انواع سیستم تولید برق خورشیدی و کاربردها

به‌طور کلی عملکرد سیستم‌ PV در یکی از این دو گروه زیر قرار می‌گیرد:

1. استفاده به‌صورت مجزا (Stand-alone): سیستم به‌طور مستقل از شبکه عمل می‌کند.
2. استفاده به‌صورت متصل به شبکه (grid-connected): سیستم در این حالت به شبکه متصل می شود.

سیستم های Stand-alone در مناطق حومه شهرها استفاده می شود و سیستم های grid-connected در کشورهایی که امکان خرید و فروش برق وجود دارد بسیار کاربرد دارد.

1. سیستم‌های مجزا (off-grid)

سیستم‌های Stand-alone به‌منظور داشتن عملکردی مستقل از شبکه الکتریکی طراحی می‌شوند و به‌طول کلی برای تأمین برق مورد نیاز یک بار AC یا DC خاص طراحی می‌شوند.

سیستم stand-alone ممکن است یا فقط از آرایه‌های PV تأمین شود و یا از باد یا موتور یا از سایر منابع قدرت پشتیبانی کننده.به این سیستم های PV ،هیبرید گفته می‌شود.

از آن‌جا که در سیستم اتصال مستقیم ذخیره‌کننده انرژی (باتری) وجود ندارد، بار تنها در ساعات تابش خورشید می‌تواند کار کند. این سیستم ها تنها برای کاربردهای خاص از جمله فن‌های تهویه هوا، پمپاژ آب و سیستم‌های پمپاژ برای آبگرم‌کن‌های خورشید کاربرد دارد.هماهنگ نمودن امیدانس بار الکتریکی با بیشترین توان خروجی PV ، مساله مهمی در طراحی سیستم های مستقیم است.برای بارهی حساسی همچون برخی پمپ ها از یک مبدل DC/DC که MPPT نامیده می‌شود، بین آرایه و بار استفاده می شود تا بهدریافت بیشترین توان خروجی از سلول PV کمک کند.

در بیشتر سیستم‌های مجزا، از باتری برای ذخیره انرژی استفاده می‌شود. دیاگرام زیر بیانگر یک سیستم مجزای معمولی است در آن باتری نیز وجود دارد.

برای بعضی کشورها که شبکه‌های برق در نواحی شهری منحصر می‌شود و بخش روستایی به سرویس‌های اصلی انرژی دستری ندارند، امروزه PV به عنوان بهترین (ارزان‌ترین) وسیله فراهم کردن انرژی مورد توجه قرار گرفته است.

از ماژول‌های PV می‌توان در موارد زیر بهره برد:

• سیستم‌های پمپاژ: برای فراهم کردن آب روستاها، برای آبیاری مزارع و آب آشامیدنی احشام.
• سیستم‌های سرمایشی: به‌طور خاص برای نگهداری واکسن، خون و دیگر موارد جهت برنامه‌های بهداشتی
• روشنایی: برای خانه‌ها و ساختمان‌های عمومی از جمله مدارس، مراکز بهداشتی برای تولید نور و تداوم روشنایی در هنگام تاریکی
• ایستگاه‌های شارژ باتری: برای شارژ باتری‌ها که در چراغ قوه‌ها، رادیوها، تلویزیون‌ها و چراغ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• سیستم‌های خانگی خورشیدی: جهت فراهم کردن توان مورد نیاز برای روشنایی خانگی و دیگر کاربردهای DC از جمله تلویزیون‌ها، رادیو‌ها و ماشین‌های دوزندگی

مثال‌هایی از کاربرد PV

قطعات و تأسیسات

حمل سیستم‌های قدرت فتوولتائیک آسان است و نصب آنها سریع است.این سیستم ها همچنین اگر به آسانی قابل توسعه هستند. سیستم‌های مجزا ممکن است شامل همه قطعات و یا بعضی از آنها باشد. قطعات شامل موارد زیر هستند:

• PV و تجهیزات پشتیبان (یک ماژول یا یک آرایه متشکل از چندین ماژول)
• تجهیزات اصلاح توان (مبدل، کنترلر و تجهیزات حفاظتی)
• ذخیره‌ساز توان (معمولاً باتری است)
• کابل‌ها
• بار (لامپ، پمپ، یخچال، رادیو، تلویزیون)

تجهیزات PV غیرمتحرک هستند و از این رو به نگهداری و حفاظت کمی احتیاج دارند و طول عمرقطعات بالاست. مثلا طول عمر ماژول 20 سال است و تنها نیاز به تمیز کردن و پاک کردن گرد و خاک دارند. اکثریت دیگر قطعات یاد شده جهت حفظ تعادل سیستم کاربرد دارد (BOS) و به ‌طور کل برای حدود 10 سال یا بیشتر سرویس‌پذیر هستند. باتری‌ها که از قطعات ضروری در سیستم‌ها جدا از شبکه به جز پمپاژ آب جهت ذخیره کردن هستند به «لینک ضعیف» معروفند و نیاز دارند هر 5 سال یک بار حدودا تعویض شوند. وجود باتری در سیستم ضرورت دارد و در کل کیفیت اجزا قابل قبول است.

منبع:رادنور سولار