Βασική Επισκόπηση Συστημάτων Παραγωγής Συνδεδεμένων στο Δίκτυο

Το συνδεδεμένο στο δίκτυο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία μεταδίδεται απευθείας στο δίκτυο μέσω μετατροπέων που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο χωρίς να αποθηκεύεται σε μπαταρίες. Στη συνέχεια, θα εισαγάγουμε τη βασική επισκόπηση των συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο.

Το συνδεδεμένο με το δίκτυο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κατασκευάζεται κυρίως χρησιμοποιώντας την αρχή του φωτοβολταϊκού φαινομένου, το οποίο είναι ένα σύστημα παραγωγής ενέργειας που μετατρέπει άμεσα την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια. Στην πραγματικότητα, αποτελείται κυρίως από δύο μέρη: μια συστοιχία ηλιακών κυψελών και έναν μετατροπέα. Όταν υπάρχει ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τη συστοιχία ηλιακών κυψελών μεταδίδεται απευθείας στο δίκτυο AC μέσω μετατροπέων που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο. Στην πραγματικότητα, μπορεί να χωριστεί χονδρικά σε δύο κατηγορίες πλέον. Το ένα είναι τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο, τα οποία συνδέονται με το δημόσιο δίκτυο μέσω τυπικών διεπαφών, όπως μια μικρή μονάδα παραγωγής ενέργειας. Ένας άλλος τύπος είναι το σύστημα παραγωγής ενέργειας, το οποίο σχηματίζει έναν βρόχο μέσα στο δικό του σύστημα κλειστού βρόχου. Η ενέργεια ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνεται από το συνδεδεμένο στο δίκτυο σύστημα παραγωγής ενέργειας κατά τη λειτουργία μετατρέπεται κυρίως σε συνεχές ρεύμα υψηλής τάσης μέσω της μετατροπής συνεχούς ρεύματος υψηλής συχνότητας της φωτοβολταϊκής ομάδας. Η έξοδος είναι ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ημιτονοειδούς κύματος με την ίδια συχνότητα και φάση με την τάση του δικτύου, το οποίο αναστρέφεται από έναν μετατροπέα και στη συνέχεια συνδέεται με το δίκτυο. Το γενικό σύστημα παραγωγής ενέργειας που συνδέεται με το δίκτυο μετατρέπει πρώτα τη λαμβανόμενη ενέργεια ηλιακής ακτινοβολίας απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια για την παροχή του φορτίου και η περίσσεια ενέργειας αποθηκεύεται με τη μορφή χημικής ενέργειας στη μπαταρία μέσω του ελεγκτή φόρτισης.

Το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέεται με το δίκτυο αποτελείται κυρίως από εξαρτήματα ηλιακών κυψελών και ένα μεμονωμένο ηλιακό στοιχείο μπορεί να δημιουργήσει μόνο τάση περίπου 0,5V, η οποία είναι πολύ χαμηλότερη από την πραγματική τάση που απαιτείται για χρήση. Είναι απαραίτητο να συνδεθούν οι ηλιακές κυψέλες στα εξαρτήματα για να ανταποκρίνονται σε πρακτικές εφαρμογές. Εξίσου σημαντικό είναι ότι τα εξαρτήματα του συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέεται με το δίκτυο περιλαμβάνουν έναν ορισμένο αριθμό ηλιακών κυψελών που συνδέονται με καλώδια. Για παράδειγμα, ο αριθμός των ηλιακών κυψελών σε ένα εξάρτημα είναι 36, πράγμα που σημαίνει ότι μια ηλιακή μονάδα μπορεί να παράγει τάση περίπου 17 V. Οι φυσικές μονάδες που συνδέονται κυρίως με ηλιακά κύτταρα μέσω καλωδίων ονομάζονται στοιχεία ηλιακών κυψελών. Τα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που συνδέονται με το δίκτυο έχουν ορισμένες αντιδιαβρωτικές, αντιανεμικές, αδιάβροχες, ανθεκτικές στη βροχή και άλλες επιδόσεις και χρησιμοποιούνται ευρέως. Όταν το πεδίο εφαρμογής απαιτεί υψηλότερη τάση και ρεύμα και ένα μεμονωμένο εξάρτημα δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις, πολλαπλά εξαρτήματα μπορούν να μετατραπούν σε συστοιχίες ηλιακών κυψελών για να ληφθεί η απαιτούμενη τάση και ρεύμα. Οι μετατροπείς είναι επίσης απαραίτητοι επειδή είναι DC και το γενικό φορτίο είναι φορτίο AC. Φυσικά, οι μετατροπείς του μπορούν να χωριστούν σε μετατροπείς λειτουργίας και μετατροπείς συνδεδεμένους στο δίκτυο ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους.