نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الصين
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
نظام الطاقة الشمسية الضوئية أو نظام الطاقة الشمسية هو أحد أنظمة الطاقة المتجددة التي تستخدم وحدات PV لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. يمكن تخزين الكهرباء المولدة أو استخدامها مباشرة أو إعادة تغذية خط الشبكة أو دمجها مع واحد أو أكثر من مولدات الكهرباء الأخرى أو أكثر من مصدر الطاقة المتجددة. يعتبر نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مصدرًا موثوقًا ونظيفًا للكهرباء يمكن أن يناسب مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الإقامة ، والصناعة ، والزراعة ، والثروة الحيوانية ، إلخ. مكونات النظام الرئيسية يشتمل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على مكونات مختلفة يجب تحديدها وفقًا لنوع النظام وموقعه وتطبيقاته. المكونات الرئيسية لنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية ، العاكس ، بنك البطارية ، مصادر الطاقة الإضافية والأحمال (الأجهزة). وحدة الكهروضوئية يحول أشعة الشمس إلى كهرباء العاصمة. جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية ينظم الجهد والتيار القادمين من اللوحات الكهروضوئية إلى البطارية ويمنع الشحن الزائد للبطارية ويطيل عمر البطارية. يحول العاكس إخراج التيار المستمر من الألواح الكهروضوئية أو توربينات الرياح إلى تيار تيار متردد نظيف لأجهزة التيار المتردد أو يتم تغذيته مرة أخرى في خط الشبكة. تقوم البطارية بتخزين الطاقة لتزويد الأجهزة الكهربائية عندما يكون هناك طلب. الحمولة عبارة عن أجهزة كهربائية متصلة بنظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية مثل الأضواء والراديو والتلفزيون والكمبيوتر والثلاجة وغيرها. مصادر الطاقة المساعدة – هي مولد الديزل أو مصادر الطاقة المتجددة الأخرى.
الطاقة الشمسية الكهروضوئية التحجيم
1. تحديد متطلبات استهلاك الطاقة الخطوة الأولى في تصميم نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي معرفة إجمالي استهلاك الطاقة والطاقة لجميع الأحمال التي يحتاجها نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية على النحو التالي:
1.1 حساب إجمالي ساعات واط في اليوم لكل الأجهزة المستخدمة. أضف ساعات العمل اللازمة لجميع الأجهزة معًا للحصول على إجمالي ساعات العمل في اليوم والتي يجب توصيلها إلى الأجهزة.
1.2 حساب مجموع واط ساعة في اليوم اللازمة من الوحدات الكهروضوئية. اضرب مجموع الأجهزة وات ساعة في اليوم مرات
1.3 (الطاقة المفقودة في النظام) للحصول على إجمالي ساعات واط في اليوم والتي يجب توفيرها من قبل الألواح.
2. حجم الوحدات الكهروضوئية سوف تنتج وحدات مختلفة الحجم من الكهروضوئية كمية مختلفة من الطاقة. لمعرفة حجم وحدة PV ، أنتج إجمالي ذروة واط احتياجات. تعتمد ذروة واط (Wp) المنتجة على حجم الوحدة الكهروضوئية ومناخ موقع الموقع. علينا أن نفكر في عامل إنشاء اللوحة الذي يختلف في كل موقع موقع. بالنسبة لتايلند ، عامل توليد اللوحة هو 3.43. لتحديد التحجيم من الوحدات الكهروضوئية ، وحساب على النحو التالي:
2.1 حساب إجمالي تصنيف واط الذروة اللازم لوحدات الكهروضوئية قم بتقسيم إجمالي ساعات واط اللازمة في اليوم من الوحدات الكهروضوئية (من البند 1.2) إلى 3.43 للحصول على إجمالي تصنيف الذروة للواط اللازمة للألواح الكهروضوئية اللازمة لتشغيل الأجهزة.
