Основна система підтримки фотоелектричної генерації електроенергії

На хвилі глобального енергетичного переходу фотоелектрична генерація електроенергії стала важливою формою нової енергії завдяки своїм перевагам у сфері чистої та відновлюваної енергії. Як основна підтримка фотоелектричної генерації електроенергії, фотоелектрична кронштейнна система є ключем до досягнення ефективного виробництва електроенергії. Повна система фотоелектричних кронштейнів — це не окремий пристрій, а органічне ціле, що складається з кількох основних компонентів, таких як фотоелектричні панелі, інвертори, батареї, кронштейни та кабелі, що працюють разом. Кожен компонент виконує незамінну функцію, разом утворюючи повний ланцюжок від захоплення, перетворення, зберігання та передачі електроенергії.

Інвертор — це 'перетворювач енергії' фотоелектричної системи та ключовий пристрій, що підключає фотоелектричні панелі до електромережі або навантажень. Оскільки електроенергія, вироблена фотоелектричними панелями, є постійним струмом, тоді як побутова електроенергія, промислова електроенергія та електромережі є змінним струмом, основною функцією інвертора є ефективне перетворення постійного струму, який виробляють фотоелектричні панелі, у змінний струм, який відповідає стандартам мережі. Відповідно до різних сценаріїв застосування інвертори можна розділити на три категорії: централізовані інвертори, струнні інвертори та мікроінвертори. Централізовані інвертори підходять для великих наземних фотоелектричних електростанцій, маючи переваги високої потужності та низької вартості, але чутливі до локальних тіней. Струнні інвертори можуть виконувати відстеження точки максимальної потужності (MPPT) для кожної фотоелектричної ланцюга, що може ефективно зменшити втрати електроенергії, спричинені тіньовою оклюзією, і широко використовується на промислових і комерційних розподілених електростанціях. Мікроінвертори встановлюються безпосередньо на кожній фотоелектричній панелі для реалізації незалежного перетворення та моніторингу однієї фотоелектричної панелі, що значно покращує ефективність виробництва електроенергії та надійність системи та підходить для домашніх фотоелектричних установок або складних дахових сценаріїв. Крім того, високоякісні інвертори також мають такі функції безпеки, як захист від перенапруги, захист від перевантаження по струму та захист від острівного ефекту, які служать «запобіжниками» для забезпечення стабільної роботи системи.

Будучи «енергетичним банком» фотоелектричної системи, батареї відіграють важливу роль у накопиченні енергії, що особливо важливо в автономних фотоелектричних системах або сценаріях, де потрібне придушення вихідних коливань. Їх основна функція полягає в тому, щоб накопичувати надлишкову електроенергію, вироблену фотоелектричними панелями, коли є достатня кількість сонячного світла, і вивільняти її, коли сонячного світла недостатньо або вночі, забезпечуючи безперервність і стабільність електропостачання. В даний час поширені типи акумуляторів, що використовуються для зберігання фотоелектричної енергії, включають літієві батареї, свинцево-кислотні батареї та ванадієві батареї. Літієві батареї стали основним вибором завдяки їхнім перевагам у високій щільності енергії, тривалому циклі роботи та високому ККД заряду й розряду (до понад 90%). Зокрема, літій-залізо-фосфатні акумулятори є більш конкурентоспроможними з точки зору безпеки та вартості. Свинцево-кислотні батареї мають сучасну технологію та низьку вартість, але мають низьку щільність енергії та короткий термін служби, що робить їх придатними для невеликих автономних систем. Ванадієві проточні батареї мають характеристики надтривалого терміну служби та високої безпеки та підходять для великих електростанцій накопичення енергії, але їхня вартість відносно висока. Ємність і продуктивність акумуляторів безпосередньо впливають на ефект накопичення енергії в системі, і їх необхідно розумно налаштувати відповідно до таких факторів, як попит на електроенергію та фотоелектричне виробництво електроенергії.

