به‌عنوان تامین‌کننده سیستم قدرت جاسازی شده، من به‌طور مستقیم دیده‌ام که چگونه انرژی خورشیدی صنعت برق تعبیه‌شده را متحول می‌کند. انرژی خورشیدی یک راه حل تمیز، تجدیدپذیر و با هزینه فزاینده برای تامین انرژی سیستم های تعبیه شده مختلف ارائه می دهد. در این وبلاگ، من به گزینه های مختلف انرژی خورشیدی موجود برای سیستم های قدرت تعبیه شده می پردازم.
1. پانل های خورشیدی: پایه و اساس انرژی خورشیدی
پنل های خورشیدی قابل مشاهده ترین و اساسی ترین بخش هر راه اندازی برق خورشیدی هستند. آنها با تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق اثر فتوولتائیک کار می کنند. برای سیستم های قدرت تعبیه شده، چند نوع پنل خورشیدی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.
پنل های خورشیدی تک کریستالی
پانل های تک کریستالی از یک ساختار تک کریستالی ساخته می شوند. آنها به دلیل راندمان بالای خود معروف هستند که اغلب به 22٪ یا بیشتر می رسد. این بدان معنی است که آنها می توانند در یک فضای کوچکتر در مقایسه با انواع دیگر برق بیشتری تولید کنند. برای سیستم‌های تعبیه‌شده که در آن فضا در بالاترین حد قرار دارد، پانل‌های تک کریستالی یک انتخاب عالی هستند. آنها همچنین تمایل دارند در شرایط کم نور عملکرد خوبی داشته باشند، که اگر سیستم تعبیه شده شما ممکن است در مناطقی با سایه جزئی قرار گیرد مفید است.
پنل های خورشیدی پلی کریستالی
پانل های پلی کریستال از چندین کریستال سیلیکون ساخته شده اند. تولید آنها معمولاً نسبت به پانل‌های تک کریستالی ارزان‌تر است، اما راندمان پایین‌تری نیز دارند، معمولاً در حدود 15 تا 18%. با این حال، برای برنامه‌هایی که هزینه آن نگرانی اصلی است و فضای کافی برای آرایه‌های پانل بزرگتر وجود دارد، پانل‌های پلی کریستالی می‌توانند یک گزینه عملی باشند.
صفحات خورشیدی نازک
پانل های لایه نازک با قرار دادن یک یا چند لایه نازک از مواد فتوولتائیک بر روی یک بستر ساخته می شوند. آنها سبک وزن، انعطاف پذیر هستند و می توانند به راحتی در سطوح مختلف ادغام شوند. راندمان آنها معمولاً کمتر از پانل های کریستالی است، حدود 10 تا 13٪. اما آنها می توانند انتخابی عالی برای سیستم های تعبیه شده ای باشند که به منبع انرژی انعطاف پذیر یا سبک وزن نیاز دارند، مانند دستگاه های پوشیدنی یا برخی از انواع پهپادها.
2. کنترل کننده شارژ خورشیدی
هنگامی که پنل های خورشیدی خود را دارید، به راهی برای مدیریت انرژی تولید شده آن ها نیاز دارید. اینجاست که کنترل‌کننده‌های شارژ خورشیدی وارد می‌شوند. این دستگاه‌ها ولتاژ و جریان ورودی از پنل‌های خورشیدی را تنظیم می‌کنند تا از شارژ بیش از حد باتری‌ها در سیستم قدرت تعبیه‌شده شما جلوگیری کنند.
کنترل کننده شارژ PWM
کنترل کننده های شارژ پالس - مدولاسیون عرض (PWM) گزینه اولیه و مقرون به صرفه تر هستند. آنها با روشن و خاموش کردن سریع اتصال بین پنل های خورشیدی و باتری ها برای کنترل جریان شارژ کار می کنند. کنترل‌کننده‌های PWM برای سیستم‌های قدرت تعبیه‌شده کوچکتر با نیاز برق کمتر مناسب هستند.
