تُستخدم أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة على نطاق واسع في المناطق الجبلية النائية والمناطق غير الكهربائية والجزر ومحطات الاتصالات ومصابيح الشوارع. تقوم المجموعة الكهروضوئية بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية في حالة الضوء، وتوفر الطاقة للحمل من خلالجهاز التحكم بالشحن والتفريغ بالطاقة الشمسية، ويقوم بشحن البطارية في نفس الوقت؛ عندما لا يكون هناك ضوء، توفر حزمة البطارية الطاقة لحمل التيار المستمر من خلال وحدة التحكم في الشحن والتفريغ بالطاقة الشمسية. وفي الوقت نفسه، تقوم البطارية أيضًا بتزويد الطاقة مباشرة إلى العاكس المستقل، والذي يتم تحويله إلى تيار متردد من خلال العاكس المستقل لتوفير الطاقة لحمل التيار المتردد.
تكوين النظام الشمسي
(1) الطاقة الشمسيةبطارية مodules
وحدة الخلايا الشمسية هي الجزء الرئيسي مننظام إمداد الطاقة الشمسيةوهو أيضًا العنصر الأكثر قيمة في نظام إمداد الطاقة الشمسية. وتتمثل مهمتها في تحويل طاقة الإشعاع الشمسي إلى كهرباء تيار مباشر.
(2) جهاز التحكم بالطاقة الشمسية
وحدة التحكم في الشحن والتفريغ بالطاقة الشمسية تسمى أيضًا "وحدة التحكم الكهروضوئية". وتتمثل وظيفتها في ضبط الطاقة الكهربائية الناتجة عن وحدة الخلايا الشمسية والتحكم فيها، وشحن البطارية إلى أقصى حد، وحماية البطارية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد. تأثير. في الأماكن ذات الاختلاف الكبير في درجات الحرارة، يجب أن يكون لجهاز التحكم الكهروضوئي وظيفة تعويض درجة الحرارة.
(3) العاكس خارج الشبكة
يعد العاكس خارج الشبكة هو المكون الأساسي لنظام توليد الطاقة خارج الشبكة، وهو المسؤول عن تحويل طاقة التيار المستمر إلى طاقة تيار متردد لاستخدامها بواسطة أحمال التيار المتردد. من أجل تحسين الأداء العام لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية وضمان التشغيل المستقر على المدى الطويل لمحطة الطاقة، تعد مؤشرات أداء العاكس مهمة للغاية.
(4) حزمة البطارية
تستخدم البطارية بشكل أساسي لتخزين الطاقة لتوفير الطاقة الكهربائية للحمل في الليل أو في الأيام الممطرة. تعد البطارية جزءًا مهمًا من النظام خارج الشبكة، وترتبط إيجابياتها وسلبياتها ارتباطًا مباشرًا بموثوقية النظام بأكمله. ومع ذلك، فإن البطارية عبارة عن جهاز يتمتع بأقصر متوسط زمني بين حالات الفشل (MTBF) في النظام بأكمله. إذا تمكن المستخدم من استخدامه وصيانته بشكل طبيعي، فيمكن إطالة عمر الخدمة الخاص به. خلاف ذلك، سيتم تقصير مدة الخدمة بشكل كبير. أنواع البطاريات بشكل عام هي بطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة، وبطاريات النيكل والكادميوم. وتظهر خصائص كل منها في الجدول أدناه.
| فئة | ملخص | المزايا والعيوب |
| بطارية الرصاص الحمضية | 1. من الشائع الحفاظ على البطاريات الجافة المشحونة بإضافة الماء أثناء عملية الاستخدام. 2. عمر الخدمة هو من 1 إلى 3 سنوات. | 1. سيتم توليد الهيدروجين أثناء الشحن والتفريغ، ويجب أن يكون موقع الوضع مجهزًا بماسورة عادم لتجنب الضرر. 2. المنحل بالكهرباء حمضي وسيؤدي إلى تآكل المعادن. 3. مطلوب صيانة متكررة للمياه. 4. قيمة إعادة التدوير العالية |
| بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة | 1. تستخدم بشكل شائع بطاريات هلامية مختومة أو بطاريات ذات دورة عميقة 2. لا حاجة لإضافة الماء أثناء الاستخدام 3. العمر الافتراضي هو 3 إلى 5 سنوات | 1. نوع مغلق، لن يتم توليد أي غاز ضار أثناء الشحن 2. من السهل الإعداد، لا حاجة للنظر في مشكلة التهوية لموقع التنسيب 3. صيانة مجانية، صيانة مجانية 4. معدل تفريغ عالي وخصائص مستقرة 5. قيمة إعادة تدوير عالية |
| بطارية ليثيوم أيون | بطارية عالية الأداء، لا حاجة للإضافة الحياة المائية 10 إلى 20 سنة | متانة قوية، أوقات شحن وتفريغ عالية، حجم صغير، وزن خفيف، أكثر تكلفة |
مكونات نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة
تتكون الأنظمة الكهروضوئية خارج الشبكة بشكل عام من صفائف كهروضوئية مكونة من مكونات الخلايا الشمسية، وأجهزة التحكم في الشحن والتفريغ بالطاقة الشمسية، وحزم البطاريات، والعاكسات خارج الشبكة، وأحمال التيار المستمر، وأحمال التيار المتردد.
الايجابيات:
1. الطاقة الشمسية لا تنضب ولا تنضب. يمكن للإشعاع الشمسي الذي يستقبله سطح الأرض أن يلبي 10000 ضعف الطلب العالمي على الطاقة. وطالما تم تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على 4% من صحارى العالم، فإن الكهرباء المولدة يمكن أن تلبي احتياجات العالم. إن توليد الطاقة الشمسية آمن وموثوق، ولن يعاني من أزمات الطاقة أو عدم استقرار سوق الوقود؛
2. الطاقة الشمسية متوفرة في كل مكان، ويمكنها توفير الطاقة في مكان قريب، دون نقل لمسافات طويلة، وتجنب فقدان خطوط النقل لمسافات طويلة؛
3. الطاقة الشمسية لا تحتاج إلى وقود، وتكلفة التشغيل منخفضة للغاية؛
4. لا توجد أجزاء متحركة لتوليد الطاقة الشمسية، وليس من السهل أن تتلف، والصيانة بسيطة، ومناسبة بشكل خاص للاستخدام غير المراقب؛
5. لن ينتج توليد الطاقة الشمسية أي نفايات، ولا تلوث، ولا ضوضاء أو مخاطر عامة أخرى، ولا يوجد تأثير سلبي على البيئة، وهي طاقة نظيفة مثالية؛
6. فترة بناء نظام توليد الطاقة الشمسية قصيرة ومريحة ومرنة، وبحسب زيادة أو نقصان الحمل، يمكن إضافة أو تقليل كمية الطاقة الشمسية بشكل تعسفي لتجنب الهدر.
السلبيات:
1. التطبيق الأرضي متقطع وعشوائي، ويرتبط توليد الطاقة بالظروف المناخية. لا يمكنها أو نادراً ما تولد الطاقة في الليل أو في الأيام الغائمة والممطرة؛
2. كثافة الطاقة منخفضة. في ظل الظروف القياسية، تكون شدة الإشعاع الشمسي المستلم على الأرض 1000W/M^2. عند استخدامها بأحجام كبيرة، فإنها تحتاج إلى أن تشغل مساحة كبيرة؛
3. لا يزال السعر باهظ الثمن نسبيًا، والاستثمار الأولي مرتفع.
وقت النشر: 20 أكتوبر 2022