Generalmente, i sistemi fotovoltaici si dividono in sistemi indipendenti, sistemi connessi alla rete e sistemi ibridi. In base al tipo di applicazione del sistema solare fotovoltaico, alla scala di applicazione e al tipo di carico, il sistema di alimentazione fotovoltaica può essere suddiviso in modo più dettagliato. I sistemi fotovoltaici possono inoltre essere suddivisi nelle seguenti sei tipologie: piccolo sistema solare (SmallDC); sistema CC semplice (SimpleDC); grande sistema solare (LargeDC); sistema di alimentazione CA e CC (AC/DC); sistema connesso alla rete (UtilityGridConnect); sistema di alimentazione ibrido (Hybrid); sistema ibrido connesso alla rete. Il principio di funzionamento e le caratteristiche di ciascun sistema sono spiegati di seguito.
1. Piccolo sistema di alimentazione solare (SmallDC)
La caratteristica di questo sistema è che presenta solo un carico in corrente continua (CC) e la potenza del carico è relativamente ridotta. L'intero sistema ha una struttura semplice e un funzionamento semplice. I suoi principali utilizzi sono impianti domestici generici, vari prodotti civili in corrente continua (CC) e apparecchiature di intrattenimento correlate. Ad esempio, questo tipo di impianto fotovoltaico è ampiamente utilizzato nella regione occidentale del mio Paese e il carico è una lampada in corrente continua per risolvere il problema dell'illuminazione domestica in aree prive di elettricità.
2. Sistema CC semplice (SimpleDC)
La caratteristica del sistema è che il carico nel sistema è un carico a corrente continua e non vi sono requisiti particolari per la durata di utilizzo del carico. Il carico viene utilizzato principalmente durante il giorno, quindi non sono presenti batterie o controller nel sistema. Il sistema ha una struttura semplice e può essere utilizzato direttamente. I componenti fotovoltaici forniscono energia al carico, eliminando la necessità di accumulo e rilascio di energia nella batteria, nonché la perdita di energia nel controller, migliorando l'efficienza di utilizzo dell'energia.
3 Sistema di energia solare su larga scala (LargeDC)
Rispetto ai due sistemi fotovoltaici sopra menzionati, questo sistema fotovoltaico è comunque adatto per sistemi di alimentazione a corrente continua (CC), ma questo tipo di sistema solare fotovoltaico solitamente ha una potenza di carico elevata. Per garantire che il carico possa essere alimentato in modo affidabile e stabile, il suo sistema corrispondente ha anche una scala di dimensioni elevate, che richiede un array di moduli fotovoltaici più grande e un pacco batterie solare più grande. Le sue applicazioni comuni includono comunicazione, telemetria, alimentazione di apparecchiature di monitoraggio, alimentazione centralizzata in aree rurali, fari, lampioni, ecc. 4 Sistema di alimentazione CA/CC (CA/CC)
A differenza dei tre sistemi solari fotovoltaici sopra descritti, questo sistema fotovoltaico può fornire energia sia a carichi CC che CA contemporaneamente. In termini di struttura del sistema, presenta un numero maggiore di inverter rispetto ai tre sistemi precedenti per convertire l'energia CC in CA. La domanda di energia per i carichi CA... Generalmente, il consumo energetico di questo tipo di sistema è relativamente elevato, quindi anche la scala del sistema è relativamente elevata. Viene utilizzato in alcune stazioni base per telecomunicazioni con carichi sia CA che CC e in altri impianti fotovoltaici con carichi CA e CC.
5 sistemi connessi alla rete (UtilityGridConnect)
La caratteristica principale di questo tipo di impianto fotovoltaico è che la corrente continua generata dal campo fotovoltaico viene convertita in corrente alternata (CA) dall'inverter connesso alla rete, che la collega direttamente alla rete. In un impianto connesso alla rete, l'energia generata dal campo fotovoltaico non viene solo immessa in corrente alternata (CA). Al di fuori del carico, l'energia in eccesso viene immessa in rete. Nei giorni di pioggia o di notte, quando il campo fotovoltaico non genera elettricità o l'elettricità generata non è sufficiente a soddisfare la domanda del carico, verrà alimentata dalla rete.
