Over het algemeen verdelen we fotovoltaïsche systemen in onafhankelijke systemen, netgekoppelde systemen en hybride systemen. Afhankelijk van de toepassingsvorm van het fotovoltaïsche systeem, de toepassingsschaal en het type belasting, kan het fotovoltaïsche voedingssysteem verder worden onderverdeeld. Fotovoltaïsche systemen kunnen ook worden onderverdeeld in de volgende zes typen: klein zonne-energiesysteem (SmallDC); eenvoudig gelijkstroomsysteem (SimpleDC); groot zonne-energiesysteem (LargeDC); wisselstroom- en gelijkstroomvoedingssysteem (AC/DC); netgekoppeld systeem (UtilityGridConnect); hybride voedingssysteem (Hybrid); netgekoppeld hybride systeem. Het werkingsprincipe en de kenmerken van elk systeem worden hieronder uitgelegd.
1. Klein zonne-energiesysteem (SmallDC)
Kenmerkend voor dit systeem is dat er slechts sprake is van een gelijkstroombelasting en dat het vermogen relatief laag is. Het systeem is eenvoudig van structuur en eenvoudig te bedienen. De belangrijkste toepassingen zijn algemene huishoudelijke systemen, diverse civiele gelijkstroomproducten en aanverwante entertainmentapparatuur. Dit type fotovoltaïsch systeem wordt bijvoorbeeld veel gebruikt in het westen van mijn land, en de belasting bestaat uit een gelijkstroomlamp om het probleem van de verlichting in woningen zonder elektriciteit op te lossen.
2. Eenvoudig DC-systeem (SimpleDC)
Kenmerkend voor het systeem is dat de belasting in het systeem een DC-belasting is en er geen speciale eisen zijn aan de gebruiksduur van de belasting. De belasting wordt voornamelijk overdag gebruikt, waardoor er geen batterij of controller in het systeem aanwezig is. Het systeem heeft een eenvoudige structuur en kan direct worden gebruikt. Fotovoltaïsche componenten leveren stroom aan de belasting, waardoor energieopslag en -afgifte in de batterij niet nodig is, evenals energieverlies in de controller, en de energie-efficiëntie wordt verbeterd.
3 Grootschalig zonne-energiesysteem (LargeDC)
Vergeleken met de twee bovengenoemde fotovoltaïsche systemen is dit systeem nog steeds geschikt voor gelijkstroomvoeding, maar dit type zonne-energiesysteem heeft doorgaans een groot vermogen. Om ervoor te zorgen dat de belasting betrouwbaar kan worden voorzien van een stabiele stroomvoorziening, is het bijbehorende systeem ook grootschalig, wat een grotere reeks fotovoltaïsche modules en een groter zonne-accupakket vereist. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere communicatie, telemetrie, stroomvoorziening voor bewakingsapparatuur, gecentraliseerde stroomvoorziening in landelijke gebieden, bakens, straatverlichting, enz. 4 AC-, gelijkstroomvoedingssysteem (AC/DC)
Anders dan de drie bovengenoemde fotovoltaïsche zonne-energiesystemen, kan dit systeem tegelijkertijd stroom leveren aan zowel gelijkstroom- als wisselstroomverbruikers. Qua systeemstructuur heeft het meer omvormers dan de drie bovengenoemde systemen om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom. De vraag naar wisselstroomverbruik is groot. Over het algemeen is het stroomverbruik van dit type systeem relatief groot, waardoor de omvang van het systeem ook relatief groot is. Het wordt gebruikt in sommige communicatiebasisstations met zowel wisselstroom- als gelijkstroomverbruikers en in andere fotovoltaïsche energiecentrales met zowel wisselstroom- als gelijkstroomverbruikers.
5 netgekoppeld systeem (UtilityGridConnect)
Het belangrijkste kenmerk van dit soort fotovoltaïsche zonne-energiesystemen is dat de gelijkstroom die door de zonnepanelen wordt opgewekt, door de netgekoppelde omvormer wordt omgezet in wisselstroom die voldoet aan de eisen van het elektriciteitsnet en vervolgens rechtstreeks wordt aangesloten op het elektriciteitsnet. In een netgekoppeld systeem wordt de door de zonnepanelen opgewekte stroom niet alleen geleverd aan de netspanning buiten de belasting, maar wordt het overtollige vermogen teruggevoerd naar het net. Op regenachtige dagen of 's nachts, wanneer de zonnepanelen geen elektriciteit opwekken of de opgewekte stroom niet aan de vraag kan voldoen, wordt deze door het net gevoed.
