سیستم تولید برق خارج از شبکه فتوولتائیک به شبکه برق وابسته نیست و به طور مستقل عمل می کند و به طور گسترده در مناطق کوهستانی دورافتاده، مناطق بدون برق، جزایر، ایستگاه های پایه ارتباطی و چراغ های خیابانی و سایر کاربردها استفاده می شود، با استفاده از تولید برق فتوولتائیک برای حل مشکلات. نیاز ساکنان مناطق بدون برق، کمبود برق و برق ناپایدار، مدارس یا کارخانه های کوچک برای زندگی و کار برق، تولید برق فتوولتائیک با مزایای اقتصادی، پاک، حفاظت از محیط زیست، بدون صدا می تواند تا حدی جایگزین یا به طور کامل جایگزین گازوئیل شود. عملکرد تولید ژنراتور

1 طبقه بندی و ترکیب سیستم تولید برق خارج از شبکه PV
سیستم تولید برق خارج از شبکه فتوولتائیک به طور کلی به سیستم های DC کوچک، سیستم های تولید برق خارج از شبکه کوچک و متوسط ​​و سیستم های تولید برق بزرگ خارج از شبکه طبقه بندی می شود.سیستم DC کوچک عمدتاً برای رفع اساسی ترین نیازهای روشنایی در مناطق بدون برق است.سیستم کوچک و متوسط ​​خارج از شبکه عمدتاً برای رفع نیازهای برق خانواده ها، مدارس و کارخانه های کوچک است.سیستم بزرگ خارج از شبکه عمدتاً برای رفع نیاز برق کل روستاها و جزایر است و این سیستم هم اکنون در دسته سیستم های ریزشبکه قرار می گیرد.
سیستم تولید برق خارج از شبکه فتوولتائیک به طور کلی از آرایه های فتوولتائیک ساخته شده از ماژول های خورشیدی، کنترل کننده های خورشیدی، اینورترها، بانک های باتری، بارها و غیره تشکیل شده است.
آرایه PV انرژی خورشیدی را در صورت وجود نور به الکتریسیته تبدیل می‌کند و در حین شارژ کردن بسته باتری، برق را از طریق کنترل‌کننده خورشیدی و اینورتر (یا ماشین کنترل معکوس) به بار می‌رساند.هنگامی که نور وجود ندارد، باتری برق را از طریق اینورتر به بار AC تامین می کند.
2 تجهیزات اصلی سیستم تولید برق خارج از شبکه PV
01. ماژول ها
ماژول فتوولتائیک بخش مهمی از سیستم تولید برق فتوولتائیک خارج از شبکه است که نقش آن تبدیل انرژی تابش خورشید به انرژی الکتریکی DC است.ویژگی های تابش و ویژگی های دما دو عنصر اصلی موثر بر عملکرد ماژول هستند.
02، اینورتر
اینورتر وسیله ای است که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند تا نیازهای برق بارهای AC را برآورده کند.
با توجه به شکل موج خروجی، اینورترها را می توان به اینورتر موج مربعی، اینورتر موج پله ای و اینورتر موج سینوسی تقسیم کرد.اینورترهای موج سینوسی با راندمان بالا، هارمونیک کم مشخص می شوند، می توانند برای انواع بارها اعمال شوند و دارای ظرفیت حمل قوی برای بارهای القایی یا خازنی هستند.
03، کنترل کننده
وظیفه اصلی کنترلر PV تنظیم و کنترل برق DC منتشر شده از ماژول های PV و مدیریت هوشمند شارژ و دشارژ باتری است.سیستم های خارج از شبکه باید با توجه به سطح ولتاژ DC سیستم و ظرفیت توان سیستم با مشخصات مناسب کنترل کننده PV پیکربندی شوند.کنترلر PV به نوع PWM و نوع MPPT تقسیم می شود که معمولاً در سطوح ولتاژ مختلف DC12V، 24V و 48V موجود است.
