Hệ thống quang điện

Hệ thống quang điện thường được chia thành các hệ thống độc lập, hệ thống nối lưới và hệ thống lai.Theo mẫu đơn, quy mô ứng dụng và loại tải của hệ thống quang điện mặt trời, nó có thể được chia thành sáu loại.

giới thiệu hệ thống

Theo mẫu đơn, quy mô ứng dụng và loại tải của hệ thống quang điện mặt trời, hệ thống cung cấp năng lượng quang điện nên được chia thành chi tiết hơn.Hệ thống quang điện cũng có thể được chia thành sáu loại sau: hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời nhỏ (DC nhỏ);hệ thống DC đơn giản (Simple DC);hệ thống cung cấp điện năng lượng mặt trời lớn (Large DC);Hệ thống cấp điện AC và DC (AC/DC);Hệ thống nối lưới (Utility Grid Connect);hệ thống cấp điện hybrid (Hybrid);hệ thống hybrid nối lưới.Nguyên lý làm việc và đặc điểm của từng hệ thống được mô tả dưới đây.

hệ thống cung cấp điện

Đặc điểm của hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời nhỏ là chỉ có một tải DC trong hệ thống và công suất tải tương đối nhỏ, toàn bộ hệ thống có cấu trúc đơn giản và dễ vận hành.Công dụng chính của nó là các hệ thống gia dụng nói chung, các sản phẩm DC dân dụng khác nhau và các thiết bị giải trí liên quan.Ví dụ, ở khu vực phía Tây nước tôi, loại hệ thống quang điện này đã được sử dụng rộng rãi và phụ tải là đèn DC, được sử dụng để giải quyết vấn đề chiếu sáng hộ gia đình ở những khu vực không có điện.

hệ thống DC

Đặc điểm của hệ thống này là tải trong hệ thống là tải DC và không có yêu cầu đặc biệt nào về thời gian sử dụng của tải.Tải chủ yếu sử dụng vào ban ngày nên hệ thống không sử dụng pin, không cần bộ điều khiển.Hệ thống có cấu trúc đơn giản và có thể được sử dụng trực tiếp.Mô-đun quang điện cung cấp năng lượng cho tải, loại bỏ quá trình lưu trữ và giải phóng năng lượng trong pin, cũng như tổn thất năng lượng trong bộ điều khiển và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.Nó thường được sử dụng trong các hệ thống máy bơm nước PV, một số thiết bị cấp nguồn tạm thời vào ban ngày và một số cơ sở du lịch.Hình 1 cho thấy một hệ thống bơm DC PV đơn giản.Hệ thống này đã được sử dụng rộng rãi ở các nước đang phát triển, nơi không có nước máy tinh khiết để uống và đã mang lại lợi ích xã hội tốt.

Hệ thống điện mặt trời quy mô lớn

So với hai hệ thống quang điện trên, hệ thống quang điện sử dụng năng lượng mặt trời quy mô lớn vẫn phù hợp với hệ thống điện DC, nhưng hệ thống quang điện mặt trời loại này thường có công suất tải lớn.Để đảm bảo cung cấp điện ổn định cho tải, quy mô tương ứng của hệ thống cũng lớn và cần được trang bị nhiều mô-đun quang điện hơn và bộ pin lớn hơn.Các hình thức ứng dụng phổ biến của nó bao gồm thông tin liên lạc, đo từ xa, giám sát cung cấp điện cho thiết bị, cung cấp điện tập trung ở nông thôn, đèn hiệu hải đăng, đèn đường, v.v. Hình thức này được sử dụng ở một số trạm quang điện nông thôn được xây dựng ở một số khu vực chưa có điện ở phía Tây nước ta quốc gia và các trạm cơ sở liên lạc do China Mobile và China Unicom xây dựng ở những vùng sâu vùng xa không có lưới điện cũng sử dụng hệ thống quang điện này để cung cấp điện.Chẳng hạn như dự án trạm cơ sở truyền thông ở Wanjiazhai, Sơn Tây.

