फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली की संरचना और कार्य सिद्धांत

फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली फोटोवोल्टिक प्रभाव का उपयोग है, सौर ऊर्जा को बिजली उत्पादन प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है, इसे स्वतंत्र फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली, ग्रिड से जुड़े फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली और वितरित फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है। अगले शब्द आपको फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली की संरचना और कार्य सिद्धांत का संक्षिप्त परिचय देंगे और वे:
1. फोटोवोल्टिक मॉड्यूल
फोटोवोल्टिक मॉड्यूल संपूर्ण बिजली उत्पादन प्रणाली का मुख्य हिस्सा हैं, जो लेजर कटिंग मशीनों या स्टील वायर कटिंग मशीनों द्वारा काटे गए विभिन्न विशिष्टताओं के फोटोवोल्टिक मॉड्यूल शीट या फोटोवोल्टिक मॉड्यूल से बना है। चूँकि एकल फोटोवोल्टिक सेल का करंट और वोल्टेज बहुत छोटा होता है, इसलिए पहले श्रृंखला में उच्च वोल्टेज प्राप्त करना आवश्यक है, और फिर समानांतर में उच्च करंट प्राप्त करना, एक पोल ट्यूब के माध्यम से आउटपुट (वर्तमान इनपुट को वापस रोकने के लिए), और फिर पैकेज करना। एक स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम या अन्य गैर-धातु फ्रेम, ऊपर ग्लास और पीछे बैकप्लेन स्थापित करें, नाइट्रोजन भरें और सील करें। फोटोवोल्टिक मॉड्यूल को एक फोटोवोल्टिक मॉड्यूल सरणी बनाने के लिए श्रृंखला और समानांतर में संयोजित किया जाता है, जिसे फोटोवोल्टिक सरणी के रूप में भी जाना जाता है।
कार्य सिद्धांत: सूर्य अर्धचालक पीएन जंक्शन पर चमकता है, जिससे एक नया छेद-इलेक्ट्रॉन युग्म बनता है, पीएन जंक्शन विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, छेद पी क्षेत्र से एन क्षेत्र में प्रवाहित होता है, इलेक्ट्रॉन एन क्षेत्र से प्रवाहित होता है पी क्षेत्र, और सर्किट चालू होने के बाद करंट बनता है। इसकी भूमिका सौर ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करना और भंडारण के लिए बैटरी में भेजना या लोड कार्य को बढ़ावा देना है।
घटक प्रकार:
① मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन: फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर ≈ 18%, 24% तक, सभी फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की उच्चतम रूपांतरण दर है, आम तौर पर टेम्पर्ड ग्लास और वाटरप्रूफ राल पैकेजिंग का उपयोग करते हुए, टिकाऊ, सेवा जीवन आम तौर पर 25 साल तक पहुंच सकता है।
② पॉलीसिलिकॉन: फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर ≈ 14%, और मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन की उत्पादन प्रक्रिया समान है, पॉलीसिलिकॉन के बीच अंतर यह है कि फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर कम है, कीमत कम है, जीवन छोटा है, लेकिन पॉलीसिलिकॉन सामग्री सरल है निर्माण, बिजली की खपत बचाने, कम उत्पादन लागत, इसलिए इसे सख्ती से विकसित किया गया है।
③ अनाकार सिलिकॉन: फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण दर ≈ 10%, और मोनोक्रिस्टल सिलिकॉन और पॉलीसिलिकॉन उत्पादन विधि पूरी तरह से अलग है, एक पतली फिल्म सौर सेल है, प्रक्रिया बहुत सरल है, सिलिकॉन सामग्री की खपत बहुत कम है, कम बिजली की खपत, इसका मुख्य लाभ कम रोशनी की स्थिति में भी बिजली पैदा की जा सकती है।
2, नियंत्रक (ऑफ-ग्रिड सिस्टम उपयोग)
