太陽光発電オフグリッドシステムソリューションの応用と原理

オフグリッド太陽光発電システムは、遠隔地の山岳地帯、無電化地域、島嶼部、通信基地局、街灯などで広く利用されています。太陽光発電システムは、光が当たる状況下で太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、負荷に電力を供給します。太陽光充放電コントローラー同時にバッテリーパックを充電します。光がない場合、バッテリーパックはソーラー充放電コントローラを介して直流負荷に電力を供給します。同時に、バッテリーは独立インバータに直接電力を供給し、独立インバータによって交流に変換されて交流負荷に電力を供給します。

太陽系の構成

(1)太陽光バッテリーMモジュール 

太陽電池モジュールは、太陽光発電システム太陽光発電システムにおいて最も重要な構成要素であり、太陽光エネルギーを直流電力に変換する役割を果たします。

(2)ソーラーコントローラー 

太陽光発電充放電コントローラは「光電コントローラ」とも呼ばれ、太陽電池モジュールが発電する電気エネルギーを調整・制御し、バッテリーを最大限に充電するとともに、過充電や過放電からバッテリーを保護する機能を備えています。温度差が大きい場所では、光電コントローラに温度補償機能を持たせる必要があります。

(3) オフグリッドインバータ

オフグリッドインバータは、オフグリッド発電システムの中核部品であり、直流電力を交流電力に変換し、交流負荷で利用できるようにする役割を担っています。太陽光発電システム全体の性能を向上させ、発電所の長期安定運転を確保するためには、インバータの性能指標が非常に重要です。

(4) バッテリーパック

バッテリーは主にエネルギー貯蔵に使用され、夜間や雨天時に負荷に電気エネルギーを供給します。バッテリーはオフグリッドシステムの重要な部分であり、その長所と短所はシステム全体の信頼性に直接関係しています。しかし、バッテリーはシステム全体の中で最も平均故障間隔(MTBF)が短いデバイスです。ユーザーが正常に使用・メンテナンスできれば、その耐用年数は延ばすことができます。そうでない場合は、耐用年数は大幅に短くなります。バッテリーの種類は一般的に鉛蓄電池、鉛蓄電池メンテナンスフリー、ニッケルカドミウム電池です。それぞれの特性は以下の表に示されています。

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概要

メリットとデメリット

鉛蓄電池

1. 乾式充電バッテリーは、使用中に水を追加してメンテナンスするのが一般的です。

2. 耐用年数は1~3年です。

1. 充電・放電時に水素が発生するため、設置場所には危害を防ぐために排気管を設置する必要があります。

2. 電解液は酸性なので金属を腐食します。

3. 頻繁な水管理が必要です。

4. 高いリサイクル価値

メンテナンスフリーの鉛蓄電池

1. 一般的に使用されるのは密閉型ゲル電池またはディープサイクル電池です

2. 使用中に水を加える必要はありません

3. 寿命は3~5年

1.密閉型なので、充電中に有害ガスが発生しません。

2.設置が簡単で、設置場所の換気の問題を考慮する必要はありません。

3. メンテナンスフリー

4. 高い放電率と安定した特性 5. 高いリサイクル価値

リチウムイオン電池

高性能バッテリー、追加不要

水の寿命は10~20年

耐久性が高く、充放電時間が長く、サイズが小さく、軽量で、高価

太陽光発電オフグリッドシステムコンポーネント

オフグリッド太陽光発電システムは、一般的に、太陽電池コンポーネント、太陽光充放電コントローラ、バッテリーパック、オフグリッドインバータ、DC 負荷、および AC 負荷で構成される太陽光発電アレイで構成されます。

長所:

1. 太陽エネルギーは無尽蔵であり、尽きることはありません。地球表面が吸収する太陽放射は、世界のエネルギー需要の1万倍を賄うことができます。世界の砂漠の4%に太陽光発電システムを設置するだけで、発電された電力は世界の需要を満たすことができます。太陽光発電は安全で信頼性が高く、エネルギー危機や燃料市場の不安定化の影響を受けません。
2. 太陽エネルギーはどこでも利用可能であり、長距離送電なしで近くに電力を供給できるため、長距離送電線の損失を回避できます。
3. 太陽エネルギーは燃料を必要とせず、運用コストが非常に低いです。
4. 太陽光発電には可動部品がないため、損傷しにくく、メンテナンスが簡単で、特に無人使用に適しています。
5. 太陽光発電は廃棄物、汚染、騒音などの公共の危険を生み出さず、環境に悪影響を与えず、理想的なクリーンエネルギーです。
6. 太陽光発電システムの建設期間は短く、便利で柔軟性があり、負荷の増減に応じて太陽エネルギーの量を任意に増減して無駄を避けることができます。

短所:

1. 地上への設置は断続的かつ不規則であり、発電量は気候条件に左右されます。夜間や曇りの日、雨の日には発電が不可能、あるいはほとんど発電しません。
2. エネルギー密度が低い。標準条件下では、地上で受ける日射強度は1000W/m^2である。大型化すると、広い面積を占有する必要がある。
3. 価格はまだ比較的高価であり、初期投資額も大きい。


投稿日時: 2022年10月20日