند. خانه شما از برق متناوب برای تامین برق وسایل برقی خود استفاده می کند که اغلب به عنوان بار متناوب از آن یاد می شود.

اجزای اصلی منظومه شمسی

ما قطعات و اجزای مختلف پنل خورشیدی را در زیر فهرست کرده ایم:

پنل های خورشیدی

فناوری خورشیدی اولین بار در سال 1954 تولید شد و از آن زمان به سرعت در حال گسترش است. پانل های خورشیدی که به عنوان پانل های فتوولتائیک شناخته می شوند، از سلول های خورشیدی بسیاری ساخته می شوند. به طور کلی، هر چه تعداد سلول های خورشیدی بیشتر باشد، عملکرد پنل خورشیدی بیشتر خواهد بود.

یکی از جنبه های اصلی پنل های خورشیدی این است که نور خورشید را جذب کرده و آن را به برق تبدیل می کنند. می توان از آن برای کاربردهای مختلف (سیستم های گرمایشی، روشنایی خیابان، نصب ماشین آلات، دوربین ها، علائم، شارژ تلفن ها و بسیاری از وسایل دیگر که از برق استفاده می کنند) استفاده کرد. در طول شب، انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی در باتری های خورشیدی مخصوص ذخیره می شود یا در زمان های مناسب به طور مستقیم به شبکه تغذیه می شود.

انواع پنل های خورشیدی

انواع پنل های خورشیدی به راحتی برای سیستم های فتوولتائیک در دسترس هستند، از جمله

پنل های خورشیدی تک کریستالی

در پانل های تک کریستالی، کریستال ها به طور یکنواخت در کل پانل توزیع می شوند. آنها را می توان از مواد مختلفی مانند آرسنید گالیم، سیلیکون آمورف، مس ایندیم گالیوم سلنید، ژرمانیوم، تلورید کادمیوم و پلیمرهای آلی تولید کرد.

یک پنل خورشیدی مونو کریستال تا به امروز دارای بالاترین بازدهی است و در شرایط کم نور بهتر از هر نوع پنل دیگری عمل می کند. علاوه بر این، با افزایش سن، کارایی آن به کندی کاهش می یابد. پانل های خورشیدی تک کریستالی از شمش سیلیکون ساخته شده اند و ساخت آنها بسیار گران است. در ابتدا پانل های تک کریستالی بیشترین هزینه را داشتند. با این حال، آنها ممکن است در دراز مدت از طریق صرفه جویی در انرژی ارزش آن را داشته باشند.

پنل های خورشیدی پلی کریستالی

پانل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی دارای رنگ آبی خالدار منحصر به فرد است که با سطح سایه متفاوت است. از آنجایی که سیلیکون استفاده شده در این پانل ها همگن نیست، ساختار کریستالی سیلیکون می تواند در قسمت های مختلف پانل متفاوت باشد. بنابراین پنل های خورشیدی پلی کریستال بازده کمتری نسبت به پنل های مونو کریستال دارند.

به دلیل ضریب دمایی بالاتر، پانل های خورشیدی پلی کریستال در دمای عملیاتی بالاتر از پانل های خورشیدی مونو کریستال کمتر موثر هستند. از آنجایی که راندمان تبدیل کاهش می یابد، تعداد بیشتری پنل برای تولید توان مشخص مورد نیاز است.

از آنجایی که پنل های خورشیدی سیلیکونی پلی کریستالی همگن نیستند، هزینه خرید آنها کمتر است و بسیاری از مشتریان به همین دلیل آنها را ترجیح می دهند.

پانل های خورشیدی لایه نازک آمورف

راندمان پانل های خورشیدی لایه نازک کمتر از پنل های خورشیدی با مواد تک کریستالی یا پلی کریستالی است و طول عمر آن نیز کوتاه تر است. به دلیل روش ساخت ساده تر، هزینه آنها به طور قابل توجهی کمتر از پانل های کریستالی است. برخلاف پنل های خورشیدی کریستالی، پنل های خورشیدی لایه نازک قابل قالب گیری هستند، اما پنل های خورشیدی کریستالی در صورت خم شدن می توانند ترک بخورند.

استفاده از پانل های لایه نازک در سیستم های فتوولتائیک مسکونی به دلیل بازده کمتر توصیه نمی شود. پانل های لایه نازک به فضای بیشتری (و در نتیجه پانل های بیشتر) نیاز دارند تا به اندازه پانل های کریستالی برق تولید کنند. بنابراین، شرکت های برق بیشتر از صاحبان خانه از این پنل های خورشیدی استفاده می کنند.

