מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית העצמאית היא יחסית למערכת ייצור החשמל המחוברת לרשת החשמל ומשתייכת למערכת ייצור חשמל מבודדת. המערכת המבודדת משמשת בעיקר באזורים מרוחקים ללא חשמל, ומטרת בנייתה העיקרית היא לפתור את בעיית המחסור בחשמל. אמינות אספקת החשמל שלו מושפעת מאוד מגורמים כגון סביבה מטאורולוגית ועומס, ויציבות אספקת החשמל ירודה יחסית. במקרים רבים, יש להתקין ציוד אגירת אנרגיה וניהול אנרגיה.
סיווג מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות עצמאיות
מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית עצמאית נקראת גם מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית מחוץ לרשת. הוא מורכב בעיקר מרכיבי תאים סולאריים, בקרים וסוללות. כדי לספק חשמל לעומס AC, יש להגדיר מהפך AC. ניתן לחלק מערכות פוטו-וולטאיות עצמאיות לשתי קטגוריות: מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות DC ומערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות AC.
1. מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית DC
1. מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית DC ללא סוללה
המאפיין של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית DC ללא סוללה הוא שהעומס החשמלי הוא עומס DC, אין דרישה לזמן השימוש בעומס, והעומס משמש בעיקר במהלך היום. התא הסולארי מחובר ישירות לעומס החשמלי. כאשר יש אור שמש, הוא מייצר חשמל כדי שהעומס יעבוד, וכאשר אין אור שמש, הוא מפסיק לעבוד. המערכת אינה דורשת שימוש בבקר ואין התקן אחסון סוללות. היתרון של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית DC ללא סוללה הוא שהאובדן הנגרם על ידי האנרגיה העוברת דרך הבקר והאחסון והשחרור של הסוללה מתבטל, ויעילות ניצול האנרגיה הסולארית משופרת. היישום האופייני ביותר של מערכת מסוג זה הוא משאבת המים הפוטו-וולטאית הסולארית.
2. מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית DC עם סוללה
מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית DC עם סוללה מורכבת מתא סולארי, בקר טעינה ופריקה, סוללה ועומס DC. כאשר יש אור שמש, התא הסולארי ממיר את אנרגיית האור לאנרגיה חשמלית לשימוש העומס, ובמקביל מאחסן את האנרגיה החשמלית לסוללה. בלילה או בימים מעוננים וגשומים, הסוללה מספקת חשמל לעומס. מערכת זו נמצאת בשימוש נרחב, החל מאורות דשא סולאריים ואורות גינה, וכלה בתחנות בסיס תקשורת ניידות, תחנות העברת מיקרוגל הרחק מרשת החשמל ואספקת חשמל כפרית באזורים מרוחקים. כאשר קיבולת המערכת וכוח העומס גדולים, נדרשים מערכי תאים סולאריים וחבילות סוללות.
2. מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית AC
1. מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות היברידיות AC ו-AC ו-DC
בהשוואה למערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית DC, למערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית AC יש מהפך AC נוסף, המשמש להמרת כוח DC לכוח AC ולספק כוח לעומס AC. מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית ההיברידית AC וה-DC יכולה לספק חשמל הן עבור עומסי DC והן עבור עומסי AC.
2. מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית משלימה של החשמל
מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית המשלימה המסחרית מבוססת בעיקר על ייצור חשמל פוטו-וולטאי סולארי במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית העצמאית, בתוספת אנרגיה חשמלית רגילה של זרם חילופין של 220 וולט. בדרך זו, ניתן לתכנן את הקיבולת של תאים סולאריים וסוללות אחסון במערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית כך שתהיה קטנה יותר. בעיקרון, כאשר יש שמש ביום, החשמל המיוצר על ידי האנרגיה הסולארית משמש באותו יום, וכאשר הוא גשום, האנרגיה החשמל משמשת כדי להשלים אותו. ברוב האזורים במדינה שלי היה יותר מ 2/3 מזג אוויר שטוף שמש במשך שנים רבות. צורה זו לא רק מפחיתה את ההשקעה החד פעמית של מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות סולאריות, אלא גם יש לה השפעות משמעותיות של חיסכון באנרגיה והפחתת פליטה. זהו תהליך הקידום והפופולריזציה של ייצור חשמל פוטו-וולטאי סולארי בשלב זה. דרך נהדרת לסקס יתר.
יישום של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית עצמאית
תחנות כוח פוטו-וולטאיות עצמאיות נקראות גם תחנות כוח פוטו-וולטאיות מבודדות. תחנות כוח פוטו-וולטאיות עצמאיות מתאימות להקמת תחנות כוח פוטו-וולטאיות עצמאיות בכפרים, עיירות ואיים עם תנאי תאורה טובים יחסית וביקוש עומס גדול יחסית, ובאזורי האן חסרי אונים שבהם המשתמשים מרוכזים יחסית בטווח של קילומטרים ספורים. הקיבולת של תחנות כוח פוטו-וולטאיות נעה בין כמה קילוואט לעשרות קילוואטים. תחנת הכוח מורכבת ממערכי פאנלים פוטו-וולטאיים, סוללות וממירים, מחוללי אנרגיה, מערכות חלוקת חשמל והולכה. מערכת ייצור החשמל משלימה את טעינת הסוללה בשעות היום, ובמקביל מספקת חשמל למשאבת המים הפוטו-וולטאית, מכונות העיבוד וכו ', מבצעת פעולות שאיבת מים, אגירת מים ועיבוד, ומשלימה את בקרת פריקת הממיר של הסוללה בלילה כדי לממש את אספקת החשמל לעומס. בעת תכנון תחנת כוח עצמאית , בהתחשב בשימוש הרציונלי בסוללה הוא חלק חשוב מאוד, במיוחד עבור עומס דינמי מסוג מנוע המשתמש בחשמל בלילה או בעל יחס גבוה של צריכת חשמל.