Fotovoltaik enerji üretim sistemi, güneş enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır. Fotovoltaik sistem ile şebeke arasındaki ilişkiye göre şebekeden bağımsız fotovoltaik sistem ve şebekeye bağlı sistem olarak ikiye ayrılabilir. Ortasında bir enerji depolama cihazı olmadan, fotovoltaik hücreyi doğrudan yüke bağlayan sisteme, doğrudan bağlı fotovoltaik sistem denir. Bu tür sistemler yağmurlu günlerde ve geceleri enerji sağlayamaz ve genellikle arada bir pil eklenir. Fotovoltaik sistem nispeten dış faktörlerden etkilendiğinden, nominal güç çıkışını elde etmek için genellikle bir kontrolör eklemek ve kontrol ve koruma sistemleri gibi işlevler eklemek gerekir.
Fotovoltaik enerji üretim sistemi temel olarak dört bölümden oluşur: fotovoltaik paneller, invertörler, enerji depolama cihazları ve kontrolörler. Enerji depolama cihazları genellikle piller kullanır ve çoğu pratik uygulamalarda kurşun-asit piller kullanır.
Her parçanın ana işlevlerine giriş:
Güneş pilleri güneş enerjisini emer ve ışık enerjisini doğru akım elektriğine dönüştürür.
Kontrolör, pilin şarj ve deşarj derinliğini kontrol eder ve yük değiştikçe invertör kontrol sinyalini ayarlar.
Depolama pili--güneş panelleri tarafından üretilen elektrik enerjisini depolar ve gerektiğinde yüke DC gücü sağlar.
İnvertör DC güç girişini AC güç çıkışına dönüştürür.
Yüksek gerilim ve uzun mesafe iletimli geleneksel büyük ölçekli enerji santralleriyle karşılaştırıldığında, bağımsız enerji üretiminin temel avantajları şunlardır: daha az yatırım, hızlı inşaat, güvenilir güç kaynağı ve düşük işletme maliyetleri. Bağımsız bir elektrik santralinin önemli bir avantajı, kullanıcılara yakın olması ve yüksek gerilim enerji iletim sistemine ihtiyaç duymamasıdır; bu da altyapı yatırımını büyük ölçüde azaltabilir. Ayrıca, küçük jeneratörlerin kurulacağı yerin bulunması kolaydır ve kurulum süresi çok kısadır; bu da yatırımın geri kazanılmasına yardımcı olur. İletim kaybı geleneksel güç sistemine göre çok daha düşük olduğundan, bağımsız enerji üretiminin işletme maliyeti nispeten düşüktür.
Güç kaynağı güvenilirliği açısından bağımsız güç üretiminin avantajları da açıktır. Geleneksel güç sistemlerinde yüksek gerilim iletim ve dağıtım tesisleri, güç kaynağının güvenilirliğini etkileyen önemli bir faktördür. Fırtına, buzlanma, kar gibi doğal afetlerden dolayı yüksek gerilim hatları ve direkleri büyük zarar görmekte ve kayıp yüz milyarlarca dolara ulaşabilmektedir ve bazı kullanıcılar uzun süreli güç kaynağına sahip olmaktadır. Kesintiye uğradı. Doğal afetlerin olmadığı yaz aylarında dahi iletim hattı arızalarından dolayı elektrik kesintileri yaşanacaktır.
Güneş fotovoltaik enerji üretimi herhangi bir yakıt gerektirmez, çevreyi kirletmez ve ideal bir yenilenebilir temiz enerjidir. Fotovoltaik enerji üretimi geniş bir arazi alanı gerektirmez ve yüksek katlı bir binanın çatısına veya dış duvarına monte edilebilir. Bağımsız enerji üretimine ulaşmanın en kolay yoludur. Fotovoltaik enerji üretim ekipmanlarında dönen bir mekanik cihaz veya herhangi bir kimyasal reaksiyon cihazı bulunmaz ve yönetimi diğer enerji üretim yöntemlerine göre daha basittir.
