تقوم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء قابلة للاستخدام من خلال عملية كهروضوئية. تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تقدم تكنولوجيا البطاريات لشراء وتخزين تلك الكهرباء لتوفير طاقة ثابتة للتيار المستمر أو التيار المتردد للمعدات والمنازل، والتي يتم التحكم فيها بواسطة جهاز التحكم في الشحن والعاكس. تتكون الخلايا الكهروضوئية من تقاطع أشباه الموصلات p – n؛ عندما تثير الفوتونات ذات الطاقة الكافية الإلكترونات، فإن الجمع بين المجال الكهربائي - المدمج عبر الوصلة وفصل أزواج ثقب الإلكترون - (الإكسيتونات) يؤدي إلى ظهور جهد ضوئي ويولد تيارًا عندما تكون الخلية الكهروضوئية الشمسية متصلة بدائرة. يتم توصيل العديد من الخلايا على التوالي وبالتوازي لتشكل وحدة، وتشكل الوحدات المتعددة مصفوفة بالجهد والتيار المطلوبين. في خلايا السيليكون البلورية، يبلغ جهد الدائرة المفتوحة النموذجي (Voc) حوالي 0.5-0.6 فولت لكل خلية، وتحدد مساحة الخلية مقدار التيار الذي يمكن أن تصله تحت الإضاءة.
I. تكوين نظام إمدادات الطاقة الشمسية
يتكون نظام الطاقة الشمسية من مجموعة الخلايا الشمسية، وحدة التحكم بالطاقة الشمسية، البطارية (المجموعة). إذا كانت طاقة الخرج هي تيار متردد 220 فولت أو 110 فولت ولاستكمال الأداة المساعدة، فأنت بحاجة أيضًا إلى تكوين العاكس والمحول الذكي للأداة المساعدة.
1. مجموعة الخلايا الشمسية وهي الألواح الشمسية
هذا هو الجزء الأكثر مركزية في نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ودوره الرئيسي هو تحويل الفوتونات الشمسية إلى كهرباء، وذلك لتعزيز عمل الحمل. وتنقسم الخلايا الشمسية إلى خلايا سيليكون أحادية البلورات، وخلايا شمسية مصنوعة من السيليكون متعدد البلورات، وخلايا شمسية مصنوعة من السيليكون غير المتبلور. نظرًا لأن خلايا السيليكون أحادية البلورية تتميز بعمر خدمة قوي وطويل (يصل عمومًا إلى 20 عامًا) مقارنة بالنوعين الآخرين، فإن كفاءة التحويل الكهروضوئية عالية، مما يجعلها البطارية الأكثر استخدامًا.
2. جهاز التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية
وتتمثل مهمتها الرئيسية في التحكم في حالة النظام بأكمله، في حين أن الشحن الزائد للبطارية والتفريغ الزائد يلعبان دورًا وقائيًا. في الأماكن التي تكون فيها درجة الحرارة منخفضة بشكل خاص، لديها أيضًا وظيفة تعويض درجة الحرارة.
3. حزمة بطارية الطاقة الشمسية ذات الدورة العميقة
البطارية كما يوحي الاسم هي مخزن للكهرباء، ويتم تخزينها بشكل أساسي عن طريق تحويل الكهرباء من خلال الألواح الشمسية، وبشكل عام، يمكن إعادة تدوير بطاريات الرصاص-الحمضية عدة مرات.
في نظام المراقبة بأكمله. تحتاج بعض المعدات إلى توفير طاقة تيار متردد 220 فولت، 110 فولت، ويكون الإخراج المباشر للطاقة الشمسية بشكل عام 12 فولت تيار مستمر، 24 فولت تيار مستمر، 48 فولت تيار مستمر. لذلك من أجل توفير الطاقة لمعدات 22VAC و11OVAc، يجب زيادة النظام العاكس DC / AC، وسيتم توليد نظام توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية من طاقة التيار المستمر إلى طاقة التيار المتردد.
ثانيا، مبدأ توليد الطاقة الشمسية
إن أبسط مبدأ لتوليد الطاقة الشمسية هو ما نسميه التفاعل الكيميائي، أي تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. عملية التحويل هذه هي عملية تحويل فوتونات الإشعاع الشمسي عبر المادة شبه الموصلة إلى طاقة كهربائية، ويطلق عليها عادةً "التأثير الكهروضوئي"، ويتم تصنيع الخلايا الشمسية باستخدام هذا التأثير.
كما نعلم، عندما تسلط أشعة الشمس على شبه الموصل، تنعكس بعض الفوتونات عن السطح، ويتم امتصاص الباقي إما عن طريق شبه الموصل أو ينتقل عن طريق شبه الموصل، الذي يمتصه الفوتونات، بالطبع، يصبح بعضها ساخنًا، وبعضها الآخر ~ تتصادم الفوتونات مع إلكترونات التكافؤ الذرية التي يتكون منها شبه الموصل، وبالتالي تنتج زوجًا من الإلكترونات-. بهذه الطريقة، يتم تحويل طاقة الشمس لإنتاج أزواج من الإلكترونات-في شكل ثقب كهربائي إلى طاقة كهربائية، ومن ثم من خلال تفاعل المجال الكهربائي الداخلي لأشباه الموصلات، لإنتاج تيار معين، إذا كانت قطعة من بطارية أشباه الموصلات متصلة بطرق مختلفة لتكوين جهد تيار متعدد، وذلك لإخراج الطاقة.