Hệ thống cấp nguồn AC và DC

Khác với ba hệ thống quang điện mặt trời trên, hệ thống quang điện này có thể cung cấp điện năng cho cả tải DC và AC cùng lúc, đồng thời có nhiều bộ biến tần hơn ba hệ thống trên về cấu trúc hệ thống, dùng để chuyển đổi nguồn DC thành AC công suất đáp ứng nhu cầu tải AC.Thông thường, mức tiêu thụ điện năng tải của một hệ thống như vậy cũng tương đối lớn nên quy mô của hệ thống cũng tương đối lớn.Nó được sử dụng trong một số trạm cơ sở truyền thông có cả tải AC và DC và các nhà máy quang điện khác có tải AC và DC.

Hệ thống nối lưới

Đặc điểm lớn nhất của hệ thống quang điện mặt trời này là dòng điện một chiều do mảng quang điện tạo ra được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều đáp ứng yêu cầu của lưới điện thông qua bộ biến tần nối lưới và sau đó được kết nối trực tiếp vào mạng lưới điện.Ngoài phụ tải, lượng điện dư thừa sẽ được đưa trở lại lưới điện.Vào những ngày mưa hoặc ban đêm, khi mảng quang điện không tạo ra điện hoặc lượng điện tạo ra không đáp ứng được nhu cầu phụ tải sẽ sử dụng nguồn điện từ lưới điện.Do năng lượng điện được đưa trực tiếp vào lưới điện nên cấu hình của pin bị bỏ qua và quá trình lưu trữ và giải phóng pin được lưu lại.Tuy nhiên, cần có một bộ biến tần nối lưới chuyên dụng trong hệ thống để đảm bảo công suất đầu ra đáp ứng các yêu cầu của nguồn điện lưới về điện áp, tần số và các chỉ số khác.Do vấn đề về hiệu suất của biến tần nên vẫn sẽ có một số tổn thất năng lượng.Các hệ thống như vậy thường có thể sử dụng song song nguồn điện tiện ích và một loạt mô-đun quang điện mặt trời làm nguồn điện cho tải xoay chiều cục bộ.Tỷ lệ thiếu điện phụ tải của toàn hệ thống giảm.Hơn nữa, hệ thống PV nối lưới có thể đóng vai trò điều tiết cao điểm cho lưới điện công cộng.Theo đặc điểm của hệ thống kết nối lưới, Soying Electric đã phát triển thành công bộ biến tần kết nối lưới năng lượng mặt trời cách đây vài năm, được thiết kế đặc biệt để tái chế năng lượng điện với nhiều mức lãi và lỗ khác nhau.Đã đạt được tiến bộ lớn, hàng loạt khó khăn về mặt kỹ thuật trên hệ thống nối lưới đã được khắc phục.

Hệ thống cung cấp hỗn hợp

Ngoài dãy module quang điện mặt trời được sử dụng trong hệ thống quang điện mặt trời này, một máy phát điện chạy dầu cũng được sử dụng làm nguồn điện dự phòng.Mục đích của việc sử dụng hệ thống cung cấp điện hybrid là tận dụng toàn diện các ưu điểm của các công nghệ sản xuất điện khác nhau và tránh những khuyết điểm tương ứng của chúng.Ví dụ, ưu điểm của hệ thống quang điện độc lập nêu trên là ít phải bảo trì hơn và nhược điểm là năng lượng đầu ra phụ thuộc vào thời tiết và không ổn định.

Hệ thống cung cấp điện hỗn hợp sử dụng kết hợp máy phát điện diesel và mảng quang điện có thể cung cấp năng lượng không phụ thuộc vào thời tiết so với hệ thống độc lập chỉ sử dụng một năng lượng.