کنترلرهای شارژ MPPT
کنترل‌کننده‌های شارژ حداکثر توان ردیابی (MPPT) پیشرفته‌تر هستند. آنها به طور مداوم نقطه عملکرد پانل های خورشیدی را تنظیم می کنند تا حداکثر توان موجود را از آنها استخراج کنند. کنترل‌کننده‌های MPPT می‌توانند تا 30 درصد کارآمدتر از کنترل‌کننده‌های PWM باشند، به خصوص در شرایطی که پنل‌های خورشیدی در شرایط بهینه خود کار نمی‌کنند. برای سیستم های قدرت جاسازی شده بزرگتر یا آنهایی که در مناطقی با نور خورشید متغیر هستند، کنترلرهای MPPT انتخاب بهتری هستند.
3. راه حل های ذخیره انرژی
انرژی خورشیدی متناوب است، زیرا به نور خورشید بستگی دارد. بنابراین، داشتن یک راه حل ذخیره انرژی قابل اعتماد برای سیستم های قدرت تعبیه شده بسیار مهم است.
باتری های سرب - اسید
باتری های سرب اسید یکی از قدیمی ترین و رایج ترین انواع باتری های مورد استفاده در سیستم های انرژی خورشیدی هستند. آنها نسبتا ارزان هستند و در اندازه های مختلف هستند. باتری های سرب اسیدی غرق شده نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند، مانند افزودن آب به سلول ها. از سوی دیگر، باتری های سرب-اسید مهر و موم شده بدون تعمیر و نگهداری هستند اما عموماً گران تر هستند.
باتری های لیتیوم - یونی
باتری های لیتیوم یونی به طور فزاینده ای در کاربردهای انرژی خورشیدی محبوب می شوند. آنها چگالی انرژی بالاتری دارند، به این معنی که می توانند انرژی بیشتری را در فضای کوچکتر ذخیره کنند. آنها همچنین دارای طول عمر بیشتر و راندمان شارژ - دشارژ بالاتر در مقایسه با باتری های سرب - اسید هستند. با این حال، آنها از قبل گران تر هستند.
4. یکپارچه سازی با سیستم های قدرت جاسازی شده
ادغام انرژی خورشیدی در یکسیستم قدرت تعبیه شدهنیاز به برنامه ریزی دقیق دارد. شما باید اطمینان حاصل کنید که اجزای انرژی خورشیدی با سیستم موجود سازگار هستند.
به عنوان مثال، اگر از a استفاده می کنیدیکسو کننده مدولار رک فرکانس بالادر سیستم قدرت تعبیه شده خود، باید مطمئن شوید که خروجی کنترل کننده شارژ خورشیدی می تواند به درستی با آن یکپارچه شود. یکسو کننده ممکن است نیاز به تنظیم داشته باشد تا در ارتباط با منبع انرژی خورشیدی کار کند تا یک منبع تغذیه پایدار و قابل اعتماد برای سیستم تعبیه شده ارائه شود.
5. سیستم های هیبریدی انرژی خورشیدی
در برخی موارد، یک سیستم انرژی خورشیدی هیبریدی ممکن است بهترین گزینه برای سیستم های قدرت تعبیه شده باشد. یک سیستم هیبریدی نیروی خورشیدی را با سایر منابع انرژی مانند برق شبکه یا ژنراتور ترکیب می کند.
خورشیدی - سیستم های هیبریدی شبکه
یک سیستم هیبریدی خورشیدی - شبکه به سیستم قدرت تعبیه شده اجازه می دهد تا در زمانی که نور خورشید در دسترس است از پنل های خورشیدی و هنگامی که انرژی خورشیدی کافی نیست از شبکه برق بگیرد. این منبع تغذیه مطمئن‌تری را فراهم می‌کند و همچنین می‌تواند در درازمدت مقرون به صرفه‌تر باشد، زیرا می‌توانید از برق شبکه در ساعات خاموشی و زمانی که ارزان‌تر است استفاده کنید.
