Sistemul fotovoltaic de generare a energiei electrice off-grid nu depinde de rețeaua electrică și funcționează independent și este utilizat pe scară largă în zone muntoase îndepărtate, zone fără electricitate, insule, stații de bază de comunicații și iluminat stradal și alte aplicații, utilizând generarea de energie fotovoltaică pentru a rezolva nevoile locuitorilor din zone fără electricitate, lipsă de electricitate și electricitate instabilă, școli sau fabrici mici pentru electricitate de trai și de lucru, generarea de energie fotovoltaică cu avantajele economice, curate, protecția mediului, fără zgomot poate înlocui parțial sau complet motorina. Funcția de generare a energiei electrice a generatorului.

1 Clasificarea și compoziția sistemului de generare a energiei fotovoltaice în afara rețelei
Sistemele fotovoltaice de generare a energiei electrice independente (off-grid) sunt în general clasificate în sisteme mici de curent continuu (DC), sisteme mici și medii de generare a energiei electrice independente (off-grid) și sisteme mari de generare a energiei electrice independente (off-grid). Sistemele mici de curent continuu sunt destinate în principal rezolvării celor mai elementare nevoi de iluminat în zonele fără electricitate; sistemele mici și medii de generare a energiei electrice independente (off-grid) sunt destinate în principal rezolvării nevoilor de energie electrică ale familiilor, școlilor și fabricilor mici; sistemele mari de generare a energiei electrice independente (off-grid) sunt destinate în principal rezolvării nevoilor de energie electrică ale unor sate și insule întregi, iar acest sistem face acum parte și din categoria sistemelor micro-rețea.
Sistemul fotovoltaic de generare a energiei electrice în afara rețelei este, în general, compus din panouri fotovoltaice formate din module solare, regulatoare solare, invertoare, bancuri de baterii, sarcini etc.
Panoul fotovoltaic transformă energia solară în electricitate atunci când există lumină și furnizează energie sarcinii prin intermediul regulatorului solar și al invertorului (sau al mașinii de control invers), în timp ce încarcă bateria; când nu există lumină, bateria furnizează energie sarcinii de curent alternativ prin intermediul invertorului.
2 echipamente principale pentru sistemul de generare a energiei fotovoltaice în afara rețelei
01. Module
Modulul fotovoltaic este o parte importantă a sistemului fotovoltaic de generare a energiei electrice în afara rețelei, al cărui rol este de a converti energia radiației solare în energie electrică de curent continuu. Caracteristicile de iradiere și caracteristicile de temperatură sunt cele două elemente principale care afectează performanța modulului.
02、Invertor
Invertorul este un dispozitiv care transformă curentul continuu (CC) în curent alternativ (CA) pentru a satisface nevoile de putere ale sarcinilor de curent alternativ.
Conform formei de undă de ieșire, invertoarele pot fi împărțite în invertoare pătratice, invertoare în trepte și invertoare sinusoidale. Invertoarele sinusoidale se caracterizează prin eficiență ridicată, armonice reduse, pot fi aplicate la toate tipurile de sarcini și au o capacitate mare de încărcare pentru sarcini inductive sau capacitive.
03、Controler
Funcția principală a regulatorului fotovoltaic este de a regla și controla curentul continuu emis de modulele fotovoltaice și de a gestiona inteligent încărcarea și descărcarea bateriei. Sistemele independente de rețea trebuie configurate în funcție de nivelul de tensiune continuă a sistemului și de capacitatea de alimentare a sistemului, cu specificațiile corespunzătoare ale regulatorului fotovoltaic. Regulatorul fotovoltaic este împărțit în tip PWM și tip MPPT, fiind disponibil în mod obișnuit în diferite niveluri de tensiune de 12V, 24V și 48V.
04、Baterie
Bateria este dispozitivul de stocare a energiei sistemului de generare a energiei, iar rolul său este de a stoca energia electrică emisă de modulul fotovoltaic pentru a furniza energie sarcinii în timpul consumului de energie.
05、Monitorizare
3 principii de proiectare și selecție a detaliilor de sistem: asigurarea faptului că sarcina trebuie să îndeplinească premisa energiei electrice, cu un minim de module fotovoltaice și o capacitate a bateriei, pentru a minimiza investițiile.
01. Proiectarea modulelor fotovoltaice
Formula de referință: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) formulă: P0 – puterea de vârf a modulului de celule solare, unitatea Wp; P – puterea sarcinii, unitatea W; t – numărul zilnic de ore de consum de energie electrică al sarcinii, unitatea H; η1 – eficiența sistemului; T – media zilnică locală a numărului maxim de ore de soare, unitatea HQ – factorul de surplus pentru perioada de nor continuu (în general 1,2 până la 2)
02, Proiectarea regulatorului fotovoltaic
Formula de referință: I = P0 / V
Unde: I – curentul de control al regulatorului fotovoltaic, unitatea A; P0 – puterea de vârf a modulului de celule solare, unitatea Wp; V – tensiunea nominală a pachetului de baterii, unitatea V ★ Notă: În zonele de mare altitudine, regulatorul fotovoltaic trebuie să mărească o anumită marjă și să reducă capacitatea de utilizare.
03、Invertor de rețea izolată
Formula de referință: Pn=(P*Q)/Cosθ În formulă: Pn – capacitatea invertorului, unitatea VA; P – puterea sarcinii, unitatea W; Cosθ – factorul de putere al invertorului (în general 0,8); Q – factorul de marjă necesar pentru invertor (în general ales de la 1 la 5). ★Notă: a. Sarcini diferite (rezistive, inductive, capacitive) au curenți de pornire diferiți și factori de marjă diferiți. b. În zonele de mare altitudine, invertorul trebuie să mărească o anumită marjă și să reducă capacitatea de utilizare.
04、Baterie cu plumb-acid
Formula de referință: C = P × t × T / (V × K × η2) formulă: C – capacitatea pachetului de baterii, unitatea Ah; P – puterea sarcinii, unitatea W; t – consumul zilnic de energie electrică al sarcinii, unitatea H; V – tensiunea nominală a pachetului de baterii, unitatea V; K – coeficientul de descărcare al bateriei, ținând cont de eficiența bateriei, adâncimea descărcării, temperatura ambiantă și factorii de influență, în general considerat între 0,4 și 0,7; η2 – eficiența invertorului; T – numărul de zile consecutive înnorate.
04、Baterie litiu-ion
Formula de referință: C = P × t × T / (K × η2)
Unde: C – capacitatea pachetului de baterii, unitatea kWh; P – puterea sarcinii, unitatea W; t – numărul de ore de energie electrică utilizate de sarcină pe zi, unitatea H; K – coeficientul de descărcare al bateriei, ținând cont de eficiența bateriei, adâncimea descărcării, temperatura ambiantă și factorii de influență, în general considerați între 0,8 și 0,9; η2 – eficiența invertorului; T - numărul de zile consecutive înnorate. Caz de proiectare
Un client existent trebuie să proiecteze un sistem de generare a energiei fotovoltaice, pentru care media zilnică locală a orelor de vârf însorite este considerată pentru 3 ore, puterea tuturor lămpilor fluorescente este apropiată de 5 kW și sunt utilizate timp de 4 ore pe zi, iar bateriile cu plumb sunt calculate pentru 2 zile de zile noroase continue. Calculați configurația acestui sistem.