תכנון מערכת שלמה לייצור חשמל פוטו-וולטאי מבוזרת סולארית צריך לקחת בחשבון גורמים רבים ולבצע עיצובים שונים, כגון תכנון ביצועים חשמליים, תכנון הארקה להגנה מפני ברקים, תכנון מיגון אלקטרוסטטי, תכנון מבנה מכני וכו', עבור מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות מבוזרות עצמאיות. על הקרקע. אמר שהדבר החשוב ביותר הוא לקבוע את הקיבולת של מערך התאים הסולאריים וסוללת האחסון בהתאם לדרישות השימוש, כדי לענות על צרכי העבודה הרגילה. עקרון התכנון הכללי של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המבוזר הוא לקבוע את המינימום רכיבי תאים סולאריים וקיבולת הסוללה בהנחה של הבטחת העמידה בעומס, על מנת למזער את ההשקעה, כלומר לשקול אמינות וחסכון. אותו זמן.
הרעיון העיצובי של מערכת פוטו-וולטאית סולארית עצמאית הוא לקבוע תחילה את ההספק של מודול התא הסולארי בהתאם לצריכת החשמל של העומס החשמלי, ולאחר מכן לחשב את הקיבולת של סוללת האחסון. עם זאת, למערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית המחוברת לרשת יש את הייחודיות שלה. יש צורך להבטיח את היציבות והאמינות של פעולת מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המבוזרת, ולכן יש לשים לב לפריטים הבאים במהלך התכנון:
1) הספקטרום ועוצמת האור של האור המוקרן מהשמש הזורחת על מערך התאים הסולאריים המרובע על הקרקע מושפעים מעובי האטמוספירה (כלומר, מאיכות האטמוספירה), מהמיקום הגיאוגרפי, מהאקלים. ומזג האוויר של המיקום, הטופוגרפיה והמאפיינים וכו'. ישנם שינויים גדולים הן תוך חודש והן תוך שנה, ואף ישנם הבדלים גדולים בסך הקרינה השנתית בין השנים. האזור בו נעשה שימוש במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המבוזרת בשמש, קרינת השמש של האזור, קו האורך והרוחב של המקום בו נעשה שימוש בתאים הסולאריים. להבין ולשלוט במשאבים המטאורולוגיים של מקום השימוש, כגון קרינת שמש ממוצעת חודשית (שנתית), טמפרטורה ממוצעת, רוח וגשם וכו'. בהתאם לתנאים אלו, תקן השמש המקומי שעות השיא (h) וזווית הנטייה ו אַזִימוּט.
2) עקב שימושים שונים, צריכת החשמל, זמן צריכת החשמל והדרישות לאמינות אספקת החשמל שונות. לציוד חשמלי מסוים יש דפוס צריכת חשמל קבוע, בעוד שלעומסים מסוימים יש דפוסי צריכת חשמל לא סדירים. הספק המוצא (W) של המערכת הפוטו-וולטאית הסולארית משפיע ישירות על הפרמטרים של המערכת כולה. יעילות ההמרה הפוטואלקטרית של מערך התאים הסולאריים מושפעת מטמפרטורת התא הסולארי עצמו, מעוצמת אור השמש וממתח הטעינה הצף של הסוללה, ושלושת אלו ישתנו תוך יום, כך שיעילות ההמרה הפוטואלקטרית של הסולרית. גם מערך התאים משתנה. לכן, עוצמת המוצא של פלנקס התא הסולארי משתנה גם עם השינויים של גורמים אלה.
3) זמן העבודה (ח) של המערכת הפוטו-וולטאית הסולארית הוא פרמטר הליבה הקובע את גודל רכיבי התא הסולארי במערכת הפוטו-וולטאית הסולארית. על ידי קביעת זמן העבודה, ניתן לחשב תחילה את צריכת החשמל היומית של העומס ואת זרם הטעינה המתאים של רכיבי התא הסולארי.
