หลักการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบออฟกริด

ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดประกอบด้วยโมดูลโซลาร์เซลล์ ตัวควบคุม อินเวอร์เตอร์แบบออฟกริด แบตเตอรี่ และระบบจ่ายไฟฟ้า หลักการทำงานของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดมีความคล้ายคลึงกันมาก ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือพลังงานไฟฟ้าที่ระบบออฟกริดผลิตได้นั้นจะถูกนำไปใช้โดยตรงโดยไม่ต้องส่งผ่านระบบโครงข่ายไฟฟ้า สำหรับพื้นที่ภูเขาห่างไกล พื้นที่ที่ไม่มีไฟฟ้า ฐานการสื่อสาร ฯลฯ ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบออฟกริดเป็นโซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับการตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้า

(1)แผงโซล่าเซลล์

แผงโซลาร์เซลล์ทั่วไปประกอบด้วยโมดูลซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ โมดูลซิลิคอนโพลีคริสตัลไลน์ และโมดูลซิลิคอนอะมอร์ฟัส ในบรรดาโมดูลเหล่านี้ โมดูลซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์มีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดและมีปริมาตรน้อยที่สุด แต่ก็มีต้นทุนสูงที่สุดเช่นกัน ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบออฟกริดใช้ส่วนประกอบของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นส่วนประกอบในการผลิตไฟฟ้า และเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในระบบจ่ายไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หน้าที่ของแผงโซลาร์เซลล์คือการแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง

(2) ตัวควบคุม

ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับความนิยมส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วไป ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ PWM และตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ MPPT ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ MPPT เป็นเทคโนโลยีรุ่นที่ 3 ซึ่งเป็นตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ระดับไฮเอนด์ที่สุดในปัจจุบัน ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ MPPT หมายถึงตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีฟังก์ชัน "การติดตามจุดพลังงานสูงสุด" ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการยกระดับจากตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ PWM ตัวควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์แบบ MPPT สามารถทำให้ระบบชาร์จแบตเตอรี่ด้วยพลังงานสูงสุดได้เสมอ ประสิทธิภาพการติดตาม MPPT สูงถึง 99% ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบทั้งหมดสูงถึง 97% และมีระบบจัดการแบตเตอรี่ที่ยอดเยี่ยม ตัวควบคุมจะปรับและควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ ในด้านหนึ่ง พลังงานที่ปรับแล้วจะถูกส่งไปยังโหลด DC หรือโหลด AC และอีกด้านหนึ่ง พลังงานส่วนเกินจะถูกส่งไปยังชุดแบตเตอรี่เพื่อจัดเก็บ เมื่อกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ไม่เพียงพอต่อโหลด ตัวควบคุมจะส่งพลังงานจากแบตเตอรี่ไปยังโหลด เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว ตัวควบคุมจะควบคุมไม่ให้แบตเตอรี่ถูกชาร์จมากเกินไป เมื่อพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่หมด ตัวควบคุมควรควบคุมแบตเตอรี่ไม่ให้หมดมากเกินไปเพื่อป้องกันแบตเตอรี่

(3) แบตเตอรี่

ปัจจุบันแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องตลาดมี 4 ประเภทหลัก ได้แก่ แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่เจล แบตเตอรี่ลิเธียมเทอร์นารี และแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต หน้าที่หลักของแบตเตอรี่คือการกักเก็บพลังงาน โดยแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่แปลงจากพลังงานรังสีดวงอาทิตย์จากแผงเซลล์แสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมีและกักเก็บพลังงานไว้ เพื่อให้สามารถจ่ายไฟได้ในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆมากหรือฝนตก

(4) อินเวอร์เตอร์

เครื่องใช้ไฟฟ้าหลายชนิดใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ และระบบไฟฟ้ากระแสสลับก็ใช้ระบบส่งไฟฟ้ากระแสสลับในชีวิตประจำวันเช่นกัน ดังนั้น หลังจากที่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแล้ว จึงจำเป็นต้องมีตัวแปลงไฟฟ้า ชื่อทางเทคนิคคืออินเวอร์เตอร์ ซึ่งอินเวอร์เตอร์ถือเป็นแกนหลักของระบบผลิตไฟฟ้านอกระบบ ส่วนประกอบนี้มีหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อใช้กับโหลดไฟฟ้ากระแสสลับ เมื่อพิจารณาจากรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ เราสามารถแบ่งอินเวอร์เตอร์ออกเป็นอินเวอร์เตอร์แบบคลื่นสี่เหลี่ยม อินเวอร์เตอร์แบบคลื่นดัดแปลง และอินเวอร์เตอร์แบบคลื่นไซน์ ในบรรดาอินเวอร์เตอร์เหล่านี้ รูปคลื่นเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์แบบคลื่นไซน์นั้นดี แทบไม่มีสัญญาณรบกวนต่ออุปกรณ์สื่อสารและเสียงรบกวน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และเพื่อให้มั่นใจว่าโรงไฟฟ้าจะทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพในระยะยาว ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของอินเวอร์เตอร์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

(5) โหลด

การเลือกโหลดของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีประเด็นสำคัญหลายประการที่ควรคำนึงถึง เราควรเลือกกำลังไฟฟ้าโหลดให้สอดคล้องกับความจุของแบตเตอรี่ ความต้องการพื้นฐานคือภายใต้แสงแดดปกติ พลังงานแสงอาทิตย์ที่แบตเตอรี่สามารถเก็บได้ในแต่ละวันจะต้องเพียงพอกับพลังงานไฟฟ้าที่โหลดใช้ไปในแต่ละวัน หรือมีพลังงานส่วนเกิน และขนาดกำลังไฟฟ้ารวมของโหลดไม่ควรเกินกำลังไฟฟ้าขาออกของแผงโซลาร์เซลล์หรือตัวควบคุม