Нарны PV эрчим хүчний урсгал ба бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Үндсэн ойлголт

Фотоволтайк систем нь гэрлийн энергийг (нарны эрчим хүчийг) PV хавтангаар дамжуулан тогтмол гүйдлийн (DC) цахилгаан болгон хувиргаж, дараа нь инвертерээр дамжуулан хувьсах гүйдлийн (AC) цахилгаан болгон хувиргаж, эцэст нь сүлжээнд эсвэл орон нутгийн ачаалалд хүргэдэг. Угсралтын бүтэц, дагалдах хэрэгсэл (холбох хайрцаг, холбогч, кабель гэх мэт) нь энэхүү эрчим хүчийг хувиргах, дамжуулах процессыг идэвхжүүлдэг бүтцийн чухал дэмжлэг, цахилгаан холболтын бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээрийн цахилгаан урсгал дахь үүрэг

1. PV хавтан (модулиуд):

• Гүйцэтгэх үүрэг: Системийн эхлэх цэг, үндсэн эрчим хүч үйлдвэрлэх нэгж. Нарны гэрлийг шууд гүйдэл (DC) болгон хувиргахад фотоволтайк эффектийг ашигладаг.

• Цахилгааны шинж чанар: Нэг самбар нь хязгаарлагдмал хүчдэл (жишээ нь, 30-50V DC), гүйдэл (жишээ нь, 8-12А), хүч (жишээ нь, 300W-600W+) үүсгэдэг.

2. Холболтын хайрцаг:

• Гүйдлийн цуглуулга ба гаралт: PV самбар доторх цуврал холбогдсон нүднүүдээс гүйдлийг цуглуулж, эерэг (+) ба сөрөг (-) утсаар гаргана.

• Тойрох диод: Цахилгааны чухал бүрэлдэхүүн хэсэг! Хэрэв самбар нь сүүдэрлэж, гэмтсэн бол түүний гаралтыг бууруулж байвал энэ нь цуваа шугамд 'бөглөрөл' болж, эрчим хүч гаргахгүй төдийгүй халах болно (халуун цэгийн эффект). Тойрох диод нь диодоор дамжуулан дутуу гүйцэтгэлтэй самбарын гүйдэл гүйлгэж эргэн тойронд , бусад эрүүл хавтангийн гүйдэл дамжин өнгөрөх боломжийг олгодог. Энэ нь модулийг хамгаалж, системийн ерөнхий үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.

• Холболтын цэг: Кабель болон холбогч ашиглан бусад хавтан эсвэл кабельд хялбар холбох стандартчилагдсан интерфэйсүүдийг (ихэвчлэн MC4 залгуур) хангадаг.

• Байршил: Ихэвчлэн PV самбар бүрийн ар талд суурилуулсан байдаг.

• Үүрэг:

3. Дагалдах хэрэгсэл - Кабель ба холбогч:

• Самбар хоорондын холболт: MC4 залгууртай ('jumpers') урьдчилан хийсэн богино кабелийг ашиглан нэг самбарын холболтын хайрцгийн эерэг (+) терминалыг дараагийн самбарын сөрөг (-) терминалд холбож, цуврал холболтыг (хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг). Зэрэгцээ холболтод ашиглаж болно (гүйдлийг нэмэгдүүлдэг), гэхдээ тохирох хослуулах аргыг шаарддаг.

• Мөрийн гаралт: Цуврал холбосон PV хавтангийн эерэг (+) ба сөрөг (-) гаралтыг ('мөр' гэж нэрлэдэг) урт PV DC кабелиар дамжуулан DC Combiner Box руу эсвэл шууд инвертер рүү (жижиг систем эсвэл хэлхээ инвертер) чиглүүлдэг. Эдгээр урт кабель нь 'мөр кабель' юм.

• PV DC кабель: Гадна PV орчинд тусгайлан зориулагдсан: өндөр температурт (90°C), хэт ягаан туяаны цацраг, өгөршлийн нөлөөнд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй (ихэвчлэн TUV PV1-F гэх мэт PV-ийн тусгай кабель). Эерэг (+) кабель ба сөрөг (-) кабель орно.