6 Sistema di alimentazione ibrido (ibrido)
Oltre a utilizzare pannelli solari fotovoltaici, questo tipo di impianto fotovoltaico utilizza anche generatori diesel come fonte di alimentazione di riserva. Lo scopo dell'utilizzo di un sistema di alimentazione ibrido è quello di sfruttare appieno i vantaggi delle diverse tecnologie di generazione di energia ed evitarne i rispettivi svantaggi. Ad esempio, i vantaggi dei sistemi fotovoltaici indipendenti sopra menzionati sono la minore manutenzione, ma lo svantaggio è che la produzione di energia dipende dalle condizioni meteorologiche ed è instabile. Rispetto a un sistema a singola autonomia energetica, un sistema di alimentazione ibrido che utilizza generatori diesel e pannelli fotovoltaici può fornire energia indipendente dalle condizioni meteorologiche. I suoi vantaggi sono:
1. L'impiego di sistemi di alimentazione ibridi può inoltre consentire un migliore sfruttamento delle energie rinnovabili.
2. Ha un'elevata praticabilità del sistema.
3. Rispetto a un sistema di generatori diesel monouso, richiede meno manutenzione e consuma meno carburante.
4. Maggiore efficienza del carburante.
5. Maggiore flessibilità nell'adattamento del carico.
Il sistema ibrido ha i suoi difetti:
1. Il controllo è più complicato.
2. Il progetto iniziale è relativamente grande.
3. Richiede più manutenzione rispetto a un sistema autonomo.
4. Inquinamento e rumore.
7. Sistema di alimentazione ibrido connesso alla rete (ibrido)
Con lo sviluppo del settore dell'optoelettronica solare, è stato sviluppato un sistema di alimentazione ibrido connesso alla rete in grado di utilizzare in modo completo i moduli fotovoltaici, la rete elettrica e le macchine a olio di riserva. Questo tipo di sistema è solitamente integrato con il controller e l'inverter, utilizzando un chip per controllare completamente il funzionamento dell'intero sistema, utilizzando in modo completo diverse fonti di energia per raggiungere le migliori condizioni di funzionamento e può anche utilizzare la batteria per migliorare ulteriormente il tasso di garanzia dell'alimentazione del carico del sistema, come il sistema di inverter SMD di AES. Il sistema può fornire alimentazione qualificata per i carichi locali e può funzionare come un UPS (gruppo di continuità) online. Può anche fornire energia alla rete o ottenere energia dalla rete.
La modalità di funzionamento del sistema è solitamente quella di lavorare in parallelo con la rete elettrica e l'energia solare. Per i carichi locali, se l'energia elettrica generata dal modulo fotovoltaico è sufficiente per il carico, utilizzerà direttamente l'energia elettrica generata dal modulo fotovoltaico per soddisfare la domanda del carico. Se la potenza generata dal modulo fotovoltaico supera la domanda del carico immediato, l'energia in eccesso può essere restituita alla rete; se la potenza generata dal modulo fotovoltaico non è sufficiente, l'alimentazione di rete verrà automaticamente attivata e l'energia di rete verrà utilizzata per soddisfare la domanda del carico locale. Quando il consumo di potenza del carico è inferiore al 60% della capacità di rete nominale dell'inverter SMD, la rete caricherà automaticamente la batteria per garantire che la batteria rimanga in stato di mantenimento per un lungo periodo; in caso di interruzione della rete elettrica, l'alimentazione di rete si interrompe o la qualità dell'alimentazione di rete non è qualificata, il sistema disconnetterà automaticamente l'alimentazione di rete e passerà a una modalità di funzionamento indipendente. La batteria e l'inverter forniscono l'alimentazione CA richiesta dal carico.
Una volta che l'alimentazione di rete torna alla normalità, ovvero quando tensione e frequenza sono ripristinate allo stato normale sopra menzionato, il sistema scollega la batteria e passa alla modalità di funzionamento connessa alla rete, alimentata dalla rete. In alcuni sistemi di alimentazione ibridi connessi alla rete, anche le funzioni di monitoraggio, controllo e acquisizione dati del sistema possono essere integrate nel chip di controllo. I componenti principali di questo sistema sono il controller e l'inverter.
Data di pubblicazione: 26 maggio 2021