نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية هو نوع جديد من نظام توليد الطاقة الذي يستخدم التأثير الكهروضوئي للمواد شبه الموصلة في الخلايا الشمسية لتحويل طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة إلى طاقة كهربائية.
تكوين أنظمة توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية
1. مجموعة الخلايا الشمسية
الجزء الأساسي والأكثر أهمية في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية. وظيفتها هي تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية وإرسالها إلى بطارية لتخزينها، أو دفع الحمل للعمل. يبلغ جهد تشغيل خلية شمسية واحدة حوالي 0.45V-0.5V، وتيار العمل حوالي 20mA/cm ²~ 25mA/cm ². يتم تعبئة خلايا الخلايا الشمسية على التوالي وبالتوازي لتشكيل وحدات الخلايا الشمسية. يتم تثبيت وحدات الخلايا الشمسية بشكل متسلسل ومتوازي على الحامل لتكوين مصفوفة من الخلايا الشمسية.
2. المراقب المالي
تعد وحدة التحكم أحد المكونات الأساسية لأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، وتشمل وظائفها الرئيسية التحكم في الشحن وحماية التفريغ الزائد للبطارية، وتنظيم وتوزيع طاقة الإدخال/الإخراج للنظام، والكشف عن ظروف ومعلمات جهد الإدخال ، تيار الشحن، جهد الخرج، تيار الخرج، وارتفاع درجة حرارة البطارية. بالإضافة إلى ذلك، توفر وحدة التحكم أيضًا لمعدات النظام وظائف مثل الحماية وتشخيص الأخطاء وتحديد المواقع.
3. حزمة البطارية
تتمثل وظيفة البطارية في تخزين الطاقة الكهربائية المنبعثة من مجموعة الخلايا الشمسية عند تعرضها للضوء وتفريغها إلى الحمل في أي وقت. في الأنظمة العامة، عندما تنخفض قوة توليد الطاقة الشمسية بشكل حاد، تعمل البطارية كمخزن مؤقت لضمان استقرار الجهد. تشمل المتطلبات الأساسية للبطاريات في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية انخفاض معدل التفريغ الذاتي، وعمر الخدمة الطويل، وقدرة التفريغ العميقة القوية، وكفاءة الشحن العالية، والحد الأدنى من الصيانة أو عدم وجودها، ونطاق درجة حرارة التشغيل الواسع، والسعر المنخفض.
4. العاكس
العاكس هو جهاز يحول التيار المباشر الناتج عن توليد الطاقة الكهروضوئية إلى تيار متردد. تلعب العاكسات الكهروضوئية دورًا مهمًا في الحفاظ على التوازن في الأنظمة الكهروضوئية ويمكن استخدامها مع معدات إمداد طاقة التيار المتردد العامة. يمكن تقسيم العاكسات إلى محولات تشغيل مستقلة ومحولات متصلة بالشبكة وفقًا لأنماط التشغيل الخاصة بها. تُستخدم محولات التشغيل المستقلة لأنظمة توليد الطاقة من الخلايا الشمسية التي تعمل بشكل مستقل وتوفر الطاقة للأحمال المستقلة. تُستخدم المحولات المتصلة بالشبكة في أنظمة توليد الطاقة بالخلايا الشمسية للتشغيل المتصل بالشبكة، والتي تغذي الكهرباء المولدة في الشبكة.
5. تحميل
يشير الحمل إلى جهاز أو معدات تعمل بالتيار المتردد. في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية، من الضروري ضبط نقطة عمل الحمل بدقة لتتناسب مع أقصى خرج لنقطة الطاقة بواسطة اللوحة الشمسية وفقًا لخصائص الحمل، من أجل تحقيق أقصى إنتاج للطاقة للنظام الكهروضوئي.