ระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบปิดกริดทำงานอย่างไร

ที่ ระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริด เป็นโซลูชันพลังงานที่สามารถจ่ายพลังงานอย่างอิสระโดยไม่ต้องพึ่งพากริดพลังงานสาธารณะ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่ห่างไกลสถานที่กลางแจ้งแหล่งจ่ายไฟสำรองฉุกเฉินและผู้ที่ต้องการกำจัดข้อ จำกัด ของกริดพลังงานแบบดั้งเดิม หลักการหลักของมันคือการใช้แผงโซลาร์เซลล์เพื่อแปลงแสงแดดเป็นพลังงานไฟฟ้าและเก็บไว้ในแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานสำหรับใช้ในเวลากลางคืนหรือในสภาพอากาศเลวร้ายเพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟตลอด 24 ชั่วโมง การทำงานของระบบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับส่วนประกอบสำคัญหลายอย่างรวมถึงแผงโซลาร์เซลล์, คอนโทรลเลอร์แสงอาทิตย์, แบตเตอรี่ที่เก็บพลังงาน, อินเวอร์เตอร์และระบบการจัดการพลังงานอัจฉริยะ

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของระบบทั้งหมดแผงโซลาร์เซลล์มีหน้าที่ดูดซับแสงแดดและแปลงเป็นพลังงาน DC กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์เซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อแสงแดดส่องบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์โฟตอนจะโต้ตอบกับวัสดุซิลิคอนเพื่อกระตุ้นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนซึ่งจะสร้างกระแสไฟฟ้า ประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายอย่างเช่นความเข้มแสงอุณหภูมิมุมการติดตั้งและเทคโนโลยีวัสดุของเซลล์แสงอาทิตย์ โดยทั่วไปแล้วแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิกอนที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้นในพื้นที่เดียวกันดังนั้นจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในระบบนอกกริด

พลังงาน DC ที่สร้างขึ้นไม่ได้ถูกส่งโดยตรงไปยังแบตเตอรี่หรืออุปกรณ์ที่ใช้พลังงาน แต่จำเป็นต้องได้รับการควบคุมโดยคอนโทรลเลอร์แสงอาทิตย์ ฟังก์ชั่นหลักของคอนโทรลเลอร์แสงอาทิตย์คือการจัดการแรงดันเอาต์พุตและกระแสไฟฟ้าของแผงโซลาร์เซลล์เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการชาร์จแบตเตอรี่นั้นปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ตัวควบคุมทั่วไปในตลาดแบ่งออกเป็น PWM (การปรับความกว้างพัลส์) และ MPPT (การติดตามจุดพลังงานสูงสุด) ในหมู่พวกเขาคอนโทรลเลอร์ MPPT สามารถปรับประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อให้แผงโซลาร์เซลล์รักษาสถานะการทำงานที่ดีที่สุดเสมอซึ่งจะเป็นการเพิ่มการผลิตพลังงานโดยรวม

แบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของระบบนอกกริด พวกเขาจะใช้ในการเก็บกระแสไฟฟ้าที่ผลิตในระหว่างวันเพื่อให้สามารถจัดหาได้ในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆมาก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบดั้งเดิมนั้นพบได้บ่อยในระบบนอกกริดเนื่องจากต้นทุนต่ำ แต่จะค่อยๆถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมเนื่องจากอายุการใช้งานสั้นขนาดใหญ่และความหนาแน่นของพลังงานต่ำ แบตเตอรี่ลิเธียมไม่เพียง แต่จะมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและการชาร์จและประสิทธิภาพที่สูงขึ้น แต่ยังรองรับความเร็วในการชาร์จที่เร็วขึ้นซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของระบบนอกกริดที่ทันสมัยได้ดีขึ้น นอกจากนี้เพื่อปกป้องแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งานระบบควบคุมจะตรวจสอบสถานะการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่เพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดจากการชาร์จมากเกินไปหรือการชำระเงินมากเกินไป

เนื่องจากกำลังไฟของแผงเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่มักจะเป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรงในขณะที่เครื่องใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่และอุปกรณ์อุตสาหกรรมใช้กระแสสลับกันจึงจำเป็นต้องใช้อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้าโดยตรงให้เป็นกระแสสลับ ประสิทธิภาพคุณภาพและการแปลงของอินเวอร์เตอร์มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ อินเวอร์เตอร์ที่มีประสิทธิภาพไม่เพียง แต่สามารถลดการสูญเสียพลังงาน แต่ยังให้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่เสถียรเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์ อินเวอร์เตอร์ระดับไฮเอนด์บางตัวยังรองรับฟังก์ชั่นการจัดการโหลดอัจฉริยะซึ่งสามารถจัดสรรพลังงานได้อย่างสมเหตุสมผลตามความต้องการพลังงานและให้ความสำคัญกับอุปกรณ์สำคัญเช่นแสงตู้เย็นและอุปกรณ์การแพทย์

ระบบการจัดการพลังงานอัจฉริยะมีบทบาทสำคัญในระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริดที่ทันสมัย พวกเขาสามารถตรวจสอบอินพุตการจัดเก็บและการบริโภคพลังงานแบบเรียลไทม์และปรับกลยุทธ์การใช้พลังงานโดยอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่นเมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเต็มพลังพลังงานแสงอาทิตย์สามารถใช้ก่อนและสามารถเก็บพลังงานส่วนเกินได้ในเวลาเดียวกัน เมื่อแบตเตอรี่ต่ำระบบสามารถเปลี่ยนไปใช้โหมดประหยัดพลังงานเพื่อลดการใช้พลังงานที่ไม่จำเป็น ระบบอัจฉริยะบางระบบยังรองรับการตรวจสอบและควบคุมระยะไกล ผู้ใช้สามารถตรวจสอบสถานะระบบได้ตลอดเวลาผ่านแอพโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์ปรับกลยุทธ์การใช้พลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ข้อดีของระบบการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบนอกกริดมีความสำคัญมาก มันสามารถจัดหาพลังงานอย่างอิสระโดยไม่ต้องเข้าถึงกริดให้ความมั่นคงด้านพลังงานที่เชื่อถือได้สำหรับพื้นที่ห่างไกล, เกาะ, กระท่อมป่า, ทุ่งหญ้า, ฯลฯ เมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานอิสระแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลระบบสุริยจักรวาลนอกกริดเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นไม่ก่อให้เกิดเสียงรบกวนและไอเสีย หลังจากผู้ใช้ลงทุนเงินจำนวนหนึ่งในการก่อสร้างครั้งแรกของระบบแทบจะไม่มีค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงเพิ่มเติมในระหว่างการใช้งานระยะยาวและจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาขั้นพื้นฐานเท่านั้น ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์และการลดต้นทุนการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ระบบพลังงานแสงอาทิตย์นอกกริดจะกลายเป็นตัวเลือกที่สำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ กลายเป็นตัวเลือกสำคัญสำหรับผู้ใช้หลายคนที่แสวงหาความเป็นอิสระด้านพลังงาน