اینورتر خورشیدی

صرف نظر از نوع سیستم انرژی خورشیدی، یک اینورتر یک جزء حیاتی است. جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌شود که برای چندین مقاصد مسکونی، تجاری و صنعتی مانند تأمین انرژی برای لوازم تجاری و خانگی مانند تلویزیون‌ها، یخچال‌ها و مایکروویوها و همچنین صنایع بزرگ مفید است. تجهیزات. اینورترها نقش کلیدی در ساخت خورشیدی دارند PV سیستم های سازگار با محیط زیست

انواع اینورتر خورشیدی

اینورترهای رشته ای

سیستم برق آنها مستقیماً به شبکه متصل است و به ندرت یک سیستم پشتیبان باتری دارند. اینورترها از این نوع برای مصارف تجاری و خانگی محبوب ترین هستند. عمر طراحی این محصولات 25 سال و گارانتی آن معمولاً پنج سال است.

اینورترهای متصل به شبکه

اینورتر متصل به شبکه، انرژی خورشیدی را با تطبیق فاز و فرکانس مربوط به ورودی، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. از آنجایی که اینورترها به شبکه برق وصل هستند، می توانند به دلایل ایمنی به طور خودکار خاموش شوند.

اینورترهای مرکزی

علیرغم اینکه بسیار کارآمد هستند، با ویژگی های شبکه مانند متمایز مانند مدیریت نوسانات و تعادل سازگار هستند. اینورترهای خورشیدی از این نوع معمولاً بسیار بزرگ هستند و دارای فضای ذخیره سازی، سیستم اگزوز و غیره مخصوص به خود هستند که اکثر آنها ظرفیت بالای 400 کیلووات دارند.

میکرو اینورترها

در مقایسه با اینورترهای رشته ای، آنها معمولا کوچکتر و قدرت کمتری دارند و ظرفیتی بین 200 تا 350 وات دارند. آنها نسبت به اینورترهای رشته ای گران تر هستند اما در مناطق نیمه سایه دار کارایی بیشتری دارند. هر کدام در پشت یک پانل خاص نصب شده اند، بنابراین تبدیل DC به AC فقط برای آن پنل انجام می شود.

اینورترهای خارج از شبکه

اینورترهای مستقل یا اینورترهای خارج از شبکه نیز به عنوان اینورترهای مستقل شناخته می شوند زیرا برای کار کردن نیازی به همگام سازی با پنل خورشیدی ندارند. آنها انرژی را با تبدیل انرژی فتوولتائیک به الکتریسیته بدست می آورند. یک اینورتر خورشیدی از این نوع معمولاً در مناطق دورافتاده نصب می شود، جایی که مردم ترجیح می دهند کاملاً خارج از شبکه زندگی کنند.

اینورترهای مبتنی بر باتری یا اینورترهای خورشیدی هیبریدی

یک اینورتر خورشیدی از این نوع مانند ترکیبی از اینورترهای متصل به شبکه و اینورترهای خارج از شبکه است که به شما این امکان را می دهد که از شبکه مستقل باشید در حالی که همچنان با شبکه همگام سازی می شود زمانی که نور خورشید کافی نیست یا مصرف برق زیاد است. باتری با استفاده از تکنیکی به نام جفت DC به اینورتر متصل می شود.

قطعات و اجزای خورشیدی بیشتر

سوئیچ قطع DC

اتصال دهنده هایی که جریان برق DC را کامل یا قطع می کنند، قطع کننده های DC نامیده می شوند. یک خورشیدی PV این سیستم شامل یک قطع DC بین پانل های خورشیدی و اینورتر برق است که اگر شما (یا آتش نشانی) بخواهید برق خورشیدی را قطع کنید، می تواند به راحتی پرتاب شود. ایزولاتور DC روشن می شود PV سیستم ها به صورت دستی پانل های خورشیدی را در حین نصب، نگهداری و تعمیر جدا می کنند.

دستگاه خاموش کننده سریع

پس از قانون ملی برق (NEC)، سیستم های پنل خورشیدی باید دارای ویژگی خاموش شدن سریع باشند. به زبان ساده، این امکان را به یک سیستم پنل خورشیدی روی پشت بام می دهد تا به سرعت انرژی خود را قطع کند.

