Photovoltaikanlagen werden grundsätzlich in unabhängige Systeme, netzgekoppelte Systeme und Hybridsysteme unterteilt. Je nach Anwendungsform, Anwendungsgröße und Lastart kann das Photovoltaik-Stromversorgungssystem detaillierter unterteilt werden. Photovoltaikanlagen lassen sich außerdem in die folgenden sechs Typen unterteilen: kleine Solarstromanlagen (SmallDC); einfache Gleichstromanlagen (SimpleDC); große Solarstromanlagen (LargeDC); Wechselstrom- und Gleichstromversorgungssysteme (AC/DC); netzgekoppelte Systeme (UtilityGridConnect); Hybridstromversorgungssysteme (Hybrid); netzgekoppelte Hybridsysteme. Funktionsprinzip und Eigenschaften der einzelnen Systeme werden im Folgenden erläutert.
1. Kleine Solarstromanlage (SmallDC)
Charakteristisch für dieses System ist die relativ geringe Gleichstromlast. Das System ist einfach aufgebaut und leicht zu bedienen. Hauptanwendungsgebiete sind allgemeine Haushaltssysteme, verschiedene zivile Gleichstromprodukte und entsprechende Unterhaltungsgeräte. Beispielsweise ist diese Art von Photovoltaikanlage im Westen meines Landes weit verbreitet. Als Last dient eine Gleichstromlampe, um das Beleuchtungsproblem in Gebieten ohne Stromanschluss zu lösen.
2. Einfaches Gleichstromsystem (SimpleDC)
Charakteristisch für das System ist, dass es sich bei der Last um eine Gleichstromlast handelt und keine besonderen Anforderungen an die Nutzungsdauer der Last bestehen. Die Last wird hauptsächlich tagsüber genutzt, daher sind weder Batterien noch Controller im System vorhanden. Das System ist einfach aufgebaut und kann direkt verwendet werden. Photovoltaikkomponenten versorgen die Last mit Strom. Dadurch entfallen die Speicherung und Abgabe von Energie in der Batterie sowie Energieverluste im Controller, was die Energieeffizienz verbessert.
3 Große Solarstromanlage (LargeDC)
Im Vergleich zu den beiden oben genannten Photovoltaikanlagen eignet sich diese Photovoltaikanlage zwar auch für Gleichstromversorgungssysteme, weist jedoch in der Regel eine hohe Lastleistung auf. Um eine zuverlässige und stabile Stromversorgung zu gewährleisten, ist das entsprechende System ebenfalls groß dimensioniert und erfordert ein größeres Photovoltaikmodul-Array und einen größeren Solarakku. Zu den gängigen Anwendungsbereichen zählen Kommunikation, Telemetrie, Stromversorgung von Überwachungsgeräten, zentrale Stromversorgung in ländlichen Gebieten, Leuchtfeuer, Straßenlaternen usw. 4 AC- und DC-Stromversorgungssysteme (AC/DC)
Im Gegensatz zu den drei oben genannten Photovoltaikanlagen kann diese Photovoltaikanlage gleichzeitig Gleich- und Wechselstrom versorgen. Sie verfügt über mehr Wechselrichter als die drei oben genannten Systeme, um Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Der Bedarf an Wechselstromlasten ist im Allgemeinen relativ hoch, daher ist auch der Anlagenumfang relativ groß. Sie wird in einigen Kommunikationsbasisstationen mit Wechselstrom- und Gleichstromlasten sowie in anderen Photovoltaikkraftwerken mit Wechselstrom- und Gleichstromlasten eingesetzt.
5 Netzgekoppeltes System (UtilityGridConnect)
Das größte Merkmal dieser Art von Photovoltaikanlage besteht darin, dass der von der Photovoltaikanlage erzeugte Gleichstrom vom netzgekoppelten Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird, der den Anforderungen des Stromnetzes entspricht, und dann direkt an das Stromnetz angeschlossen wird. Im netzgekoppelten System wird der von der PV-Anlage erzeugte Strom nicht nur an die externe Wechselstromlast geliefert, sondern der überschüssige Strom wird auch ins Netz zurückgespeist. An regnerischen Tagen oder nachts, wenn die Photovoltaikanlage keinen Strom erzeugt oder der erzeugte Strom den Lastbedarf nicht decken kann, wird sie über das Netz versorgt.