4) הפרמטר של מספר ימי הגשם הרצופים (ד) במקום בו נעשה שימוש במערכת הפוטו-וולטאית הסולארית קובע את גודל קיבולת הסוללה ואת הספק רכיבי התא הסולארי הנדרש להשבת קיבולת הסוללה לאחר היום הגשום. קביעת מספר הימים D בין שני ימי גשם רצופים היא לקבוע את הספק רכיב הסוללה הנדרש על ידי המערכת כדי לטעון את הסוללה במלואה לאחר יום גשום מתמשך.
5) ערכת הסוללות עובדת במצב של מטען צף, והמתח שלה משתנה עם ייצור החשמל של מערך התאים הסולאריים וצריכת החשמל של העומס. האנרגיה שמספקת הסוללה מושפעת גם מטמפרטורת הסביבה.
6) בקרי טעינה ופריקה של סוללה סולארית וממירים מורכבים מרכיבים אלקטרוניים. כאשר הם פועלים, יש להם צריכת אנרגיה שמשפיעה על יעילות העבודה שלהם. הביצועים והאיכות של רכיבים שנבחרו על ידי בקרים וממירים קשורים גם לצריכת החשמל. גודל האנרגיה, ובכך משפיע על היעילות של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המבוזרת.
גורמים אלה הם די מסובכים. באופן עקרוני, כל מערכת ייצור חשמל צריכה להיות מחושבת בנפרד. עבור כמה גורמים משפיעים שלא ניתן לקבוע את כמותם, ניתן להשתמש רק במקדמים מסוימים כדי להעריך אותם. בשל הגורמים השונים שנלקחו בחשבון ומורכבותם, גם השיטות הננקטות שונות.
המשימה של תכנון מערכת הפקת חשמל פוטו-וולטאית מבוזרת היא לבחור את מערך התאים הסולאריים המרובעים בתנאים הסביבתיים של ריבוע התאים הסולאריים, הסוללה, הבקר והמהפך מהווים מערכת אספקת חשמל שיש לה לא רק יתרונות כלכליים גבוהים, אלא גם מבטיח אמינות גבוהה של המערכת.
מחזור השינויים של אור השמש והקרינה באזורים שונים על פני כדור הארץ הוא 24 שעות ביממה, וגם ייצור החשמל של מערכי תאים סולאריים באזור מסוים משתנה מעת לעת תוך 24 שעות. הכללים זהים. אבל שינויים במזג האוויר ישפיעו על כמות הכוח שייצר המערך הסולארי. אם יש מספר ימים של ימי גשם רצופים, הפלנקס של התא הסולארי בקושי יכול לייצר חשמל, והוא יכול להיות מופעל רק באמצעות הסוללה, ויש למלא את הסוללה בהקדם האפשרי לאחר פריקה עמוקה. בתכנון, יש להשתמש באנרגיית הקרינה היומית הכוללת של השמש או בערך הממוצע של שעות השמש השנתיות שמספקת התחנה המטאורולוגית כנתונים העיקריים של התכנון. מכיוון שהנתונים באזור משתנים משנה לשנה, יש לקחת את הנתונים המינימליים בעשר השנים האחרונות לצורך מהימנות. בהתאם לצריכת החשמל של העומס, הסוללה צריכה להיות מופעלת הן בשמש והן ללא שמש, ולכן סך קרינת השמש או סך שעות השמש שמספקת התחנה המטאורולוגית הם נתונים הכרחיים לקביעת קיבולת הסוללה.
עבור מערכי תאים סולאריים, העומס צריך לכלול את צריכת כל המכשירים הצורכים חשמל במערכת (למעט מכשירי חשמל, סוללות וקווים, בקרים, ממירים וכו'). הספק המוצא של מערך התאים הסולאריים קשור למספר המודולים המחוברים בסדרה ובמקביל. החיבור הסדרתי נועד לקבל את מתח ההפעלה הנדרש, והחיבור המקביל הוא לקבלת זרם ההפעלה הנדרש. בהתאם להספק הנצרך מהעומס, עבור מספר מתאים של מודולים של תאים סולאריים, לאחר חיבור סדרתי מקביל, נוצר הספק המוצא הנדרש של מערך התאים הסולאריים.