برای اطمینان از ایمنی آتش نشانان، انجمن ملی حفاظت از آتش (NFPA) الزامات خاموش شدن سریع را در NEC گنجانده است. اگر خانه شما آتش بگیرد، و فکر می کنید که عملکرد خاموش کردن سریع مفید نخواهد بود – اما اینطور است، اگر آتش نشانان نیاز به بالا رفتن در پشت بام در صورت بروز آتش سوزی داشته باشند، می توانند به سرعت سیستم شما را خاموش کنند.

عمل ساده خاموش کردن یک اینورتر خورشیدی همیشه به این نتیجه نمی‌رسد: برخی از سیستم‌ها می‌توانند سیم‌ها و مدارها را حتی زمانی که اینورتر خاموش است، روشن نگه دارند و آتش‌نشانانی را که در پشت بام یا اتاق زیر شیروانی شما کار می‌کنند، در معرض خطر بیشتری قرار دهند. سیستم های خورشیدی را می توان به سرعت در کمتر از یک دقیقه با یک دستگاه خاموش کننده سریع قطع کرد که امکان کاهش سریع ولتاژ الکتریکی را فراهم می کند.

دستگاه حفاظت از سرریز

نوسانات و میخ های الکتریکی، مانند آنهایی که به طور مستقیم یا غیرمستقیم در اثر رعد و برق ایجاد می شوند، می توانند توسط دستگاه های محافظ برق (SPDs) محافظت شوند. آنها را می توان به عنوان دستگاه های کاملا مجزا یا به عنوان بخشی از تجهیزات الکتریکی استفاده کرد. انرژی خورشیدی را می توان از طریق یک سیستم فتوولتائیک (PV) به جریان الکتریکی تبدیل کرد. با نصب SPD می توانید از آسیب دیدن نصب جلوگیری کنید و از هزینه های بالای نگهداری و تلفات ناشی از وقفه در تولید جلوگیری کنید.

نگهدارنده فیوز DC

فیوزهای DC خورشیدی عمدتاً برای محافظت از سیم کشی سیستم در برابر گرم شدن بیش از حد و آتش گرفتن استفاده می شوند. عملکرد دوم آن جلوگیری از آتش گرفتن دستگاه ها یا آسیب جدی در صورت اتصال کوتاه است.

کنترل شارژ

کنترل‌کننده‌های شارژ باتری، DC را که از پنل‌های خورشیدی می‌آید، تنظیم می‌کنند تا باتری‌ها بیش از حد شارژ نشوند. با استفاده از کنترل‌کننده شارژ، می‌توانید تعیین کنید که آیا باتری‌های شما کاملاً شارژ شده‌اند یا خیر، و برای جلوگیری از آسیب دائمی به باتری‌ها، جریان جریان را مسدود کنید.

به طور کلی، کنترل کننده های شارژ به ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) و مدولاسیون عرض پالس (PWM) تقسیم می شوند.

PWM ها انواع استاندارد هستند و برای بانک های باتری کوچکتر و سیستم های فتوولتائیک ایده آل هستند، زیرا بسته به اندازه آنها بین 4 تا 60 آمپر متغیر است. از طرف دیگر، کنترل کننده های شارژ MPPT برای سیستم های فتوولتائیک با ولتاژ بالا، معمولا تا 160 ولت DC، مناسب تر هستند.

همیشه نیازی نیست که یک کنترلر شارژ را در سیستم فتوولتائیک خود قرار دهید زیرا همه پانل های خورشیدی دارای بانک باتری خورشیدی نیستند. بنابراین، تنها زمانی باید از کنترلر شارژ استفاده کنید که بانک باتری دارید. همچنین، اگر شما PV آرایه حدود 2 وات در هر 50 آمپر ساعت باتری یا کمتر تولید می کند، ممکن است به کنترل کننده شارژ نیاز نداشته باشید.

جعبه ترکیب

جعبه ترکیب کننده اغلب در اکثر سیستم های برق خورشیدی نادیده گرفته می شود، اما نقش مهمی ایفا می کند. جعبه های کمباین محفظه های الکتریکی هستند که به چندین پنل خورشیدی اجازه می دهند به طور همزمان متصل شوند. اگر دو پنل 12 ولتی را برای سیستم 12 ولتی خود به یکدیگر سیم کشی می کنید، خروجی های آنها را مستقیماً به پایانه های جعبه ترکیب کننده متصل می کنید.