• PV холбогч: Ихэнхдээ MC4 эсвэл нийцтэй төрлүүд. Цаг агаарт тэсвэртэй, мэдрэгчтэй, түгжигч холбогч хэлбэрээр бүтээгдсэн.

• Төрөл:

• Үүрэг:

4. Дагалдах хэрэгсэл - DC Combiner Box:

• String Combining: Олон тооны PV мөрүүдийн тогтмол гүйдлийн гаралтыг (жишээ нь: 4, 6, 8, 10, 12, 16 мөр) зэрэгцээ холбож нэгтгэдэг.

• Хамгаалалт: DC тал дахь хамгаалалтын гол цэг.

• Гаралт: Тогтмол гүйдлийн эерэг (+) ба сөрөг (-) хосолсон гаралтыг илүү хүнд хэмжигч тогтмол гүйдлийн кабелиар инвертер рүү дамжуулдаг.

• Гал хамгаалагч/Тогтмол гүйдлийн таслуур: Оролтын мөр бүрийг хэт гүйдлийн хамгаалалтаар хангана. Бусад утаснуудын алдааны гүйдэл 'backfeeding' үүсэхээс сэргийлж, хэрэв богино холболттой бол гэмтэлтэй хэлхээний PV хавтанг гэмтээхээс сэргийлнэ.

• Хэт их хүчдэлээс хамгаалах төхөөрөмж (SPDs): Тогтмол гүйдлийн шугамууд дээр цахилгаан гүйдлийн улмаас үүссэн цахилгаан гүйдлийн хүчдэлээс хамгаалдаг.

• Салгах унтраалга/тусгаарлагч: Засвар үйлчилгээ эсвэл онцгой байдлын үед тогтмол гүйдлийн талыг аюулгүйгээр салгах боломжийг олгоно.

• Байршил: PV массив ба инвертерийн ойролцоо суурилуулсан утас инвертер системд (жишээ нь: дээвэр дээр, газардуулганы хажууд эсвэл шилжүүлэгчийн өрөөнд).

• Үүрэг:

5. Инвертер:

• Тогтмол гүйдлийг хувьсах гүйдлийн хувиргалт: PV хавтангаас үүссэн тогтмол гүйдлийн цахилгааныг сүлжээ болон орон нутгийн ачаалалд (жишээ нь, 220V/380V, 50Hz) тохирох хувьсах гүйдлийн цахилгаан болгон хувиргана.

• Хамгийн их цахилгаан цэгийн хяналт (MPPT): PV массивыг хамгийн их гаралтын хүчин чадлаар нь ажиллуулахын тулд тогтмол гүйдлийн оролтын ажиллах цэгийг тасралтгүй хянаж, тохируулж, эрчим хүчний ургацыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.

• Сүлжээний харилцан үйлчлэл (Сүлжээнд холбогдсон хувьд): Сүлжээнд холбогдсон системүүдийн сүлжээний хүчдэл ба давтамжийг хянаж, харилцан холболтын шаардлагыг хангахын тулд гаралтын гүйдлийг сүлжээтэй синхрончлохыг баталгаажуулдаг. Сүлжээний гэмтэл илэрсэн тохиолдолд сүлжээг автоматаар тасалдаг (арлын эсрэг хамгаалалт).

• Хяналт, харилцаа холбоо: Ихэвчлэн суурилуулсан өгөгдөл бүртгэгч, бичлэг үүсгэх, төлөв байдал гэх мэт байдаг бөгөөд өгөгдлийг утастай (RS485, Ethernet) эсвэл утасгүй (WiFi, 4G) ашиглан хяналтын платформ руу дамжуулдаг.

• Хамгаалалтын функцууд: Хэт/бага хүчдэл, хэт/бага давтамж, хэт гүйдэл, хэт температур, урвуу туйлшрал, тусгаарлагчийн гэмтэл гэх мэт олон төрлийн хамгаалалтыг хангана.

• Гүйцэтгэх үүрэг: Системийн 'зүрх', эрчим хүчийг хувиргах үндсэн нэгж.