फोटोवोल्टिक नियंत्रक एक स्वचालित नियंत्रण उपकरण है जो स्वचालित रूप से बैटरी को ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग से रोक सकता है। उच्च गति सीपीयू माइक्रोप्रोसेसर और उच्च परिशुद्धता ए/डी एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर का उपयोग करते हुए, यह एक माइक्रो कंप्यूटर डेटा अधिग्रहण और निगरानी नियंत्रण प्रणाली है, जो फोटोवोल्टिक प्रणाली की वर्तमान कामकाजी स्थिति को जल्दी और वास्तविक समय में एकत्र कर सकता है, प्राप्त कर सकता है। किसी भी समय पीवी स्टेशन की कामकाजी जानकारी, और पीवी स्टेशन के ऐतिहासिक डेटा को विस्तार से संग्रहीत करें। यह पीवी सिस्टम डिज़ाइन की तर्कसंगतता का मूल्यांकन करने और सिस्टम घटक गुणवत्ता की विश्वसनीयता का परीक्षण करने के लिए एक सटीक और पर्याप्त आधार प्रदान करता है। इसमें सीरियल कम्युनिकेशन डेटा ट्रांसमिशन फ़ंक्शन भी है, जो कई पीवी सिस्टम सब-स्टेशनों को केंद्रीय रूप से प्रबंधित और दूरस्थ रूप से नियंत्रित कर सकता है।
3. इन्वर्टर
इन्वर्टर एक उपकरण है जो फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन द्वारा उत्पन्न प्रत्यक्ष धारा को प्रत्यावर्ती धारा में परिवर्तित करता है, फोटोवोल्टिक इन्वर्टर फोटोवोल्टिक सरणी प्रणाली में महत्वपूर्ण सिस्टम संतुलन में से एक है, और इसका उपयोग सामान्य एसी बिजली आपूर्ति उपकरण के साथ किया जा सकता है। सौर इनवर्टर में फोटोवोल्टिक सरणियों के साथ विशेष कार्य होते हैं, जैसे हाई-पावर पॉइंट ट्रैकिंग और आइलैंडिंग सुरक्षा।
सोलर इनवर्टर को निम्नलिखित तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
① स्वतंत्र इन्वर्टर: एक स्वतंत्र प्रणाली में उपयोग किया जाता है, फोटोवोल्टिक सरणी बैटरी को चार्ज करती है, और इन्वर्टर बैटरी के डीसी वोल्टेज को ऊर्जा स्रोत के रूप में लेता है। कई व्यक्तिगत इनवर्टर में एकीकृत बैटरी चार्जर भी होते हैं जो बैटरी को एसी पावर से चार्ज कर सकते हैं। आम तौर पर, ऐसे इनवर्टर पावर ग्रिड के संपर्क में नहीं आते हैं, और इसलिए उन्हें आइलैंडिंग सुरक्षा कार्यों की आवश्यकता नहीं होती है।
② ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर: इन्वर्टर के आउटपुट वोल्टेज को वाणिज्यिक एसी बिजली आपूर्ति पर वापस भेजा जा सकता है, इसलिए आउटपुट कॉर्ड तरंग को बिजली आपूर्ति के चरण, आवृत्ति और वोल्टेज के समान होना चाहिए। ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर में एक सुरक्षा डिज़ाइन होगा जो बिजली आपूर्ति से कनेक्ट नहीं होने पर आउटपुट को स्वचालित रूप से बंद कर देगा। यदि ग्रिड बिजली आपूर्ति बाधित हो जाती है, तो ग्रिड से जुड़े इन्वर्टर में कोई बिजली आपूर्ति कार्य नहीं होता है।
(3) स्टैंडबाय बैटरी इन्वर्टर: एक विशेष इन्वर्टर, बैटरी द्वारा इसकी बिजली आपूर्ति के रूप में, बैटरी चार्ज करने के लिए बैटरी चार्जर के साथ, यदि बहुत अधिक बिजली है, तो एसी पावर एंड पर रिचार्ज किया जाएगा। ग्रिड बिजली की आपूर्ति बंद होने पर यह इन्वर्टर निर्दिष्ट लोड पर एसी बिजली प्रदान कर सकता है, इसलिए इसमें आइलैंडिंग सुरक्षा फ़ंक्शन की आवश्यकता होती है।
4, बैटरी (ग्रिड-कनेक्टेड सिस्टम के लिए आवश्यक नहीं)
बैटरी फोटोवोल्टिक विद्युत उत्पादन प्रणाली में बिजली भंडारण के लिए उपकरण है। वर्तमान में, चार प्रकार की सीसा-एसिड रखरखाव-मुक्त बैटरी, साधारण सीसा-एसिड बैटरी, कोलाइडल बैटरी और क्षारीय निकल-कैडमियम बैटरी हैं, और सीसा-एसिड रखरखाव-मुक्त बैटरी और कोलाइडल बैटरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
कार्य सिद्धांत: दिन के दौरान, सूरज फोटोवोल्टिक मॉड्यूल पर चमकता है, डीसी वोल्टेज उत्पन्न करता है, प्रकाश ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है, और फिर इसे नियंत्रक तक पहुंचाता है, नियंत्रक के ओवरचार्ज संरक्षण के बाद, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल से बिजली प्रसारित होती है जरूरत पड़ने पर उपयोग के लिए, भंडारण के लिए बैटरी में।