ما هو هيكل ومبدأ العمل لنظام إمداد الطاقة الشمسية؟

بدعم من السياسات المختلفة، يعد زخم تطوير صناعة الطاقة الجديدة جيدًا، وأعتقد أنك أيضًا مهتم جدًا بهذه القطعة من المعرفة، لذا سيقودك Xiaobian التالي إلى إلقاء نظرة على هيكل ومبدأ عمل صناعة الطاقة الجديدة. نظام إمداد الطاقة الشمسية؟
1. مبدأ توليد الطاقة الشمسية
يتضمن نظام توليد الطاقة الشمسية بشكل أساسي: وحدة الخلايا الشمسية (المصفوفة)، وحدة التحكم، البطارية، العاكس، حمل إضاءة المستخدم، إلخ. وحدة الخلايا الشمسية والبطارية هما نظام الطاقة، وجهاز التحكم والعاكس هما نظام التحكم والحماية، و الحمل هو محطة النظام
1.1 نظام إمداد الطاقة الشمسية
تشكل الخلايا الشمسية والبطاريات وحدة الطاقة للنظام، وبالتالي فإن أداء البطارية يؤثر بشكل مباشر على خصائص تشغيل النظام
(1) وحدة البطارية:
لأسباب تقنية ومادية، فإن توليد الطاقة من بطارية واحدة محدود للغاية، والخلية الشمسية العملية عبارة عن نظام بطارية يتكون من بطارية واحدة بواسطة سلسلة ومتوازية، تسمى وحدة البطارية (المصفوفة) والبطارية الواحدة عبارة عن بلورة سيليكون الصمام الثنائي، وفقًا للخصائص الإلكترونية للمواد شبه الموصلة، عندما يتم تشعيع ضوء الشمس على تقاطع PN يتكون من نوعين موصلين مختلفين من مواد أشباه الموصلات المتجانسة، النوع P والنوع N، في ظل ظروف معينة، يتم امتصاص الإشعاع الشمسي بواسطة مادة أشباه الموصلات، ويتم إنشاء ناقلات غير متوازنة في نطاق التوصيل ونطاق التكافؤ، أي أن هناك مجالًا إلكتروستاتيكيًا قويًا مدمجًا للإلكترونات والثقوب في منطقة حاجز تقاطع PN، بحيث يمكن تشكيل الكثافة الحالية J تحت الضوء . تيار الدائرة القصيرة Isc، جهد الدائرة المفتوحة Uoc إذا كان الجانبان من القطب الكهربائي المدمج في المجال الكهربائي ومتصلين بالحمل، من الناحية النظرية عن طريق تقاطع PN، شكلت دائرة الاتصال والحمل حلقة، هناك "تيار مولد ضوئيًا" "تدفق، وحدة الخلايا الشمسية لتحقيق إخراج الطاقة الحمل P
أظهرت الدراسات النظرية أن ذروة الطاقة Pk للوحدات الشمسية يتم تحديدها من خلال المتوسط ​​المحلي لكثافة الإشعاع الشمسي والحمل الكهربائي (الطلب على الكهرباء) في النهاية
(2) وحدة تخزين الطاقة الكهربائية:
يدخل التيار المباشر الذي تولده الخلية الشمسية أولاً إلى مخزن البطارية، وتؤثر خصائص البطارية على كفاءة وخصائص النظام، فتقنية البطاريات ناضجة جدًا، لكن قدرتها تتأثر بانتهاء الطلب على الكهرباء، ووقت سطوع الشمس ( وقت التوليد)، لذلك يتم تحديد سعة البطارية وات/ساعة وسعة أمبير/ساعة من خلال وقت عدم سطوع الشمس المستمر المحدد مسبقًا
1.2 وحدة التحكم
تتمثل الوظيفة الرئيسية لوحدة التحكم في جعل نظام الطاقة الشمسية دائمًا بالقرب من نقطة الطاقة العالية لتوليد الطاقة، من أجل الحصول على كفاءة عالية، وعادةً ما يعتمد التحكم في الشحن تقنية تعديل عرض النبض، أي وضع التحكم PWM، بحيث يعمل النظام بأكمله دائمًا في المنطقة القريبة من نقطة الطاقة العالية، يشير التحكم في التفريغ Pm بشكل أساسي إلى عندما تفتقر البطارية إلى الطاقة ويفشل النظام. في الوقت الحاضر، قامت شركة هيتاشي بتطوير وحدة تحكم "عباد الشمس" التي يمكنها تتبع كل من نقطة التحكم Pm ومعلمات حركة الشمس، مما يزيد من كفاءة مكونات البطارية الثابتة بحوالي 50%
1.3 العاكس DC-AC
وفقًا لطريقة الإثارة، يمكن تقسيم العاكس إلى عاكس تذبذب ذاتي الإثارة وعاكس تذبذب متحمس آخر. وتتمثل المهمة الرئيسية في تحويل التيار المستمر للبطارية إلى تيار متردد من خلال دائرة الجسر الكاملة. بشكل عام، يتم استخدام معالج SPWM لتعديل الجهد وتصفيته وتعزيزه، وما إلى ذلك، للحصول على مطابقة التيار المتردد الجيبي مع تردد حمل الإضاءة f والجهد المقنن UN لاستخدام المستخدم النهائي للنظام.
2، وكفاءة نظام توليد الطاقة الشمسية
في نظام إمداد الطاقة الشمسية، تتكون الكفاءة الإجمالية للنظام من معدل التحويل الكهروضوئي لوحدة البطارية، وكفاءة وحدة التحكم، وكفاءة البطارية، وكفاءة العاكس، وكفاءة التحميل، ولكن بالنسبة لتكنولوجيا الخلايا الشمسية، فهي أكثر نضجًا بكثير من مستوى التكنولوجيا والإنتاج للوحدات الأخرى مثل وحدات التحكم والعاكسات وأحمال الإضاءة. ويبلغ معدل تحويل النظام الحالي حوالي 17% فقط، لذا فإن تحسين معدل تحويل وحدة البطارية، وتقليل تكلفة طاقة الوحدة هو محور وصعوبة تصنيع توليد الطاقة الشمسية منذ ظهور الخلايا الشمسية والسيليكون البلوري. كمادة رئيسية للحفاظ على الوضع المهيمن للبحث الحالي حول معدل تحويل خلايا السيليكون، بشكل أساسي حول زيادة سطح امتصاص الطاقة، مثل البطاريات ذات الوجهين، وتقليل الانعكاس؛ استخدام تقنية امتصاص الشوائب لتقليل تركيبة المواد شبه الموصلة؛ بطارية رفيعة للغاية؛ تحسين النظرية وإنشاء نموذج جديد؛ بطارية التكثيف، الخ