ادامه آشنایی با سیستمهای فتوولتائیک
ادامه آشنایی با سیستمهای فتوولتائیک
اینورتر، مبدل DC/AC
تبدیل توان از صورت DC به AC توسط یک مبدل (اینورتر) صورت میگیرد. در سیستمهای فتوولتاییک برق حاصله بصورت DC میباشد و از آنجاییکه اغلب بارهای موجود در صنعت و مصارف الکتریکی با برق AC کار می کنند، می توان این برق را توسط یک دستگاه اینورتر تبدیل نموده و مشخصههای آن را مانند ولتاژ و فرکانس با مولفه های مورد نیاز مصرف کننده مطابقت داد.
ذخیره ساز (باتری)
ذخیره ساز سیستم فتوولتائیک معمولا از نوع باتری است . سیستم باتری ممکن است همه یا بعضی از موارد زیر را نیز شامل شود.
- محفظه باتری
- کنترل کننده شارژ باتری
- پانل های فرعی مجزا برای مدارهای بار بحرانی
در مجموعه باتری ، ذخیره انرژی در قالب باتری صورت می گیرد و در صورت وجود بخش های فرعی مربوط به مدار بحرانی ، در هنگام قطع برق ، مدارهای مربو به بار بحرانی در محل مصرف کار می کنند. در این صورت ، وقتی شبکه سراسری بی برق می شود ، واحد خورشیدی از شبکه اصلی جدا شده و تنها بارهای حساس که از قبل مشخص شده اند توسط واحد تغذیه می شوند. مدارات بار حساس ، از یک پانل فرعی سیم کشی می شوند که از بقیه مدارات الکتریکی مجزا است. اگر قطع برق در طول ساعات روز اتفاق بیافتد آرایه فتوولتائیک قادر است با کمک باتری ، برق مورد نیاز را تامین کند. اگر قطع برق در شب حادث شود ، باتری بار مورد نیاز را تامین می کند . امروزه باتری های سرب اسید ، نیکل کادمیم ، هیدروکسید نیکل و لیتیوم در دسترس می باشند که باتری های سرب اسید مصرف بیشتری دارند.
مهمترین فاکتور در انتخاب باتری برای سیستم های فتوولتائیک قابلیت تخلیه شدن و شارژ شدن شدید در دفعات مختلف بدون ایجاد هرگونه خسارت و آسیب برای باتری است. برای دستیابی به ظرفیتهای بالاتر می توان باتری ها را با یکدیگر سری و یا موازی نمود.
باتری هم در سیستم های مجزا از شبکه و هم متصل به شبکه کاربرد دارد و در زمانی که تولید سیستم فتوولتائیک بیشتر از بار است، مازاد انرژی را ذخیره می سازد. زمانی که نور خورشید در دسترس نباشد و یا مقدار تولید انرژی سیستم خورشیدی کمتر از بار باشد باتری وارد مدار می شود و کمبود انرژی را جبران می سازد . بنابراین باتری باید قابلیت شارژ و درشارژ مکرر را داشته باشد.
شارژ کنترلر
دستگاه کنترل شارژ باتری در سیستم های فتوولتائیک مستقل از شبکه، به منظور جلوگیری از تخلیه کامل باتری ها و یا شارژ بیش از حد آنها به کار می رود، بطوریکه از معیار حداکثر عمر مفید آن ها استفاده می گردد. بخش شارژر، وضعیت شارژ باتری ها را از نظر جریان و ولتاژ ورودی، دمای محیط، غلظت الکترولیت و غیره کنترل کرده و در مواقع لزوم ، طبق طراحی های انجام شده عملکرد لازم را متناسب با شرایط و وضعیت باتری ها بر سیستم اعمال می کند، به گونه ای که طول عمر مفید را افزایش داده و امکان استفاده از بیشترین ظرفیت قابل دسترس باتری ها را نیز در اختیار مصرف کننده قرار می دهد. به طور خلاصه وظیفه این دستگاه عبارت است از:
اندازه گیری ولتاژ و جریان خروجی پانل ها
اندازه گیری ولتاژ و جریان خروجی باتری ها
اندازه گیری دمای محیط
اندازه گیری غلظت الکترولیت باتری ها
کنترل زمانهای قطع و وصل پانلها به باتری ها
کنترل زمانهای قطع و وصل پانلها به مصرف کننده
این بخش در واقع كلیه مشخصات سیستم را كنترل كرده و توان تولیدی پنل ها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف كننده به بار یا باتری تزریق یا كنترل می كند.
لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشكیل دهنده با توجه به نیازهای بار الكتریكی، مصرف كننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می كند. بنابراین خرابی احتمالی در هر بخش یا اطلاعات مربوط به هر قسمت را می توان از بخش کنترل گرفت. این مجموعه از زیر مجموعه یا بخش های متعددی تشکیل شده است که شامل: باطری، شارژ کنترل، MPPT، اینورتر و سیستم کنترل می باشد. لازم به ذکر است برای هر مصرف کننده لزوما از تمام بخش های مذکور استفاده نمی گردد، بلکه طبق مشخصات و نیاز های هر مصرف کننده، بخش تولید توان مطلوب از بعضی از زیر بخش های مذکور، تشکیل می گردد. بنابراین وظایف کنترل کننده به شرح زیر می باشد:
(تطبیق عملکرد کلیه اجزاء سیستم) شاملMPPT، شارژ کنترل و …
فرمان به بخش های مختلف در مواقع لزوم
جمع آوری اطلاعات از عملکرد سیستم
اطلاع رسانی از اجزاء سیستم
حفاظت کل سیستم