2.2 حساب عدد الألواح الكهروضوئية للنظام قسّم الإجابة التي تم الحصول عليها في البند 2.1 على الخرج المقدر واط الذروة لوحدات PV المتاحة لك. قم بزيادة أي جزء كسري من النتيجة إلى الرقم الكامل الأعلى التالي وسيكون عدد الوحدات الكهروضوئية المطلوبة. نتيجة الحساب هي الحد الأدنى لعدد الألواح الكهروضوئية. إذا تم تثبيت المزيد من الوحدات الكهروضوئية ، فإن النظام سوف يعمل بشكل أفضل وسيتم تحسين عمر البطارية. إذا تم استخدام عدد أقل من الوحدات الكهروضوئية ، فقد لا يعمل النظام على الإطلاق خلال فترات الغيوم وسيتم تقصير عمر البطارية.
3. تحجيم العاكس يتم استخدام العاكس في النظام حيث هناك حاجة إلى خرج طاقة التيار المتردد. يجب ألا يكون معدل دخل العاكس أقل من إجمالي واط للأجهزة. يجب أن يكون للعاكس نفس الجهد الاسمي للبطارية. بالنسبة للأنظمة المستقلة ، يجب أن يكون العاكس كبيرًا بما يكفي للتعامل مع إجمالي كمية واط التي ستستخدمها في وقت واحد. يجب أن يكون حجم العاكس أكبر بنسبة 25-30 ٪ من إجمالي واط من الأجهزة. في حالة وجود نوع من الأجهزة هو محرك أو ضاغط ، يجب أن يكون حجم العاكس 3 أضعاف قدرة هذه الأجهزة على الأقل ويجب إضافته إلى قدرة العاكس للتعامل مع تيار الارتفاع أثناء بدء التشغيل. بالنسبة لأنظمة ربط الشبكة أو الأنظمة المتصلة بالشبكة ، يجب أن يكون معدل دخل العاكس مطابقًا لتصنيف صفيف PV للسماح بالتشغيل الآمن والفعال.
4. تحجيم البطارية نوع البطارية الموصى باستخدامه في نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو بطارية دورة عميق. تم تصميم بطارية الدورة العميقة خصيصًا ليتم تفريغها إلى مستوى منخفض من الطاقة وإعادة شحنها بسرعة أو شحنها وتفريغها يومًا بعد يوم لسنوات. يجب أن تكون البطارية كبيرة بما يكفي لتخزين الطاقة الكافية لتشغيل الأجهزة في الليل والأيام الملبدة بالغيوم. لمعرفة حجم البطارية ، احسب كالتالي:
4.1 حساب إجمالي واط ساعة في اليوم تستخدمها الأجهزة.
4.2 قم بتقسيم إجمالي الساعات إلى الساعة المستخدمة يوميًا عند 0.85 لفقدان البطارية. 4.3 اقسم الإجابة التي تم الحصول عليها في البند 4.2 على 0.6 لعمق التصريف.
4.4 تقسيم الإجابة التي تم الحصول عليها في البند
4.3 بواسطة الجهد البطارية الاسمية.
4.5 اضرب الإجابة التي تم الحصول عليها في البند 4.4 مع أيام من الاستقلال الذاتي (عدد الأيام التي تحتاج إلى تشغيل النظام عند عدم وجود طاقة تنتجها الألواح الكهروضوئية) للحصول على السعة المطلوبة لساعة البطارية ذات الدورة العميقة المطلوبة. سعة البطارية (آه) = إجمالي ساعات العمل لليوم المستخدمة من قبل الأجهزة × أيام الاستقلال الذاتي (0.85 × 0.6 × جهد البطارية الاسمي)
5. الشمسية المسؤول تحكم التحجيم
ملاحظة: بالنسبة للتحجيم تهمة MPPT سيكون مختلفا. (انظر أساسيات جهاز التحكم بالشحن MPPT)
مثال: للمنزل استخدام الأجهزة الكهربائية التالي:
- مصباح الفلورسنت 18 وات واحد مع الصابورة الإلكترونية تستخدم 4 ساعات في اليوم الواحد.
- مروحة واحدة بقدرة 60 وات تستخدم لمدة ساعتين يوميًا.
- ثلاجة واحدة بقدرة 75 وات تعمل على مدار 24 ساعة يوميًا مع تشغيل الضاغط لمدة 12 ساعة وإيقاف 12 ساعة.
سيتم تشغيل النظام من خلال وحدة 12 فولت تيار مستمر و 110 واط في الكهروضوئية.
1. تحديد مطالب استهلاك الطاقة
| إجمالي استخدام الأجهزة = (18 وات × 4 ساعات) + (60 وات × ساعتان) + (75 وات × 24 × 0.5 ساعة) | |
| = 1،092 واط / يوم | |
| مجموع الألواح الكهروضوئية الطاقة اللازمة | = 1،092 × 1.3 |
| = 1419.6 واط / يوم. | |
2. حجم لوحة الكهروضوئية
| 2.1 إجمالي Wp من قدرة لوحة الكهروضوئية بحاجة | = 1,419.6 / 3.4 |
| = 413.9 واط | |
| 2.2 عدد الألواح الكهروضوئية اللازمة | = 413.9 / 110 |
| = 3.76 وحدات |
المتطلبات الفعلية = 4 وحدات
لذلك يجب تشغيل هذا النظام من خلال 4 وحدات على الأقل من الوحدة الكهروضوئية 110 Wp.
3. التحجيم العاكس
إجمالي وات لجميع الأجهزة = 18 + 60 + 75 = 153 واط
للسلامة ، ينبغي اعتبار العاكس أكبر بنسبة 25-30 ٪.
يجب أن يكون حجم العاكس حوالي 190 واط أو أكبر.
4. تحجيم البطارية
إجمالي استخدام الأجهزة = (18 واط × 4 ساعات) + (60 واط × 2 ساعة) + (75 واط × 12 ساعة)
الجهد الاسمي للبطارية = 12 فولت
أيام الحكم الذاتي = 3 أيام
سعة البطارية = [(18 واط × 4 ساعات) + (60 واط × ساعتان) + (75 واط × 12 ساعة)] × 3
(0.85 × 0.6 × 12)
إجمالي عدد ساعات أمبير المطلوبة 535.29 Ah
لذلك يجب أن يتم تصنيف البطارية 12 فولت 600 آه لمدة 3 أيام الحكم الذاتي.
5. الشمسية المسؤول تحكم التحجيم
مواصفات الوحدة الكهروضوئية
Pm = 110 Wp
Vm = 16.7 Vdc
Im = 6.6 A
Voc = 20.7 A
Isc = 7.5 A
تصنيف وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية = (4 سلاسل × 7.5 أ) × 1.3 = 39 أ
لذلك يجب أن يتم تصنيف وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية 40 درجة مئوية عند 12 فولت أو أكبر.
كيف يعمل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية؟
تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الخلايا لتحويل أشعة الشمس إلى كهرباء. تتكون الخلية الكهروضوئية من طبقة أو طبقتين من مادة شبه موصلة ، عادةً من السيليكون. عندما يضيء الضوء على الخلية ، فإنه يخلق مجالًا كهربائيًا عبر الطبقات مما يؤدي إلى تدفق الكهرباء. كلما زادت شدة الضوء ، زاد تدفق الكهرباء. يشار إلى الخلايا الكهروضوئية من حيث كمية الطاقة التي تولدها في ضوء الشمس الكامل ؛ تعرف باسم كيلو واط الذروة أو كيلوواط. الخلايا الشمسية هي لبنة أساسية في تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية. معظم الناس على دراية الخلايا الشمسية الكهروضوئية التي الآلات الحاسبة السلطة. يتم توصيل هذه الخلايا معًا لتشكيل وحدة (PV Solar Panel). تجمع الوحدات الكهروضوئية الطاقة الشمسية في صورة ضوء الشمس وتحولها إلى كهرباء تيار مستمر. يمكن أن يحول العاكس طاقة التيار المستمر إلى تيار متناوب (طاقة التيار المتردد ، وهو نوع الكهرباء المستخدمة في منزلك). يتم ربط الوحدات الكهروضوئية معًا لتشكيل نظام الألواح الشمسية الكهروضوئية. يمكن دمج الأنظمة الكهروضوئية الكبيرة في المباني لتوليد الكهرباء. الاتصال solaracks لمزيد من المعلومات.