• Оролт: DC Combiner Box-аас тогтмол гүйдлийн цахилгаан хүлээн авдаг (эсвэл шууд утаснаас).

• Гаралт: Хувьсах гүйдлийн цахилгаан үйлдвэрлэдэг.

6. Дагалдах хэрэгсэл - АС кабель:

• Үүрэг: Хувьсах гүйдлийн гаралтыг инвертерээс хувьсах гүйдлийн хуваарилах самбар (ACDB) эсвэл сүлжээ / орон нутгийн ачаалалтай харилцан холболтын цэг (POI) руу шууд дамжуулдаг.

• Тавигдах шаардлага: Орон нутгийн цахилгааны кодуудад нийцсэн хувьсах гүйдлийн стандарт цахилгаан кабель (жишээлбэл, THHN/THWN, дамжуулах хоолойд XHHW эсвэл шууд булшлах зориулалттай USE-2/RHW-2).

7. АС түгээх зөвлөл (ACDB) / Ачааллын төв:

• Хамгаалалт ба хуваарилалт: Инвертерийн хувьсах гүйдлийн гаралтын хамгаалалт (хэт ачаалал ба богино холболт) бүхий таслууруудыг агуулдаг.

• Тоолуур: PV системийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг (сүлжээнд тэжээгддэг эсвэл өөрөө зарцуулдаг эрчим хүч) хэмжих зориулалттай цахилгаан тоолуур (кВт.ц метр) байрлуулна.

• Сүлжээ хоорондын холболтын цэг: Систем ба сүлжээ эсвэл хэрэглэгчийн үндсэн цахилгаан самбар хоорондын эцсийн холболтын цэг. Хэрэглээний тоолуурыг ихэвчлэн энд эсвэл ойролцоо суурилуулдаг.

• Хэт их хүчдэлийн хамгаалалт: АС талын SPD.

• Тусгаарлах: Засвар үйлчилгээнд зориулж тусгаарлах унтраалга өгдөг.

• Үүрэг:

8. Сүлжээ / Ачаалал:

• Сүлжээнд холбогдсон систем: Хувиргасан хувьсах гүйдлийн цахилгааныг бусад хүмүүст ашиглахын тулд сүлжээнд нийлүүлдэг. Системийн хүчийг эхлээд орон нутгийн ачаалалд ашигладаг; илүүдэл нь сүлжээнд экспортлогдож байна; хомсдлыг сүлжээнээс импортолдог.

• Сүлжээнээс гадуурх систем: Хувьсах гүйдлийн хүчийг орон нутгийн ачаалалд шууд нийлүүлдэг (ихэвчлэн батерейг хадгалах шаардлагатай).

• Үүрэг:

Холбох бүтцийн үүрэг (цахилгаан бус цөм, гэхдээ цахилгааны гүйцэтгэлд чухал ач холбогдолтой)

• Бүтцийн дэмжлэг: Энэ бол үндсэн үүрэг юм. Энэ нь PV хавтанг дээвэр, газар эсвэл бусад байгууламжид найдвартай бэхэлж, салхи, цас, бороо, үхсэн ачааллыг дэмжиж, хавтангийн урт хугацааны туршид оновчтой өнцөг, байрлалаар ажиллах боломжийг олгодог.

• Өнцгийн оновчлол: Угсралтууд нь тогтмол хазайлттай эсвэл хяналтын системийг ашиглан хавтангийн хүлээн авсан нарны цацрагийг дээд зэргээр нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь эрчим хүчний гарцад шууд нөлөөлдөг (цахилгаан системийн эцсийн гаралт).

• Агааржуулалт ба хөргөлт: Зөв угсралтын загвар (жишээ нь, өндөрт суурилуулалт) нь хавтангийн ард агаарын урсгалыг хангаж, хөргөхөд тусалдаг. Өндөр температур нь PV хавтангийн үр ашгийг бууруулдаг.

