Aurinkosähköntuotantojärjestelmä, joka ei ole riippuvainen sähköverkosta ja toimii itsenäisesti, on laajalti käytössä syrjäisillä vuoristoalueilla, sähköttömillä alueilla, saarilla, tietoliikenneasemilla ja katuvaloissa sekä muissa sovelluksissa. Aurinkosähköntuotantoa käytetään ratkaisemaan sähköttömien alueiden asukkaiden tarpeita, sähkön puutetta ja epävakaata sähköä, kouluja tai pieniä tehtaita asumiseen ja työskentelyyn. Aurinkosähköntuotanto taloudellisen, puhtaan, ympäristönsuojelullisen ja meluttoman energian eduilla voi osittain tai kokonaan korvata dieselin. Generaattorin sähköntuotantotoiminto.

1 PV-sähköntuotantojärjestelmän luokittelu ja koostumus
Aurinkosähköjärjestelmät luokitellaan yleensä pieniin tasavirtajärjestelmiin, pieniin ja keskisuuriin verkon ulkopuolisiin sähköntuotantojärjestelmiin ja suuriin verkon ulkopuolisiin sähköntuotantojärjestelmiin. Pieni tasavirtajärjestelmä on tarkoitettu pääasiassa ratkaisemaan sähköttömien alueiden perusvalaistustarpeet; pieni ja keskisuuri verkon ulkopuolinen järjestelmä on tarkoitettu pääasiassa perheiden, koulujen ja pienten tehtaiden sähköntarpeisiin; suuri verkon ulkopuolinen järjestelmä on tarkoitettu pääasiassa kokonaisten kylien ja saarten sähköntarpeisiin, ja tämä järjestelmä kuuluu nyt myös mikroverkkojärjestelmien luokkaan.
Aurinkosähköjärjestelmä koostuu yleensä aurinkopaneeleista, aurinkosäätimistä, inverttereistä, akuista, kuormista jne.
Aurinkopaneeli muuntaa aurinkoenergian sähköksi valon ollessa päällä ja syöttää virtaa kuormalle aurinkosäätimen ja invertterin (tai käänteisen säätökoneen) kautta samalla kun lataa akkupakettia. Kun valoa ei ole, akku syöttää virtaa vaihtovirtakuormalle invertterin kautta.
2 PV-sähköntuotantojärjestelmän päälaitteet
01. Moduulit
Aurinkosähkömoduuli on tärkeä osa sähköverkon ulkopuolista aurinkosähköntuotantojärjestelmää, jonka tehtävänä on muuntaa auringon säteilyenergia tasavirraksi. Säteilyominaisuudet ja lämpötilaominaisuudet ovat kaksi tärkeintä moduulin suorituskykyyn vaikuttavaa tekijää.
02, Invertteri
Invertteri on laite, joka muuntaa tasavirran (DC) vaihtovirraksi (AC) vaihtovirtakuormien tehontarpeen tyydyttämiseksi.
Lähtöaaltomuodon mukaan invertterit voidaan jakaa kanttiaaltoinverttereihin, askelaaltoinverttereihin ja siniaaltoinverttereihin. Siniaaltoinverttereille on ominaista korkea hyötysuhde, alhaiset harmoniset yliaallot, ne soveltuvat kaikentyyppisille kuormille ja niillä on suuri kantokyky induktiivisille tai kapasitiivisille kuormille.
03, Ohjain
Aurinkopaneeliohjaimen päätehtävänä on säätää ja ohjata aurinkopaneelien tuottamaa tasavirtaa sekä hallita akun latausta ja purkamista älykkäästi. Verkkoon kytkemättömät järjestelmät on konfiguroitava järjestelmän tasavirtajännitetason ja tehokapasiteetin mukaan aurinkopaneeliohjaimen asianmukaisten spesifikaatioiden mukaisesti. Aurinkopaneeliohjaimet jaetaan PWM- ja MPPT-tyyppeihin, ja niitä on yleisesti saatavilla eri jännitetasoilla: DC12V, 24V ja 48V.
