اجزای نیروگاه خورشیدی

به گزارش برق نیوز: با دانستن این واقعیت که سوخت‌های فسیلی قرار نیست برای همیشه دوام بیاورند، به نظر می‌رسد تولید انرژی خورشیدی در تولید انرژی پاک و تجدید پذیر در میان سایر منابع تولید انرژی تجدید پذیر پیشرو باشد. تولید کارآمد انرژی از نور خورشید امروزه موضوع اصلی تحقیقات در سراسر جهان است. در اینجا به اجزای اشاره خواهیم کرد که برای تبدیل نور خورشید به برق لازم است.

پنل‌های خورشیدی

بخش اصلی یک سیستم الکتریکی خورشیدی پنل خورشیدی است. سلول‌های خورشیدی انرژی را از نور خورشید جمع آوری کرده و با استفاده از یک واکنش شیمیایی به نام فرآیند فتوولتائیک (PV) به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. 

انواع مختلفی از پنل خورشیدی در بازار موجود است. پنل‌های خورشیدی به عنوان پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک نیز شناخته می‌شوند. پنل خورشیدی یا ماژول خورشیدی اساسا مجموعه‌ای از سلول‌های خورشیدی متصل سری و موازی است.

اختلاف پتانسیل ایجاد شده در سراسر یک سلول خورشیدی حدود ۰.۵ ولت است و از این رو تعداد مورد نظر از این سلول‌ها باید به صورت سری به هم متصل شوند تا به ۱۴ تا ۱۸ ولت برای شارژ یک باتری استاندارد ۱۲ ولت برسند. پنل‌های خورشیدی به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک آرایه خورشیدی ایجاد کنند. پنل‌های متعدد به صورت موازی و سری به یکدیگر متصل می‌شوند تا به ترتیب جریان بالاتر و ولتاژ بالاتری حاصل شود

استراکچر و ردیاب خورشیدی

سازه‌های نصب کننده خورشیدی ستون‌های تکیه گاه ماژول‌های PV هستند که برای تولید برق از نور خورشید نصب شده اند. این سازه‌ها یا استراکچرها پنل‌های خورشیدی را در زاویه‌ای تنظیم می‌کنند که بتواند حداکثر تابش خورشیدی را جمع آوری کند.

با اعتقاد به این واقعیت که انرژی خورشیدی آینده است، تعداد زیادی از مردم به دنبال ابزار‌های خورشیدی کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر برای دستیابی به حداکثر سود فناوری هستند. یکی از بزرگترین بخش‌های نوآوری در این زمینه مربوط به ساختار نصب است.

یکی از اهداف کلیدی هنگام قرار دادن یک آرایه خورشیدی این است که اطمینان حاصل شود که حداکثر قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید را دریافت می کند. در بیشتر سیستم‌های خورشیدی خانگی، این به سادگی شامل زاویه‌دهی صحیح صفحات خورشیدی و نشان دادن آنها به سمت جنوب در نیمکره شمالی و شمال در نیمکره جنوبی است.

سیستم ذخیره ساز یا باتری

باتری‌ها یکی از راه‌هایی هستند که سیستم خورشیدی خانه شما برق تولیدی خود را توسط آن ذخیره می‌کند. باتری‌ها در سیستم‌های خورشیدی مستقل از شبکه استفاده می‌شوند، جایی که تنها مکانیزم، ذخیره‌سازی برق خورشیدی است. باتری‌ها را با برق خورشیدی شارژ می‌کنیم و سپس از آن‌ها برای تامین انرژی دستگاه‌های خانه استفاده می‌کنیم.

مبدل یا اینورتر

واضح است که برق تولید شده در یک پنل خورشیدی DC است. برقی که از منبع شبکه دریافت می‌کنیم AC است؛ بنابراین برای راه اندازی تجهیزات مشترک از شبکه و همچنین سیستم خورشیدی، نیاز به نصب یک اینورتر برای تبدیل DC سیستم خورشیدی به AC هم سطح منبع تغذیه شبکه است.

در سیستم مستقل از شبکه، اینورتر مستقیماً (بعد از حفاظت) به پایانه‌های باتری متصل می‌شود، به طوری که جریان DC حاصل از باتری‌ها ابتدا به جریان AC تبدیل می‌شود و سپس به تجهیزات تغذیه می‌شود. در سیستم متصل به شبکه پنل خورشیدی مستقیماً (بعد از حفاظت) به اینورتر متصل می‌شود و این اینورتر سپس با همان توان ولتاژ و فرکانس شبکه را تغذیه می‌کند. در سیستم اتصال شبکه مدرن، هر ماژول خورشیدی از طریق میکرو اینورتر جداگانه به شبکه متصل می‌شود تا جریان متناوب ولتاژ بالا از هر پنل خورشیدی منفرد حاصل شود.

تابلو‌های برق

قسمت حفاظت جریان و ولتاژ و ارتینگ سیستم خورشیدی در تابلوهای برق در دو بخش AC و DC قرار می‌گیرد و مشخصات تجهیزاتی حفاظتی به مشخصات سیستم مورد نظر جهت حفاظت متناسب خواهد بود.

سیم و کابل و اتصالات و...

عناصر مختلف یک سیستم خورشیدی برای انتقال برق توسط کابل به یکدیگر متصل می‌شوند.

کابل‌ها از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. از آنجایی که کابل‌های بیرونی در معرض آب و هوا و درجه حرارت شدید قرار دارند، پوشش آن‌ها از عایق ویژه مقاوم در برابر رطوبت و حرارت ساخته شده است. سطح مقطع سیم و کابل‌ها توسط میزان جریان و دما و سایر مشخصات سیستم تعیین می‌گردد.

نحوه اتصالات نیز توسط کانکتورهای مخصوص انجام می‌گیرد که به آن MC4 گفته می‌شود. این کانکتورها به دو صورت مثبت و منفی جهت اتصال سرهای مثبت و منفی پنل‌ها و همچنین به شکل‌های مختلف دیگر موجود می‌باشند.

تجهیزات حفاطتی

سیستم‌های خورشیدی خانگی مانند سایر سیستم‌های برق خانگی دارای حفاظت و جعبه فیوز هستند. تابلوی برق و حفاظت یک دستگاه ایمنی حیاتی است که در آن نوسانات برق یا سایر مشکلات فیوز را قطع کرده و در نتیجه برق سیستم را قطع می‌کند و آن را ایمن نگه می‌دارد. 

شارژ کنترلر

هم شارژ بیش از حد و هم تخلیه کم می‌تواند به سیستم باتری آسیب جدی وارد کند. برای جلوگیری از این هر دو حالت، یک کنترلر لازم است که به سیستم متصل شود تا جریان جریان به سمت و سوی باتری‌ها حفظ شود.