Автономная солнечная система использует солнечные фотоэлектрические модули для выработки электроэнергии из солнечного света, но это не подключен к коммунальной сети или другие источники электроэнергии. Солнечная фотоэлектрическая система может обеспечивать электроэнергией различные цели, такие как освещение, водоснабжение, вентиляция, связь и развлечения в отдаленных местах, где нет электричества или подача электроэнергии ненадежна.
Компоненты автономной системы
Обычно автономная солнечная система состоит из четырех основных компонентов.
- Солнечные фотоэлектрические модули или массивы – Для преобразования солнечной энергии в постоянный ток (DC)
- Контроллер заряда – Он регулирует ток и напряжение, подаваемые от фотоэлектрических панелей к инверторам, батареям и приборам. Они могут быть широтно-импульсная модуляция (ШИМ) или контроллеры отслеживания точки максимальной мощности (MPPT).
- Солнечный инвертор – Он преобразует постоянный ток в переменный ток, который подается на аккумулятор и приборы.
- Аккумуляторные батареи – Они хранят избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями в течение дня. Эту накопленную энергию можно затем использовать ночью, чтобы обеспечить эффективную работу приборов.
Параметры автономной системы
Чтобы создать оптимальную автономную солнечную фотоэлектрическую систему для конкретного применения, важно учитывать ряд факторов.
- Характеристики нагрузки – Связанный по переменному току/связанный по постоянному току, ток, частота, мощность и напряжение
- Наличие солнечных ресурсов – Угол наклона панелей, интенсивность солнечного излучения и продолжительность солнечного света
- Конфигурация системы – Последовательное или параллельное соединение модулей и батарей
- Мониторинг системы – Индикаторы, измерители и датчики
- Система защиты – Выключатели, предохранители и устройства защиты от перенапряжения
- Размер системы – Эффективность и емкость аккумулятора, номинальная мощность инвертора, а также размер фотоэлектрического модуля или массива.
Типы автономных систем
Автономную солнечную фотоэлектрическую систему можно сконфигурировать различными способами в зависимости от типа и размера нагрузки.
1. Автономная солнечная фотоэлектрическая система только с нагрузкой постоянного тока
- Основные компоненты: Фотоэлектрический модуль и нагрузка постоянного тока.
- Плюсы: Самая простая и экономичная автономная система, поскольку она напрямую подключается к нагрузкам постоянного тока, таким как вентиляторы, двигатели и насосы.
- Минусы: Ограниченная производительность и область применения; обеспечивает питание только в дневное время.
2. Автономная система с цепью управления и нагрузкой постоянного тока
- Основные компоненты (по порядку): Солнечный модуль, электронная схема управления (либо контроллер заряда, либо MPPT) и нагрузки постоянного тока.
- Плюсы: Повышенная эффективность и использование; увеличенный срок службы; улучшенная производительность и надежность нагрузки; обеспечивает стабильный ток и напряжение.
- Минусы: Повышенная стоимость и сложность; не обеспечивает питание ночью; для эффективной работы в течение дня требуется аккумулятор
3. Автономная система с аккумулятором, нагрузкой постоянного тока и электронной схемой управления
- Основные компоненты (по порядку): Солнечный модуль, электронная схема управления (контроллер заряда или MPPT), аккумулятор (Связь по постоянному току) и нагрузки постоянного тока.
- Плюсы: Непрерывное и надежное электроснабжение (днем и ночью); справляется с переменными нагрузками и потребностями в электроэнергии
- Минусы: Большее количество компонентов делает его дорогим; более обременительным в обслуживании; тяжелым в обращении; ограниченным сроком службы и эффективностью.
4. Автономная система с нагрузкой переменного/постоянного тока, электронной схемой управления и инвертором
- Основные компоненты (по порядку): Солнечный модуль, электронная схема управления (контроллер заряда или MPPT), инвертор, аккумулятор и нагрузки постоянного тока.
- Плюсы: Может питать как переменный, так и постоянный ток (компьютеры, телевизоры, освещение и т. д.); более гибкий и эффективный
- Минусы: Более дорогой; сложный; инвертор добавляет гудящий шум; требует большей защиты от сбоев и скачков напряжения
Также см: Что такое солнечная постоянная?
