سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی خارج از شبکه چگونه کار می کنند؟

در سیستم ذخیره انرژی خورشیدی خارج از شبکه یک راه حل انرژی است که می تواند بدون تکیه بر شبکه برق عمومی به طور مستقل نیرو را تأمین کند. این ماده به طور گسترده ای در مناطق دور افتاده ، مکان های فضای باز ، منبع تغذیه اضطراری پشتیبان و کسانی که می خواهند از محدودیت های شبکه های قدرت سنتی خلاص شوند ، مورد استفاده قرار می گیرد. اصل اصلی آن استفاده از پانل های خورشیدی برای تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی و ذخیره آن از طریق باتری های ذخیره انرژی برای استفاده در شب یا هوای بد برای اطمینان از منبع تغذیه بی وقفه 24 ساعته است. عملکرد کل سیستم شامل چندین مؤلفه اصلی از جمله پانل های خورشیدی ، کنترل کننده های خورشیدی ، باتری های ذخیره انرژی ، اینورترها و سیستم های مدیریت انرژی هوشمند است.

به عنوان مؤلفه اصلی کل سیستم ، پانل های خورشیدی مسئول جذب نور خورشید و تبدیل آن به قدرت DC هستند. این فرآیند به اثر فتوولتائیک متکی است. هنگامی که نور خورشید بر روی پانل های فتوولتائیک می درخشد ، فوتون ها برای تحریک حرکت الکترونی با مواد سیلیکون در تعامل هستند و از این طریق جریان ایجاد می کنند. کارایی پانل های خورشیدی تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند شدت نور ، دما ، زاویه نصب و فناوری مواد خود سلول خورشیدی قرار دارد. به طور کلی ، پانل های خورشیدی سیلیکون مونوکریستالی با راندمان بالا می توانند در همان منطقه برق بیشتری تولید کنند ، بنابراین آنها به طور گسترده در سیستم های خارج از شبکه مورد استفاده قرار می گیرند.

قدرت DC تولید شده به طور مستقیم به باتری یا تجهیزات مصرف کننده برق تحویل داده نمی شود ، اما باید توسط یک کنترل کننده خورشیدی تنظیم شود. عملکرد اصلی یک کنترلر خورشیدی مدیریت ولتاژ خروجی و جریان پنل خورشیدی است تا اطمینان حاصل شود که فرآیند شارژ باتری ایمن و کارآمد است. کنترل کننده های مشترک در بازار به PWM (مدولاسیون عرض پالس) و MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت) تقسیم می شوند. در میان آنها ، کنترل کننده MPPT می تواند به طور مؤثر راندمان تبدیل نیرو را تنظیم کند ، به طوری که پانل خورشیدی همیشه بهترین حالت کار را حفظ می کند ، در نتیجه تولید برق کلی را افزایش می دهد.

باتری های ذخیره انرژی بخشی ضروری از سیستم های خارج از شبکه هستند. آنها برای ذخیره برق تولید شده در طول روز استفاده می شوند تا بتوانند در شب یا روزهای ابری تأمین شوند. باتری های اسید سرب سنتی به دلیل کم هزینه بودن آنها در سیستم های اولیه خارج از شبکه شایع تر است ، اما به دلیل عمر کوتاه ، اندازه زیاد و چگالی انرژی کم به تدریج توسط باتری های لیتیوم جایگزین می شوند. باتری های لیتیوم نه تنها عمر چرخه طولانی تر و بازده بار و تخلیه بالاتر دارند ، بلکه از سرعت شارژ سریعتر نیز پشتیبانی می کنند ، که می تواند نیازهای سیستم های مدرن خارج از شبکه را برآورده کند. علاوه بر این ، به منظور محافظت از باتری و افزایش عمر خدمات خود ، سیستم کنترل از وضعیت شارژ و تخلیه باتری نظارت می کند تا از آسیب های ناشی از شارژ بیش از حد یا بیش از حد تخفیف جلوگیری شود.

از آنجا که تولید انرژی پانل های خورشیدی و باتری ها معمولاً جریان مستقیم است ، در حالی که بیشتر لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی از جریان متناوب استفاده می کنند ، یک اینورتر برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب مورد نیاز است. کیفیت و بازده تبدیل اینورتر تأثیر زیادی در عملکرد کلی سیستم دارد. اینورتر کارآمد نه تنها می تواند از بین رفتن انرژی کاهش یابد ، بلکه ولتاژ و فرکانس پایدار را نیز برای اطمینان از عملکرد عادی لوازم خانگی و تجهیزات فراهم می کند. برخی از اینورترهای رده بالا همچنین از کارکردهای مدیریت بار هوشمند پشتیبانی می کنند ، که می توانند به طور منطقی قدرت را با توجه به تقاضای برق اختصاص دهند و به تجهیزات کلیدی مانند روشنایی ، یخچال و تجهیزات پزشکی اولویت دهند.

سیستم های مدیریت انرژی هوشمند نقش مهمی در سیستم های ذخیره سازی انرژی خورشیدی مدرن مدرن دارند. آنها می توانند ورودی ، ذخیره و مصرف انرژی را در زمان واقعی رصد کنند و به طور خودکار استراتژی های مصرف انرژی را تنظیم کنند. به عنوان مثال ، هنگامی که باتری به طور کامل شارژ شود ، ابتدا از انرژی خورشیدی استفاده می شود و انرژی اضافی همزمان می تواند ذخیره شود. هنگامی که باتری کم است ، سیستم می تواند به حالت صرفه جویی در انرژی تغییر کند تا مصرف انرژی غیر ضروری کاهش یابد. برخی از سیستم های هوشمند همچنین از نظارت و کنترل از راه دور پشتیبانی می کنند. کاربران می توانند وضعیت سیستم را در هر زمان از طریق برنامه تلفن همراه یا رایانه ، تنظیم استراتژی های استفاده از برق و بهبود بهره وری انرژی بررسی کنند.

مزایای سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی خارج از شبکه بسیار قابل توجه است. این کشور می تواند به طور مستقل قدرت را بدون دسترسی به شبکه تأمین کند ، امنیت انرژی قابل اعتماد را برای مناطق دور افتاده ، جزایر ، کابین های جنگلی ، مراتع و غیره فراهم می کند. در مقایسه با منابع مستقل سنتی که به ژنراتورهای دیزل متکی هستند ، سیستم های خورشیدی خارج از شبکه سازگار با محیط زیست هستند ، سر و صدا و اگزوز تولید نمی کنند و هزینه های عملیاتی کمتری دارند. بعد از اینکه کاربران مبلغ مشخصی از پول را در ساخت اولیه سیستم سرمایه گذاری می کنند ، تقریباً در طول استفاده طولانی مدت هزینه سوخت اضافی وجود ندارد و فقط به تعمیر و نگهداری اساسی نیاز است. با پیشرفت فناوری خورشیدی و کاهش هزینه های ذخیره انرژی باتری ، سیستم های خورشیدی خارج از شبکه بیشتر و مقرون به صرفه تر می شوند و به یک انتخاب مهم برای بسیاری از کاربران که استقلال انرژی را دنبال می کنند تبدیل می شود .