6 Hybride voedingssysteem (hybride)
Naast het gebruik van zonnepanelen maakt dit type fotovoltaïsch systeem ook gebruik van dieselgeneratoren als noodstroombron. Het doel van een hybride energievoorzieningssysteem is om de voordelen van verschillende energieopwekkingstechnologieën optimaal te benutten en de bijbehorende tekortkomingen te vermijden. De voordelen van de bovengenoemde onafhankelijke fotovoltaïsche systemen zijn bijvoorbeeld minder onderhoud, maar het nadeel is dat de energieopbrengst weersafhankelijk en onstabiel is. Vergeleken met een enkel energieonafhankelijk systeem kan een hybride energievoorzieningssysteem dat gebruikmaakt van dieselgeneratoren en zonnepanelen, energie leveren die onafhankelijk is van het weer. De voordelen zijn:
1. Het gebruik van hybride energiesystemen kan ook een betere benutting van hernieuwbare energie bereiken.
2. Heeft een hoge systeembruikbaarheid.
3. Vergeleken met een dieselgeneratorsysteem met eenmalig gebruik, vergt het minder onderhoud en verbruikt het minder brandstof.
4. Hogere brandstofefficiëntie.
5. Betere flexibiliteit voor het aanpassen van de belasting.
Het hybride systeem heeft zijn eigen tekortkomingen:
1. De besturing is ingewikkelder.
2. Het initiële project is relatief groot.
3. Er is meer onderhoud nodig dan een stand-alone systeem.
4. Vervuiling en lawaai.
7. Netgekoppeld hybride energievoorzieningssysteem (hybride)
Met de ontwikkeling van de opto-elektronica-industrie voor zonne-energie is er een hybride voedingssysteem ontstaan dat op het net is aangesloten en volledig gebruik kan maken van zonnepanelen, netspanning en reserve-oliemachines. Dit type systeem is meestal geïntegreerd met de controller en de omvormer en gebruikt een computerchip om de werking van het hele systeem volledig te regelen. Verschillende energiebronnen worden volledig benut om de optimale werking te bereiken. Ook kan de batterij worden gebruikt om de gegarandeerde stroomvoorziening van het systeem verder te verbeteren, zoals het SMD-omvormersysteem van AES. Het systeem kan gekwalificeerde stroom leveren voor lokale belastingen en kan functioneren als een online UPS (Uninterruptible Power Supply). Het kan ook stroom leveren aan het net of er stroom uit betrekken.
De werkmodus van het systeem is meestal parallel aan het lichtnet en zonne-energie. Voor lokale belastingen, als de door de fotovoltaïsche module gegenereerde elektrische energie voldoende is voor de belasting, zal het systeem de door de fotovoltaïsche module gegenereerde elektrische energie rechtstreeks gebruiken om in de vraag van de belasting te voorzien. Als het door de fotovoltaïsche module gegenereerde vermogen de vraag van de directe belasting overtreft, kan het overtollige vermogen worden teruggeleverd aan het net; als het door de fotovoltaïsche module gegenereerde vermogen niet voldoende is, wordt automatisch de netstroom geactiveerd en wordt de netstroom gebruikt om in de vraag van de lokale belasting te voorzien. Wanneer het stroomverbruik van de belasting minder is dan 60% van de nominale netcapaciteit van de SMD-omvormer, laadt het lichtnet automatisch de accu op om ervoor te zorgen dat de accu gedurende lange tijd in een zwevende toestand blijft; als het lichtnet uitvalt, de netstroom uitvalt of de netstroom van onvoldoende kwaliteit is, zal het systeem automatisch de netstroom uitschakelen en overschakelen naar een onafhankelijke werkmodus. De accu en omvormer leveren de wisselstroom die de belasting nodig heeft.
Zodra de netspanning terugkeert naar normaal, dat wil zeggen dat de spanning en frequentie zijn hersteld naar de bovengenoemde normale toestand, koppelt het systeem de accu los en schakelt het over naar netgekoppelde modus, gevoed door het lichtnet. In sommige netgekoppelde hybride voedingssystemen kunnen systeembewaking, -besturing en data-acquisitiefuncties ook in de besturingschip worden geïntegreerd. De kerncomponenten van dit systeem zijn de controller en de omvormer.
Geplaatst op: 26 mei 2021