04، باتری
باتری وسیله ذخیره انرژی سیستم تولید برق است و نقش آن ذخیره انرژی الکتریکی ساطع شده از ماژول PV برای تامین برق بار در هنگام مصرف برق است.
05، نظارت
3 اصول طراحی جزئیات طراحی و انتخاب سیستم: برای اطمینان از اینکه بار باید با فرض الکتریسیته مطابقت داشته باشد، با حداقل ماژول های فتوولتائیک و ظرفیت باتری، به منظور به حداقل رساندن سرمایه گذاری.
01، طراحی ماژول فتوولتائیک
فرمول مرجع: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) فرمول: P0 - حداکثر توان ماژول سلول خورشیدی، واحد Wp.P - قدرت بار، واحد W.t – ساعت مصرف برق روزانه بار، واحد H.η1 - کارایی سیستم است.T - میانگین محلی ساعات اوج آفتاب روزانه، واحد HQ - ضریب مازاد دوره ابری مداوم (به طور کلی 1.2 تا 2)
02، طراحی کنترلر PV
فرمول مرجع: I = P0 / V
کجا: I – جریان کنترل کنترلر PV، واحد A.P0 - حداکثر توان ماژول سلول خورشیدی، واحد Wp.V – ولتاژ نامی بسته باتری، واحد V ★ توجه: در مناطق با ارتفاع بالا، کنترل کننده PV باید حاشیه مشخصی را بزرگ کرده و ظرفیت استفاده را کاهش دهد.
03، اینورتر خارج از شبکه
فرمول مرجع: Pn=(P*Q)/Cosθ در فرمول: Pn – ظرفیت اینورتر، واحد VA;P - قدرت بار، واحد W.Cosθ – ضریب توان اینورتر (به طور کلی 0.8)؛Q - ضریب حاشیه مورد نیاز برای اینورتر (به طور کلی از 1 تا 5 انتخاب می شود).★توجه: الف.بارهای مختلف (مقاومتی، القایی، خازنی) دارای جریان های هجومی راه اندازی متفاوت و فاکتورهای حاشیه متفاوتی هستند.بدر مناطق مرتفع، اینورتر نیاز به بزرگنمایی حاشیه مشخص و کاهش ظرفیت استفاده دارد.
04، باتری سرب اسید
فرمول مرجع: C = P × t × T / (V × K × η2) فرمول: C - ظرفیت بسته باتری، واحد Ah.P - قدرت بار، واحد W.t – بار ساعت مصرف برق روزانه، واحد H.V - ولتاژ نامی بسته باتری، واحد V.K - ضریب دشارژ باتری با در نظر گرفتن کارایی باتری، عمق تخلیه، دمای محیط و عوامل تأثیرگذار معمولاً 0.4 تا 0.7 در نظر گرفته می شود.η2 – راندمان اینورتر;T - تعداد روزهای ابری متوالی.
04، باتری لیتیوم یون
فرمول مرجع: C = P × t × T / (K × η2)
کجا: C – ظرفیت بسته باتری، واحد کیلووات ساعت؛P - قدرت بار، واحد W.t - تعداد ساعت برق مصرف شده توسط بار در روز، واحد H.K - ضریب تخلیه باتری با در نظر گرفتن کارایی باتری، عمق تخلیه، دمای محیط و عوامل مؤثر، معمولاً 0.8 تا 0.9 در نظر گرفته می شود.η2 – راندمان اینورتر;T - تعداد روزهای ابری متوالی.کیس طراحی
یک مشتری موجود نیاز به طراحی یک سیستم تولید برق فتوولتائیک دارد، میانگین محلی ساعات اوج تابش روزانه با توجه به 3 ساعت در نظر گرفته شده است، قدرت تمام لامپ های فلورسنت نزدیک به 5 کیلو وات است و برای 4 ساعت در روز استفاده می شود و سرب باتری های اسیدی با توجه به 2 روز روزهای ابری مداوم محاسبه می شوند.پیکربندی این سیستم را محاسبه کنید.