6 Hybrid-Stromversorgungssystem (Hybrid)
Neben der Nutzung von Photovoltaikmodulen nutzt diese Art von Photovoltaikanlage auch Dieselgeneratoren als Notstromquelle. Ziel eines Hybridstromversorgungssystems ist es, die Vorteile verschiedener Stromerzeugungstechnologien umfassend zu nutzen und deren jeweilige Nachteile zu vermeiden. Die oben genannten unabhängigen Photovoltaikanlagen haben beispielsweise den Vorteil, dass sie weniger Wartung benötigen, haben jedoch den Nachteil, dass die Energieabgabe wetterabhängig und instabil ist. Im Vergleich zu einem unabhängigen System kann ein Hybridstromversorgungssystem mit Dieselgeneratoren und Photovoltaikanlagen wetterunabhängige Energie liefern. Seine Vorteile sind:
1. Durch den Einsatz eines Hybridstromversorgungssystems kann auch eine bessere Nutzung erneuerbarer Energien erreicht werden.
2. Verfügt über eine hohe Systempraktikabilität.
3. Im Vergleich zu einem Dieselgeneratorsystem für den einmaligen Gebrauch ist der Wartungsaufwand geringer und es verbraucht weniger Kraftstoff.
4. Höhere Kraftstoffeffizienz.
5. Bessere Flexibilität bei der Lastanpassung.
Das Hybridsystem hat seine eigenen Mängel:
1. Die Steuerung ist komplizierter.
2. Das anfängliche Projekt ist relativ groß.
3. Es erfordert mehr Wartung als ein eigenständiges System.
4. Umweltverschmutzung und Lärm.
7. Netzgekoppeltes Hybridstromversorgungssystem (Hybrid)
Mit der Entwicklung der Solar-Optoelektronik-Industrie entstand ein netzgekoppeltes Hybrid-Stromversorgungssystem, das Solar-Photovoltaik-Module, Netz- und Reserveölmaschinen umfassend nutzen kann. Dieses System ist üblicherweise mit Controller und Wechselrichter integriert. Ein Computerchip steuert den Betrieb des gesamten Systems vollständig und nutzt verschiedene Energiequellen, um optimale Betriebsbedingungen zu erreichen. Zudem kann die Batterie die garantierte Versorgungssicherheit des Systems weiter verbessern, wie beispielsweise das SMD-Wechselrichtersystem von AES. Das System kann qualifizierten Strom für lokale Verbraucher bereitstellen und als Online-USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) fungieren. Es kann Strom ins Netz einspeisen oder aus dem Netz beziehen.
Das System arbeitet üblicherweise parallel zum Stromnetz und zur Solarstromversorgung. Reicht die vom Photovoltaikmodul erzeugte elektrische Energie für lokale Verbraucher aus, wird diese direkt zur Deckung des Bedarfs genutzt. Übersteigt die vom Photovoltaikmodul erzeugte Leistung den Bedarf, kann der Überschuss ins Netz eingespeist werden. Reicht die vom Photovoltaikmodul erzeugte Leistung nicht aus, wird automatisch der Netzstrom aktiviert und zur Deckung des lokalen Bedarfs genutzt. Beträgt der Stromverbrauch des Verbrauchers weniger als 60 % der Nennleistung des Wechselrichters, lädt das Netz die Batterie automatisch auf, um eine lange Ladezeit zu gewährleisten. Bei einem Netzausfall, einem Netzausfall oder einer unzureichenden Netzstromqualität trennt das System automatisch die Netzstromversorgung und wechselt in den unabhängigen Betriebsmodus. Batterie und Wechselrichter liefern den vom Verbraucher benötigten Wechselstrom.
Sobald die Netzspannung wieder im Normalzustand ist, d. h. Spannung und Frequenz den oben genannten Normalzustand erreicht haben, trennt das System die Batterie und wechselt in den netzgekoppelten Betrieb mit Netzstromversorgung. In einigen netzgekoppelten Hybridstromversorgungssystemen können Systemüberwachung, Steuerung und Datenerfassung auch in den Steuerchip integriert werden. Die Kernkomponenten dieses Systems sind Controller und Wechselrichter.
Beitragszeit: 26. Mai 2021