Кронштейн — це 'скелетна структура' фотоелектричної системи, яка відповідає за фіксацію фотоелектричних панелей і підтримку їх під оптимальним кутом установки для максимального прийому сонячного світла. Його основна роль полягає не лише у витриманні ваги, але й у покращенні ефективності виробництва електроенергії фотоелектричними панелями шляхом оптимізації кута встановлення та орієнтації. Відповідно до різних сценаріїв встановлення та методів регулювання, кронштейни можна розділити на дві категорії: фіксовані кронштейни та трекінгові кронштейни. Фіксовані кронштейни мають просту конструкцію і невисоку вартість, з фіксованим кутом установки, підходять для приміщень зі стабільним освітленням. Кронштейни відстеження можуть автоматично відстежувати сонячне світло зі зміною азимута сонця та кута висоти за допомогою датчиків і пристроїв керування, що може збільшити вироблення електроенергії на 15%-30% порівняно з фіксованими кронштейнами. Однак вони мають відносно високу вартість і трохи більші труднощі в обслуговуванні, і зазвичай використовуються на великих наземних електростанціях. Що стосується вибору матеріалу, кронштейни зазвичай використовують стійкі до атмосферних впливів матеріали, такі як алюмінієвий сплав і оцинкована сталь, щоб адаптуватися до складних зовнішніх кліматичних умов і забезпечити структурну стабільність системи в суворих умовах, таких як вітер, дощ і сніг.

Кабелі, як «судинна мережа» фотоелектричної системи, виконують важливе завдання передачі електроенергії, відповідаючи за передачу електроенергії, виробленої фотоелектричними панелями, до інверторів, акумуляторів і електромережі. Продуктивність фотоелектричних кабелів безпосередньо впливає на ефективність передачі електроенергії та безпеку системи, тому до них пред’являються суворі технічні вимоги. По-перше, кабелі повинні мати чудову провідність, щоб зменшити втрати потужності під час передачі. По-друге, через тривале перебування на відкритому повітрі вони повинні мати такі характеристики, як стійкість до високих і низьких температур, ультрафіолетових променів, озону та старіння, а також бути здатними адаптуватися до екстремальних температурних середовищ від -40 ℃ до 90 ℃. Крім того, вони повинні мати хорошу ізоляцію та механічну міцність, щоб запобігти загрозам безпеці, таким як коротке замикання та витік електричного струму. Звичайні кабелі, що використовуються у фотоелектричних системах, включають кабелі постійного струму та кабелі змінного струму. Кабелі постійного струму підключають фотоелектричні панелі до інверторів і повинні витримувати високу напругу постійного струму; Кабелі змінного струму підключають інвертори до електромережі або навантажень і повинні відповідати стандартам напруги змінного струму в електромережі. Розумний вибір технічних характеристик кабелю, правильна конструкція проводки та захисні заходи є ключовими для забезпечення ефективної та безпечної передачі електроенергії.

У всій фотоелектричній брекет-системі кожен компонент не існує ізольовано, а формує ефективний та спільний робочий замкнутий цикл завдяки точній взаємодії. Коли сонячне світло випромінює фотоелектричні панелі, фотоелектричні панелі генерують постійний струм через фотоелектричний ефект. Постійний струм передається на інвертор через кабелі постійного струму. Після того, як інвертор перетворює його на змінний струм, частина його надходить безпосередньо до навантаження, а інша частина надлишкової електроенергії може бути передана в акумулятор для зберігання через кабелі або інтегрована в електромережу для реалізації надлишку електроенергії. Коли недостатньо сонячного світла, електроенергія, що зберігається в акумуляторі, перетворюється на змінний струм через інвертор, щоб забезпечити безперервне живлення навантаження. Кронштейни максимізують ефективність захоплення світлової енергії шляхом оптимізації кута та орієнтації фотоелектричних панелей; кабелі забезпечують ефективну передачу електроенергії між компонентами та зменшують втрати.