Fotovoltaik enerji üretimi, güneş ışınımı enerjisinin fotovoltaik etki yoluyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesidir. Güneş enerjisi kararsızdır. Aynı gün içerisinde aynı yerdeki güneş ışınımının şiddeti her zaman farklıdır. Güneşin doğuşu ve gün batımındaki güneş ışınımının yoğunluğu öğleden öncesine göre çok daha azdır. Güneş ışınımının yoğunluğu aynı yerde farklı mevsimlerde farklıdır. Orta ve yüksek enlem bölgeleri için güneş ışınımının yoğunluğu yaz aylarında kış aylarına göre önemli ölçüde daha güçlüdür. Güneş enerjisi de kesintilidir ve doğrudan güneş ışınımı enerjisi gece ve gündüzün değişmesiyle önemli ölçüde değişir. Güneş radyasyonu aynı zamanda iklim, mevsim, gündüz ve gece gibi faktörlerden de büyük ölçüde etkilenir. Fotovoltaik enerji üretiminin güç çıkışını istikrarlı hale getirmek için enerji depolama cihazlarıyla donatılması gerekir. Ayrıca güneş pilleri ve enerji depolama cihazlarının çıkışı doğru akımdır. Alternatif akımın elde edilebilmesi için fotovoltaik enerji üretim sisteminin bir kontrolör ve invertör ile donatılması gerekmektedir. Bağımsız fotovoltaik enerji üretiminin avantajları şu şekilde özetlenebilir:
1. Yenilenebilir, sınırsız kaynaklar, ideal sürdürülebilir kalkınma özellikleriyle doğrudan yüksek dereceli elektrik enerjisi üretebilir;
2. Kirlilik yok, kesinlikle sıfır emisyon; herhangi bir malzeme ve ses, ışık, elektrik, manyetizma ve mekanik gürültü emisyonu yok;
3. Mobil ve esnek olan enerji üretim sistemi, gerektiğinde büyük veya küçük olabilen ve genişletilmesi kolay modüller halinde entegre edilebilir;
4. Kaynakların evrenselliği temelde bölgeyle sınırlı değildir, ancak zengin ve az zengin bölgeler arasında bir fark vardır;
5. Çok yönlülük ve depolanabilirlik, elektrik enerjisinin iletim hatları aracılığıyla kolaylıkla iletilebilmesi, kullanılabilmesi ve depolanabilmesi;
6. Kaynaklar, enerji üretimi ve elektrik tüketimi aynı bölgede olup, uzaktan güç iletimi ve dönüşüm ekipmanının yatırım maliyetinden büyük ölçüde tasarruf sağlayabilir; Güneş enerjisi üretim sisteminin yapım süresi kısadır, modüler olduğundan birkaç miliwatt'lık güneş enerjisi hesaplayıcıları kadar küçük boyutlarda kullanılabilir. Onlarca megawatt'a kadar güneş enerjisi santralleri; Dağıtılmış güç sistemleri, özellikle sakinlerin çok dağınık yaşadığı ve uzun şebeke bağlantılarına ihtiyaç duyduğu Çin'deki uzak alanlar ve dağlık bölgelerde, tüm enerji sisteminin emniyetini ve güvenilirliğini artırabilir. sakinlere elektrik sağlamak.
Ayrıca güneş fotovoltaik enerji üretiminin kendine has özellikleri vardır:
1. Tükenme riski yok;
2. Kesinlikle temiz (pil dışında kirlilik yok);
3. Kaynakların coğrafi dağılımı ile sınırlı değildir;
4. Elektriğin kullanıldığı yerin yakınında elektrik üretebilir;
5. Yüksek enerji kalitesi;
6. Kullanıcıları duygusal olarak kabul etmek kolaydır
7. Enerji elde etmek kısa sürer;
8. Güç kaynağı sistemi güvenilir bir şekilde çalışıyor.