סוללת ג'ל עופרת חומצה אטומה DKGB2-1200-2V1200AH

הרכב ועקרון פעולה של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית
מערכות ייצור חשמל פוטו-וולטאיות כוללות בעיקר מערכות המחוברות לרשת החשמל ומערכות שאינן מחוברות לרשת החשמל. כפי שמרמז השם, מערכות המחוברות לרשת החשמל מעבירות אנרגיה חשמלית הנוצרת על ידי מערכות פוטו-וולטאיות לרשת החשמל הארצית באופן מקביל. המערכות המחוברות לרשת מורכבות בעיקר ממודולים פוטו-וולטאיים, ממירים, תיבות חלוקה ואביזרים אחרים. מערכות שאינן מחוברות לרשת החשמל פועלות באופן עצמאי ואינן צריכות להסתמך על רשת החשמל הציבורית. מערכות שאינן מחוברות לרשת החשמל צריכות להיות מצוידות בסוללות ובקרי שמש לאגירת אנרגיה, דבר שיכול להבטיח את יציבות אספקת החשמל של המערכת ולספק חשמל לעומס כאשר המערכת הפוטו-וולטאית אינה מייצרת חשמל או שייצור החשמל אינו מספיק ביום מעונן רציף.

בכל צורה שהיא, עקרון העבודה הוא שמודולים פוטו-וולטאיים ממירים אנרגיית אור לזרם ישר, והזרם הישיר מומר לזרם תחת השפעת ממיר, על מנת לממש בסופו של דבר את הפונקציות של צריכת חשמל וגישה לאינטרנט.

1. מודול פוטו-וולטאי
מודול פוטו-וולטאי הוא החלק המרכזי של מערכת ייצור החשמל כולה, המורכב משבבי מודול פוטו-וולטאי או מודולים פוטו-וולטאי בעלי מפרטים שונים, הנחתכים על ידי מכונת חיתוך לייזר או מכונת חיתוך חוטים. מכיוון שהזרם והמתח של תא פוטו-וולטאי בודד קטנים מאוד, יש צורך תחילה להשיג מתח גבוה בטור, לאחר מכן להשיג זרם גבוה במקביל, להוציא אותו דרך דיודה (כדי למנוע העברת זרם חזרה), ולאחר מכן לארוז אותו על מסגרת נירוסטה, אלומיניום או מסגרת לא מתכתית אחרת, להתקין את הזכוכית בחלק העליון ואת הלוח האחורי בחלק האחורי, למלא אותו בחנקן ולאטום אותו. מודולי ה-PV משולבים בטור ובמקביל ליצירת מערך מודולי פוטו-וולטאי, המכונה גם מערך פוטו-וולטאי.

עקרון פעולה: השמש זורחת על צומת pn של מוליך למחצה, ויוצרת זוג אלקטרונים חדש מסוג חורים. תחת השפעת השדה החשמלי של צומת pn, חורים זורמים מאזור p לאזור n, ואלקטרונים זורמים מאזור n לאזור p. לאחר חיבור המעגל, נוצר זרם. תפקידו הוא להמיר את אנרגיית השמש לאנרגיה חשמלית ולשלוח אותה לסוללת האחסון לאחסון, או להניע את העומס לעבודה.

2. בקר (למערכת מחוץ לרשת החשמל)
בקר פוטו-וולטאי הוא התקן בקרה אוטומטי שיכול למנוע באופן אוטומטי טעינה ופריקה יתר של הסוללה. המיקרו-מעבד בעל המעבד המהיר וממיר ה-A/D בעל דיוק גבוה משמשים כמערכת בקרה לאיסוף וניטור נתונים של מיקרו-מחשב, שיכולה לא רק לאסוף במהירות ובזמן את מצב העבודה הנוכחי של המערכת הפוטו-וולטאית, לקבל את מידע העבודה של תחנת הפוטו-וולטאית בכל עת, אלא גם לאסוף את הנתונים ההיסטוריים של תחנת הפוטו-וולטאית בפירוט, ולספק בסיס מדויק ומספק להערכת הרציונליות של תכנון מערכת הפוטו-וולטאית ואמינות איכות רכיבי המערכת, וגם יש לו את הפונקציה של העברת נתונים בתקשורת טורית, ניתן לנהל תחנות משנה מרובות של מערכת פוטו-וולטאית באופן מרכזי ולשלוט מרחוק.

3. ממיר
ממיר הוא מכשיר הממיר את הזרם הישיר הנוצר על ידי ייצור חשמל פוטו-וולטאי לזרם חילופין. ממיר הפוטו-וולטאי הוא אחד מאיזוני המערכת החשובים במערכת מערך פוטו-וולטאי וניתן להשתמש בו עם ציוד כללי המופעל על ידי AC. לממיר הסולארי יש פונקציות מיוחדות לשיתוף פעולה עם מערך הפוטו-וולטאי, כגון מעקב אחר נקודות הספק מקסימליות והגנה מפני אפקט אי.

4. סוללה (לא נדרשת עבור מערכת המחוברת לרשת החשמל)
סוללת אחסון היא מכשיר לאגירת חשמל במערכת פוטו-וולטאית לייצור חשמל. כיום, ישנם ארבעה סוגים של סוללות עופרת-חומצה ללא תחזוקה, סוללות עופרת-חומצה רגילות, סוללות ג'ל וסוללות ניקל-קדמיום אלקליות, וסוללות עופרת-חומצה ללא תחזוקה וסוללות ג'ל הנמצאות בשימוש נרחב.

עקרון פעולה: אור השמש מאיר על המודול הפוטו-וולטאי במהלך היום, מייצר מתח ישר (DC), ממיר את אנרגיית האור לאנרגיה חשמלית, ולאחר מכן מעביר אותה לבקר. לאחר הגנת טעינת יתר של הבקר, האנרגיה החשמלית המועברת מהמודול הפוטו-וולטאי מועברת לסוללה לאחסון, לשימוש בעת הצורך.