Hệ thống cung cấp hỗn hợp nối lưới

Với sự phát triển của ngành công nghiệp quang điện tử mặt trời, một hệ thống cung cấp điện lai kết nối lưới có thể sử dụng toàn diện các mảng mô-đun quang điện mặt trời, nguồn điện tiện ích và máy phát điện dầu dự phòng đã ra đời.Loại hệ thống này thường tích hợp bộ điều khiển và biến tần, sử dụng chip máy tính để điều khiển hoàn toàn hoạt động của toàn hệ thống, sử dụng tổng hợp nhiều nguồn năng lượng khác nhau để đạt trạng thái làm việc tốt nhất, đồng thời có thể sử dụng ắc quy để cải thiện hơn nữa công suất tải của hệ thống. tỷ lệ đảm bảo cung cấp, chẳng hạn như hệ thống biến tần SMD của AES.Hệ thống có thể cung cấp nguồn điện đủ tiêu chuẩn cho các tải cục bộ và có thể hoạt động như một UPS trực tuyến (Nguồn điện liên tục).Nguồn điện cũng có thể được cung cấp hoặc lấy từ lưới điện.Chế độ làm việc của hệ thống thường là làm việc song song với nguồn điện thương mại và nguồn điện mặt trời.Đối với tải cục bộ, nếu nguồn điện do các mô-đun quang điện tạo ra đủ cho tải sử dụng thì nó sẽ trực tiếp sử dụng nguồn điện do các mô-đun quang điện tạo ra để cung cấp cho nhu cầu của phụ tải.Nếu công suất do các mô-đun quang điện tạo ra vượt quá nhu cầu của phụ tải tức thời thì công suất dư thừa cũng có thể được đưa trở lại lưới điện;nếu nguồn điện do các mô-đun quang điện tạo ra không đủ, nguồn điện tiện ích sẽ tự động được bật và nguồn điện tiện ích sẽ được sử dụng để cung cấp cho nhu cầu của phụ tải cục bộ.Khi mức tiêu thụ điện của tải nhỏ hơn 60% công suất nguồn định mức của biến tần SMD, nguồn điện sẽ tự động sạc pin để đảm bảo pin ở trạng thái nổi trong thời gian dài;nếu nguồn điện bị hỏng, tức là mất nguồn điện hoặc nguồn điện lưới. Nếu chất lượng không đạt tiêu chuẩn, hệ thống sẽ tự động ngắt nguồn điện lưới và chuyển sang chế độ làm việc độc lập, đồng thời nguồn điện xoay chiều theo yêu cầu của tải sẽ được cung cấp bởi pin và biến tần.Khi nguồn điện trở lại bình thường, tức là điện áp và tần số trở về trạng thái bình thường nêu trên, hệ thống sẽ ngắt ắc quy, chuyển sang chế độ nối lưới và cấp nguồn từ nguồn điện.Trong một số hệ thống cung cấp điện hybrid nối lưới, các chức năng giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu của hệ thống cũng có thể được tích hợp vào chip điều khiển.Các thành phần cốt lõi của hệ thống như vậy là bộ điều khiển và biến tần.

Hệ thống quang điện ngoài lưới

Hệ thống phát điện quang điện không nối lưới là loại nguồn điện mới tạo ra điện từ các mô-đun quang điện, quản lý việc sạc và xả pin thông qua bộ điều khiển và cung cấp năng lượng điện cho tải DC hoặc cho tải AC thông qua biến tần .Nó được sử dụng rộng rãi ở cao nguyên, hải đảo, vùng núi xa xôi và các hoạt động thực địa với môi trường khắc nghiệt.Nó cũng có thể được sử dụng làm nguồn cung cấp năng lượng cho các trạm gốc truyền thông, hộp đèn quảng cáo, đèn đường, v.v. Hệ thống phát điện quang điện sử dụng năng lượng tự nhiên vô tận, có thể giảm bớt xung đột nhu cầu một cách hiệu quả ở những khu vực thiếu điện và giải quyết các vấn đề về năng lượng cuộc sống và giao tiếp ở vùng sâu vùng xa.Cải thiện môi trường sinh thái toàn cầu và thúc đẩy phát triển con người bền vững.

Chức năng hệ thống

Các tấm quang điện là thành phần tạo ra năng lượng.Bộ điều khiển quang điện điều chỉnh và kiểm soát năng lượng điện được tạo ra.Một mặt, năng lượng đã điều chỉnh sẽ được gửi đến tải DC hoặc tải AC, mặt khác, năng lượng dư thừa sẽ được gửi đến bộ pin để lưu trữ.Khi điện năng tạo ra không thể đáp ứng được nhu cầu tải Khi bộ điều khiển gửi nguồn điện của ắc quy tới tải.Sau khi sạc đầy pin, bộ điều khiển nên kiểm soát pin để không bị sạc quá mức.Khi năng lượng điện tích trong pin cạn kiệt, bộ điều khiển nên điều khiển pin không bị xả quá mức để bảo vệ pin.Khi bộ điều khiển hoạt động không tốt sẽ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của pin và cuối cùng ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống.Nhiệm vụ của ắc quy là dự trữ năng lượng để cung cấp điện cho phụ tải vào ban đêm hoặc những ngày mưa.Biến tần có nhiệm vụ chuyển đổi nguồn DC thành nguồn AC để sử dụng cho tải AC.