• Газардуулгын зам: Металл угсралтын бүтэц нь бүхэл бүтэн PV массивын газардуулгын системийн чухал хэсэг юм. Энэ нь самбарын хүрээ, төмөр зам болон бусад металл эд ангиудыг газардуулах бага эсэргүүцэлтэй замыг хангаж, болзошгүй эвдрэлийн гүйдэл эсвэл аянгын гүйдлийг газар руу найдвартай дамжуулж, тоног төхөөрөмж, ажилчдыг хамгаалдаг. Газардуулгын дамжуулагчууд нь бэхэлгээний төмөр зам болон массивын хүрээтэй холбогддог.

Цахилгааны урсгалын бүрэн хураангуй

1. Гэрлийн эрчим хүч -> тогтмол гүйдлийн цахилгаан: Нарны гэрэл нь PV хавтан дээр тусч, тогтмол гүйдлийн цахилгаан үүсгэдэг.

2. Самбар доторх цуглуулга ба хамгаалалт: Гүйдлийг уулзвар хайрцгаар цуглуулж гаргана; шаардлагатай бол тойрч гарах диод хамгаалалтыг хангана.

3. Мөр үүсгэх: PV кабель ба холбогч нь олон тооны хавтанг цувралаар холбож, илүү өндөр гаралтын хүчдэлтэй 'мөр' үүсгэдэг.

4. Мөрийг нэгтгэх ба хамгаалах: Олон утаснаас тогтмол гүйдлийн гаралт нь утаснуудын тусламжтайгаар DC Combiner Box руу холбогддог. Комбинаторын хайрцаг нь мөрүүдийг зэрэгцээ холбож, гаралтын гүйдлийг нэмэгдүүлж, дотоод гал хамгаалагч/таслуур болон SPD-ээр дамжуулан хамгаалалтыг хангадаг.

5. Тогтмол гүйдлийн дамжуулалт: Тогтмол гүйдлийн хосолсон хүчийг үндсэн тогтмол гүйдлийн кабелиар дамжуулан инвертер рүү дамжуулдаг.

6. DC -> хувьсах гүйдлийн хувиргалт ба оновчтой болгох: Инвертер нь DC-г хувьсах гүйдэл болгон хувиргаж, MPPT-ээр дамжуулан оролтын хүчийг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.

7. Хувьсах гүйдлийн гаралт ба хамгаалалт: Инвертерийн хувьсах гүйдлийн гаралтыг хувьсах гүйдлийн кабелиар дамжуулан хувьсах гүйдлийн хуваарилах зөвлөл (ACDB) руу дамжуулдаг.

8. Тоолуур ба сүлжээний холболт: ACDB-д хувьсах гүйдлийн таслуураар хамгаалсны дараа эрчим хүчийг тоолуураар хэмжиж, эцэст нь харилцан холболтын цэг (POI) дээр сүлжээтэй холбогдож эсвэл орон нутгийн ачаалалд нийлүүлдэг.

9. Эрчим хүчний хэрэглээ/экспорт: Хувьсах гүйдлийн цахилгааныг ачаалалд зарцуулдаг эсвэл сүлжээнд экспортлодог.

Угсрах бүтэц нь 1-4-р алхамд хамаарах PV хавтан, уулзвар хайрцаг, холбогч, кабель (массив дотор) -ын физик дэмжлэг, өнцгийг оновчтой болгох, хөргөх орчин, газардуулгын суурийг хангадаг. Энэ нь цахилгааны процессыг аюулгүй, тогтвортой, үр ашигтай ажиллуулах дэд бүтэц юм.

Дагалдах хэрэгслийн хураангуй: Холболтын хайрцаг, холбогч, кабель (Тогтмол гүйдэл + хувьсах гүйдэл), нэгтгэгчийн хайрцаг, ACDB дахь таслагч/метрүүд гэх мэт нь цахилгааны бүрэн замыг бүрдүүлдэг, эрчим хүч дамжуулах, аюулгүй байдлыг хангах зайлшгүй шаардлагатай 'хэсгүүд' юм.

Энэ урсгал болон бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн үүргийг ойлгох нь нарны эрчим хүчийг ашиглах боломжтой цахилгаан болгон хэрхэн алхам алхмаар хувиргаж байгааг тодорхой харуулдаг.