Thành phần và nguyên lý làm việc của hệ thống phát điện quang điện

Hệ thống phát điện quang điện là việc sử dụng hiệu ứng quang điện, năng lượng mặt trời vào hệ thống phát điện, có thể được chia thành hệ thống phát điện quang điện độc lập, hệ thống phát điện quang điện nối lưới và hệ thống phát điện quang điện phân tán. Những từ tiếp theo sẽ giới thiệu ngắn gọn cho bạn về thành phần và nguyên lý làm việc của hệ thống phát điện quang điện và những điều đó:
1. Mô-đun quang điện
Mô-đun quang điện là phần cốt lõi của toàn bộ hệ thống phát điện, bao gồm các tấm mô-đun quang điện hoặc mô-đun quang điện có thông số kỹ thuật khác nhau được cắt bằng máy cắt laser hoặc máy cắt dây thép. Bởi vì dòng điện và điện áp của một tế bào quang điện rất nhỏ, nên trước tiên cần phải có điện áp cao nối tiếp, sau đó thu được dòng điện cao song song, đầu ra qua một ống cực (để ngăn dòng điện quay trở lại), sau đó đóng gói trong khung bằng thép không gỉ, nhôm hoặc phi kim loại khác, lắp kính phía trên và bảng nối đa năng ở mặt sau, điền nitơ và bịt kín. Các mô-đun quang điện được kết hợp nối tiếp và song song để tạo thành mảng mô-đun quang điện hay còn gọi là mảng quang điện.
Nguyên lý làm việc: Mặt trời chiếu vào tiếp giáp PN bán dẫn, tạo thành cặp lỗ trống-electron mới, dưới tác dụng của điện trường tiếp giáp PN, lỗ trống di chuyển từ vùng p sang vùng n, electron di chuyển từ vùng n sang vùng p và dòng điện được hình thành sau khi bật mạch. Vai trò của nó là chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng và gửi đến pin để lưu trữ hoặc thúc đẩy công việc tải.
Loại thành phần:
① silicon đơn tinh thể: tỷ lệ chuyển đổi quang điện ≈ 18%, cao tới 24%, là tỷ lệ chuyển đổi cao nhất trong tất cả các mô-đun quang điện, thường sử dụng kính cường lực và bao bì nhựa chống thấm, bền, tuổi thọ thường có thể đạt tới 25 năm.
② polysilicon: tỷ lệ chuyển đổi quang điện ≈ 14% và quy trình sản xuất silicon đơn tinh thể là tương tự nhau, sự khác biệt giữa polysilicon là tỷ lệ chuyển đổi quang điện thấp hơn, giá thấp hơn, tuổi thọ ngắn hơn, nhưng vật liệu polysilicon đơn giản hơn sản xuất, tiết kiệm điện năng tiêu thụ, giá thành sản xuất thấp nên được phát triển mạnh mẽ.
③ Silicon vô định hình: tỷ lệ chuyển đổi quang điện ≈ 10%, và phương pháp sản xuất silicon đơn tinh thể và polysilicon hoàn toàn khác nhau, là pin mặt trời màng mỏng, quy trình được đơn giản hóa rất nhiều, tiêu thụ vật liệu silicon rất ít, tiêu thụ điện năng thấp hơn, ưu điểm chính của nó ở điều kiện ánh sáng yếu cũng có thể tạo ra điện.
2, bộ điều khiển (sử dụng hệ thống ngoài lưới)
Bộ điều khiển quang điện là một thiết bị điều khiển tự động có thể tự động ngăn chặn tình trạng sạc quá mức và xả quá mức của pin. Sử dụng bộ vi xử lý CPU tốc độ cao và bộ chuyển đổi tương tự sang số A/D có độ chính xác cao, đây là hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu máy vi tính, có thể thu thập nhanh chóng và theo thời gian thực trạng thái làm việc hiện tại của hệ thống quang điện, thu được thông tin làm việc của trạm PV bất cứ lúc nào và tích lũy dữ liệu lịch sử của trạm PV một cách chi tiết. Nó cung cấp cơ sở chính xác và đầy đủ để đánh giá tính hợp lý của thiết kế hệ thống PV và kiểm tra độ tin cậy của chất lượng thành phần hệ thống. Nó cũng có chức năng truyền dữ liệu truyền thông nối tiếp, có thể quản lý tập trung và điều khiển từ xa nhiều trạm phụ của hệ thống PV.
3. Biến tần
Biến tần là thiết bị chuyển đổi dòng điện một chiều được tạo ra bởi quá trình phát điện thành dòng điện xoay chiều, biến tần quang điện là một trong những hệ thống cân bằng quan trọng trong hệ thống mảng quang điện và có thể sử dụng với các thiết bị cấp nguồn AC thông thường. Bộ biến tần năng lượng mặt trời có các chức năng đặc biệt với mảng quang điện, chẳng hạn như theo dõi điểm công suất cao và bảo vệ đảo.
Biến tần năng lượng mặt trời có thể được chia thành ba loại sau:
① Biến tần độc lập: Được sử dụng trong một hệ thống độc lập, mảng quang điện sẽ sạc pin và biến tần lấy điện áp DC của pin làm nguồn năng lượng. Nhiều bộ biến tần riêng lẻ cũng có bộ sạc pin tích hợp có thể sạc pin bằng nguồn điện xoay chiều. Nói chung, các bộ biến tần như vậy không tiếp xúc với lưới điện và do đó không yêu cầu chức năng bảo vệ đảo.
② Biến tần nối lưới: điện áp đầu ra của biến tần có thể được gửi trở lại nguồn điện xoay chiều thương mại, do đó sóng hợp âm đầu ra cần phải giống với pha, tần số và điện áp của nguồn điện. Biến tần nối lưới sẽ có thiết kế an toàn, tự động tắt đầu ra nếu không được kết nối với nguồn điện. Nếu nguồn điện lưới nhảy vọt, biến tần nối lưới không có chức năng cấp điện.
(3) Biến tần pin dự phòng: một biến tần đặc biệt, lấy pin làm nguồn điện, có bộ sạc pin để sạc pin, nếu quá nhiều điện sẽ được sạc lại vào đầu nguồn AC. Biến tần này có thể cung cấp nguồn điện xoay chiều cho tải xác định khi tắt nguồn điện lưới nên cần có chức năng bảo vệ đảo.
4, Pin (không cần thiết cho hệ thống nối lưới)
Pin là thiết bị lưu trữ điện trong hệ thống phát điện quang điện. Hiện nay, có bốn loại pin không cần bảo trì axit chì, pin axit chì thông thường, pin keo và pin niken-cadmium kiềm, và pin không cần bảo trì axit chì và pin keo được sử dụng rộng rãi.
Nguyên lý làm việc: Ban ngày, mặt trời chiếu vào mô-đun quang điện, tạo ra điện áp DC, chuyển năng lượng ánh sáng thành điện năng rồi truyền đến bộ điều khiển, sau khi bộ điều khiển bảo vệ quá tải, điện từ mô-đun quang điện được truyền đi vào pin để lưu trữ, sử dụng khi cần thiết.