04, Akku
Akku on sähköntuotantojärjestelmän energian varastointilaite, ja sen tehtävänä on varastoida aurinkopaneelista lähtevää sähköenergiaa kuorman virrankulutuksen aikana.
05, Valvonta
3 järjestelmän suunnittelun ja valinnan yksityiskohdat suunnitteluperiaatteet: varmistaa, että kuorman on täytettävä sähkön lähtökohta, vähintään aurinkopaneelien ja akkukapasiteetin avulla investointien minimoimiseksi.
01, aurinkopaneelien suunnittelu
Viitekaava: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) Kaava: P0 – aurinkokennomoduulin huipputeho, yksikkö Wp; P – kuorman teho, yksikkö W; t – kuorman päivittäinen sähkönkulutus tunneissa, yksikkö H; η1 – järjestelmän hyötysuhde; T – paikallinen keskimääräinen päivittäinen auringonpaisteen huipputuntien määrä, yksikkö HQ – jatkuvan pilvisyyden ylijäämäkerroin (yleensä 1,2–2)
02, Aurinkopaneelien ohjaimen suunnittelu
Viitekaava: I = P0 / V
Jossa: I – aurinkopaneelin ohjaimen ohjausvirta, yksikkö A; P0 – aurinkokennomoduulin huipputeho, yksikkö Wp; V – akkupaketin nimellisjännite, yksikkö V ★ Huomautus: Korkealla merenpinnasta sijaitsevilla alueilla aurinkopaneelin ohjaimen on suurennettava tiettyä marginaalia ja vähennettävä käytettävää kapasiteettia.
03, Verkon ulkopuolinen invertteri
Viitekaava: Pn=(P*Q)/Cosθ Kaavassa: Pn – invertterin kapasiteetti, yksikkönä VA; P – kuorman teho, yksikkönä W; Cosθ – invertterin tehokerroin (yleensä 0,8); Q – invertterin vaatima marginaalikerroin (yleensä valittu väliltä 1–5). ★Huom: a. Eri kuormilla (resistiiviset, induktiiviset, kapasitiiviset) on erilaiset käynnistysvirrat ja erilaiset marginaalikertoimet. b. Korkealla merenpinnasta sijaitsevilla alueilla invertterin on suurennettava tiettyä marginaalia ja pienennettävä käyttökapasiteettia.
04, Lyijyakku
Viitekaava: C = P × t × T / (V × K × η2) kaava: C – akkuyksikön kapasiteetti, yksikkö Ah; P – kuorman teho, yksikkö W; t – kuorman päivittäinen sähkönkulutustuntimäärä, yksikkö H; V – akkuyksikön nimellisjännite, yksikkö V; K – akun purkauskerroin, jossa otetaan huomioon akun hyötysuhde, purkaussyvyyden, ympäristön lämpötilan ja vaikuttavat tekijät, yleensä 0,4–0,7; η2 – invertterin hyötysuhde; T – peräkkäisten pilvisten päivien lukumäärä.
04, Litiumioniakku
Viitekaava: C = P × t × T / (K × η2)
Jossa: C – akkuyksikön kapasiteetti, yksikkönä kWh; P – kuorman teho, yksikkönä W; t – kuorman päivittäinen sähkönkulutustuntien määrä, yksikkönä H; K – akun purkauskerroin, jossa otetaan huomioon akun hyötysuhde, purkaussyvyyden, ympäristön lämpötilan ja vaikuttavat tekijät, yleensä 0,8–0,9; η2 – invertterin hyötysuhde; T – peräkkäisten pilvisten päivien lukumäärä. Mitoitustapaus
Olemassa olevan asiakkaan on suunniteltava aurinkosähköntuotantojärjestelmä. Paikalliset keskimääräiset päivittäiset huippuauringonpaistettavuuden huipputunnit on laskettu 3 tunnin mukaan, kaikkien loistelamppujen teho on lähellä 5 kW ja niitä käytetään 4 tuntia päivässä, ja lyijyakkujen teho on laskettu kahden jatkuvan pilvisen päivän mukaan. Laske järjestelmän kokoonpano.