برای اتصال جزء بعدی سیستم، کنترل کننده شارژ، فقط باید دو سیم (در یک مجرا) را از جعبه ترکیب کننده اجرا کنید. علاوه بر این، شامل یک سری رشته فیوز یا قطع کننده خواهد بود. جعبه ها معمولاً برای استفاده در فضای باز رتبه بندی می شوند و دقیقاً در کنار پانل های خورشیدی یا آرایه ها قرار می گیرند.

مزایای سیستم های فتوولتائیک

• قابلیت اطمینان بالا

اگرچه سیستم های فتوولتائیک در معرض شرایط آب و هوایی سخت هستند، اما هنوز هم بسیار قابل اعتماد هستند. با آرایه های فتوولتائیک، منابع تغذیه حیاتی می توانند به طور مداوم و بدون وقفه کار کنند.

• پشتکار قوی

پنل‌های خورشیدی معمولاً با ضمانت‌های 25 ساله یا بیشتر تحت پوشش قرار می‌گیرند و اکثر آنها برای سال‌های طولانی فعال باقی می‌مانند.

• یک منبع انرژی پاک

PV سلول ها انرژی پاک و سبز را فراهم می کنند که مهمترین مزیت آن است. هیچ نگرانی در مورد انتشار گازهای گلخانه ای مضر مانند دی اکسید کربن از پانل ها در جو وجود ندارد.

• مواد اولیه رایگان

همچنین سودمند است زیرا نیازی به خرید مواد اولیه نیست! سلول های خورشیدی برای تولید برق به خورشید متکی هستند که به وفور در اطراف شما موجود است. انتخاب انرژی خورشیدی یک انتخاب عالی است. سیستم نیاز به سرمایه گذاری اولیه دارد. با این حال، برای مدت طولانی رایگان، طبیعی و فراوان است. هنگامی که از انرژی تولید شده توسط PV سلول ها، در نهایت در هزینه های برق صرفه جویی می کنید.

• هزینه های نگهداری کم

سیستم های فتوولتائیک در مقایسه با سیستم های سوخت معمولی فقط به بازرسی و تعمیرات گاه به گاه نیاز دارند.

• مصرف سوخت صفر

برخلاف سیستم های معمولی که به سوخت نیاز دارند، سیستم های فتوولتائیک به هزینه های تهیه، ذخیره سازی یا حمل و نقل نیاز ندارند.

• آلودگی صوتی کم است

با وجود حداقل حرکات مکانیکی، سیستم فتوولتائیک می تواند بی سر و صدا کار کند.

• نظارت فتوولتائیک

PV سیستم ها ممکن است نیاز به اضافه کردن چند ماژول برای بهبود کارایی انرژی خود داشته باشند.

• آسان است به نصب

پانل های خورشیدی مسکونی را می توان فقط روی زمین یا روی پشت بام نصب کرد بدون اینکه سبک زندگی شما را مختل کند.

• امنیت قوی

سیستم های فتوولتائیک نه تنها برای محیط زیست بلکه برای شما نیز ایمن هستند. آنها تغییراتی دارند که از خانه شما در صورت بروز بلایای طبیعی یا مکانیکی محافظت می کند.

• استقلال قوی

بسیاری از مناطق مسکونی این فناوری جدید را به دلیل تولید مستقل انرژی و عدم وابستگی به آب و برق به کار می گیرند.

غذای اصلی

نصب یک سیستم فتوولتائیک در خانه شما کیفیت زندگی روزمره شما را بهبود می بخشد و تاثیر تولید برق شما را بر محیط زیست کاهش می دهد. امیدواریم این مقاله اطلاعات کافی در مورد اجزای یک خورشیدی به شما داده باشد PV سیستم.

با این حال، انتخاب سیستم فتوولتائیک مناسب برای خانه شما می تواند چالش برانگیز باشد. هنگام در نظر گرفتن سرمایه گذاری در فتوولتائیک باید عوامل زیادی را در نظر گرفت. یک سیستم فتوولتائیک بر اساس میزان توان مورد نیاز برای کاربرد خاص طراحی شده است. بسته به نیاز برق، ظرفیت ذخیره سازی و اتصال به شبکه، تعداد پنل های مورد نیاز متفاوت خواهد بود. شما باید گزینه های خود و تامین کنندگان موجود را به طور کامل بررسی کنید تا تصمیم درست بگیرید.