سیستم های هیبریدی خورشیدی - ژنراتور
یک سیستم هیبریدی ژنراتور خورشیدی از یک ژنراتور به عنوان منبع تغذیه پشتیبان استفاده می کند. هنگامی که انرژی خورشیدی و انرژی ذخیره شده در باتری ها رو به اتمام است، ژنراتور برای تامین برق وارد عمل می شود. این برای سیستم های قدرت تعبیه شده در مناطق دورافتاده که برق شبکه در دسترس نیست مفید است.
6. ملاحظات برای کاربردهای مختلف
انتخاب گزینه های انرژی خورشیدی نیز به کاربرد خاص سیستم قدرت تعبیه شده بستگی دارد.
سیستم های مانیتورینگ از راه دور
سیستم‌های مانیتورینگ از راه دور، مانند آنهایی که در پایش محیطی یا ردیابی حیات وحش استفاده می‌شوند، اغلب در مناطقی قرار دارند که به برق شبکه دسترسی ندارند. برای این سیستم ها، یک سیستم انرژی خورشیدی با باتری با ظرفیت بالا و یک کنترل کننده شارژ کارآمد ضروری است. ترکیبی از پنل‌های خورشیدی تک کریستالی و باتری لیتیوم یونی می‌تواند یک راه‌حل انرژی قابل اعتماد و بادوام ارائه دهد.
دستگاه های موبایل
دستگاه های تلفن همراه، مانند پهپادها یا حسگرهای دستی، به منابع انرژی سبک و انعطاف پذیر نیاز دارند. پانل های خورشیدی فیلم نازک را می توان در طراحی این دستگاه ها ادغام کرد تا توان اضافی را تامین کند. یک سیستم انرژی خورشیدی در مقیاس کوچک با کنترل کننده شارژ PWM و باتری لیتیوم پلیمری می تواند گزینه مناسبی باشد.
سیستم های ارتباطی
سیستم‌های ارتباطی، مانند آنهایی که در برج‌های سلولی یا ارتباطات ماهواره‌ای استفاده می‌شوند، به منبع تغذیه پایدار و قابل اعتماد نیاز دارند. یک سیستم هیبریدی خورشیدی - شبکه ای یا خورشیدی - ژنراتور با الفمنبع تغذیه ارتباطی 6 کیلو واتمی تواند عملکرد بدون وقفه را تضمین کند. پنل های خورشیدی با راندمان بالا و کنترل کننده شارژ MPPT می تواند به حداکثر استفاده از انرژی خورشیدی کمک کند.
نتیجه گیری
انرژی خورشیدی طیف گسترده ای از گزینه ها را برای سیستم های قدرت تعبیه شده ارائه می دهد. چه به دنبال راه حلی ساده و مقرون به صرفه باشید و چه به دنبال راه‌اندازی با فناوری بالا و کارآمد باشید، ترکیبی از پنل‌های خورشیدی، کنترل‌کننده‌های شارژ و راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی وجود دارد که می‌تواند نیازهای شما را برآورده کند. من به عنوان تامین کننده سیستم قدرت جاسازی شده، اینجا هستم تا به شما کمک کنم تا گزینه های مناسب انرژی خورشیدی را برای برنامه خاص خود انتخاب کنید. اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر هستید یا می خواهید بحثی را در مورد تدارکات شروع کنید، با خیال راحت تماس بگیرید. ما می‌توانیم با هم کار کنیم تا یک سیستم برق تعبیه‌شده با انرژی خورشیدی طراحی کنیم که قابل اعتماد، کارآمد و مقرون به صرفه باشد.
مراجع
- ریک دی گانتر
- "طراحی و تجزیه و تحلیل سیستم های انرژی های تجدیدپذیر" توسط پل گیپ
- گزارش های صنعت از تولید کنندگان پیشرو انرژی خورشیدی و سیستم های تعبیه شده.
