1. Komposisi dan prinsip sistem fotovoltaik surya
Sistem fotovoltaik surya terdiri dari tiga bagian berikut: komponen sel surya; pengontrol pengisian dan pengosongan, inverter, instrumen pengujian dan pemantauan komputer serta peralatan elektronika daya lainnya; dan baterai atau peralatan penyimpan energi dan pembangkit listrik tambahan lainnya.
Sistem fotovoltaik surya memiliki karakteristik sebagai berikut:
- Tidak ada bagian yang berputar, tidak ada suara;
- Tidak ada polusi udara dan tidak ada pembuangan air limbah;
- Tidak ada proses pembakaran, tidak memerlukan bahan bakar;
- Perawatan sederhana dan biaya perawatan rendah;
- Keandalan dan stabilitas operasional yang baik;
- Sebagai komponen utama, sel surya memiliki masa pakai yang lama, dan masa pakai sel surya silikon kristal dapat mencapai lebih dari 25 tahun;
Pembangkit listrik dapat dengan mudah ditingkatkan sesuai kebutuhan.
Sistem fotovoltaik banyak digunakan. Bentuk dasar penerapan sistem fotovoltaik dapat dibagi menjadi dua kategori: sistem pembangkit listrik independen dan sistem pembangkit listrik yang terhubung ke jaringan. Bidang aplikasi utama terutama di pesawat luar angkasa, sistem komunikasi, stasiun relai gelombang mikro, meja putar diferensial TV, pompa air fotovoltaik, dan catu daya rumah tangga di area tanpa listrik. Dengan perkembangan teknologi dan kebutuhan pembangunan berkelanjutan ekonomi dunia, negara-negara maju telah mulai mempromosikan pembangkit listrik perkotaan yang terhubung dengan jaringan fotovoltaik secara terencana, terutama membangun sistem pembangkit listrik fotovoltaik atap rumah tangga dan skala besar terpusat tingkat MW. sistem pembangkit listrik yang terhubung ke jaringan. Pada saat yang sama, penerapan sistem fotovoltaik surya telah dipromosikan secara gencar dalam bidang transportasi dan penerangan perkotaan.
Sistem fotovoltaik memiliki skala dan bentuk penerapan yang berbeda-beda. Misalnya, skala sistem mencakup rentang yang luas, mulai dari lampu taman tenaga surya sebesar 0,3 hingga 2W hingga pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik tingkat MW, seperti peralatan pembangkit listrik atap rumah tangga berkapasitas 3,75kWp dan proyek Dunhuang 10MW. Bentuk penerapannya juga beragam dan dapat digunakan secara luas di berbagai bidang seperti aplikasi rumah tangga, transportasi, komunikasi, dan luar angkasa. Meskipun sistem fotovoltaik memiliki ukuran yang berbeda-beda, komposisi dan prinsip kerjanya pada dasarnya sama. Gambar 4-1 adalah diagram skematik sistem fotovoltaik tipikal yang menyuplai beban DC. Ini berisi beberapa komponen utama dalam sistem fotovoltaik:
Susunan modul fotovoltaik: Terdiri dari elemen sel surya (juga disebut modul sel fotovoltaik) yang dihubungkan secara seri dan paralel sesuai dengan kebutuhan sistem. Ini mengubah energi matahari menjadi keluaran energi listrik di bawah sinar matahari. Ini adalah komponen inti dari sistem fotovoltaik surya.
Baterai: Menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh komponen sel surya. Ketika penerangan tidak mencukupi atau pada malam hari, atau kebutuhan beban lebih besar dari daya yang dihasilkan oleh komponen sel surya, maka energi listrik yang tersimpan akan dilepaskan untuk memenuhi kebutuhan energi beban. Ini adalah baterai penyimpanan sistem fotovoltaik surya. bagian fungsional. Saat ini, baterai timbal-asam umumnya digunakan dalam sistem fotovoltaik surya. Untuk sistem dengan persyaratan lebih tinggi, biasanya digunakan baterai asam timbal tersegel yang diatur dengan katup pelepasan dalam, baterai asam timbal penyerap cairan pelepasan dalam, dll.
Pengontrol: Ini menetapkan dan mengontrol kondisi pengisian dan pengosongan baterai, dan mengontrol keluaran daya komponen sel surya dan baterai ke beban sesuai dengan kebutuhan daya beban. Ini adalah bagian kendali inti dari keseluruhan sistem. Dengan berkembangnya industri fotovoltaik surya, fungsi pengontrol menjadi semakin kuat, dan terdapat kecenderungan untuk mengintegrasikan bagian kontrol tradisional, inverter, dan sistem pemantauan. Misalnya, pengontrol seri SPP dan SMD AES mengintegrasikan tiga fungsi di atas.
Inverter: Pada sistem catu daya fotovoltaik surya, jika terdapat beban AC, maka harus digunakan perangkat inverter untuk mengubah daya DC yang dihasilkan oleh komponen sel surya atau daya DC yang dikeluarkan oleh baterai menjadi daya AC yang dibutuhkan oleh baterai. memuat.
Prinsip kerja dasar sistem catu daya fotovoltaik surya adalah mengisi baterai dengan energi listrik yang dihasilkan oleh komponen sel surya di bawah penyinaran matahari, atau langsung menyuplai daya ke beban ketika kebutuhan beban terpenuhi. Jika sinar matahari tidak mencukupi atau di malam hari Baterai menyuplai daya ke beban DC di bawah kendali pengontrol. Untuk sistem fotovoltaik yang mengandung beban AC, perlu ditambahkan inverter untuk mengubah daya DC menjadi daya AC. Aplikasi sistem fotovoltaik hadir dalam berbagai bentuk, namun prinsip dasarnya tetap sama. Untuk jenis sistem fotovoltaik lainnya, hanya mekanisme kontrol dan komponen sistemnya yang berbeda sesuai dengan kebutuhan sebenarnya. Berbagai jenis sistem fotovoltaik akan dijelaskan secara rinci di bawah ini.