Geralmente, dividimos os sistemas fotovoltaicos em sistemas independentes, sistemas conectados à rede e sistemas híbridos. De acordo com a forma de aplicação do sistema solar fotovoltaico, a escala de aplicação e o tipo de carga, o sistema de fornecimento de energia fotovoltaica pode ser dividido em mais detalhes. Os sistemas fotovoltaicos também podem ser subdivididos nos seguintes seis tipos: sistema de energia solar pequeno (SmallDC); sistema CC simples (SimpleDC); sistema de energia solar grande (LargeDC); sistema de fornecimento de energia CA e CC (CA/CC); sistema conectado à rede (UtilityGridConnect); sistema de fornecimento de energia híbrido (Hybrid); sistema híbrido conectado à rede. O princípio de funcionamento e as características de cada sistema são explicados abaixo.
1. Pequeno sistema de energia solar (SmallDC)
A característica deste sistema é que ele possui apenas uma carga CC e a potência da carga é relativamente baixa. Todo o sistema possui uma estrutura simples e fácil operação. Seus principais usos são sistemas domésticos em geral, diversos produtos CC civis e equipamentos de entretenimento relacionados. Por exemplo, este tipo de sistema fotovoltaico é amplamente utilizado na região oeste do meu país, e a carga é uma lâmpada CC para resolver o problema de iluminação residencial em áreas sem eletricidade.
2. Sistema CC simples (SimpleDC)
A característica do sistema é que a carga no sistema é uma carga CC e não há requisitos especiais para o tempo de uso da carga. A carga é usada principalmente durante o dia, portanto, não há bateria ou controlador no sistema. O sistema tem uma estrutura simples e pode ser usado diretamente. Componentes fotovoltaicos fornecem energia à carga, eliminando a necessidade de armazenamento e liberação de energia na bateria, bem como a perda de energia no controlador, e melhorando a eficiência no uso de energia.
3 Sistema de energia solar em larga escala (LargeDC)
Comparado aos dois sistemas fotovoltaicos acima, este sistema fotovoltaico ainda é adequado para sistemas de alimentação CC, mas este tipo de sistema solar fotovoltaico geralmente possui uma grande potência de carga. Para garantir que a carga possa ser fornecida de forma confiável com uma fonte de alimentação estável, seu sistema correspondente também possui uma escala grande, exigindo um conjunto de módulos fotovoltaicos e um conjunto de baterias solares maiores. Suas aplicações comuns incluem comunicação, telemetria, fornecimento de energia para equipamentos de monitoramento, fornecimento centralizado de energia em áreas rurais, sinalizadores, iluminação pública, etc. 4 CA, sistema de alimentação CC (CA/CC)
Diferentemente dos três sistemas solares fotovoltaicos acima, este sistema fotovoltaico pode fornecer energia para cargas CC e CA simultaneamente. Em termos de estrutura, ele possui mais inversores do que os três sistemas acima para converter energia CC em CA. A demanda por carga CA é alta. Geralmente, o consumo de energia da carga deste tipo de sistema é relativamente grande, portanto, a escala do sistema também é relativamente grande. É utilizado em algumas estações base de comunicação com cargas CA e CC e em outras usinas fotovoltaicas com cargas CA e CC.
5 sistema conectado à rede (UtilityGridConnect)
A principal característica deste tipo de sistema solar fotovoltaico é que a energia CC gerada pelo painel fotovoltaico é convertida em energia CA, que atende aos requisitos da rede elétrica principal, pelo inversor conectado à rede e, em seguida, conectada diretamente à rede elétrica. No sistema conectado à rede, a energia gerada pelo painel fotovoltaico não é apenas fornecida à rede CA externa à carga, mas o excesso de energia é realimentado à rede. Em dias chuvosos ou à noite, quando o painel fotovoltaico não gera eletricidade ou a eletricidade gerada não consegue atender à demanda da carga, ele será alimentado pela rede.
6 Sistema de alimentação híbrido (Híbrido)
Além de utilizar conjuntos de módulos solares fotovoltaicos, este tipo de sistema solar fotovoltaico também utiliza geradores a diesel como fonte de energia de reserva. O objetivo de utilizar um sistema híbrido de fornecimento de energia é aproveitar ao máximo as vantagens de diversas tecnologias de geração de energia e evitar suas respectivas deficiências. Por exemplo, as vantagens dos sistemas fotovoltaicos independentes mencionados acima são a menor necessidade de manutenção, mas a desvantagem é que a produção de energia depende das condições climáticas e é instável. Comparado a um sistema independente de energia única, um sistema híbrido de fornecimento de energia que utiliza geradores a diesel e conjuntos fotovoltaicos pode fornecer energia independentemente das condições climáticas. Suas vantagens são:
1. O uso do sistema de fornecimento de energia híbrido também pode alcançar melhor utilização de energia renovável.
2. Possui alta praticabilidade do sistema.
3. Comparado com um sistema gerador a diesel de uso único, ele requer menos manutenção e consome menos combustível.
4. Maior eficiência de combustível.
5. Maior flexibilidade para correspondência de carga.
O sistema híbrido tem suas próprias deficiências:
1. O controle é mais complicado.
2. O projeto inicial é relativamente grande.
3. Requer mais manutenção do que um sistema autônomo.
4. Poluição e ruído.
7. Sistema de fornecimento de energia híbrido conectado à rede (Híbrido)
Com o desenvolvimento da indústria de optoeletrônica solar, surgiu um sistema de fornecimento de energia híbrido conectado à rede que pode utilizar de forma abrangente conjuntos de módulos solares fotovoltaicos, redes elétricas e máquinas de óleo de reserva. Esse tipo de sistema geralmente é integrado ao controlador e ao inversor, utilizando um chip de computador para controlar totalmente a operação de todo o sistema, utilizando diversas fontes de energia para atingir o melhor estado de funcionamento, e também pode utilizar a bateria para melhorar ainda mais a taxa de garantia de fornecimento de energia da carga do sistema, como o sistema inversor SMD da AES. O sistema pode fornecer energia qualificada para cargas locais e pode funcionar como uma UPS (fonte de alimentação ininterrupta) online. Ele também pode fornecer energia à rede ou obtê-la da rede.
O modo de funcionamento do sistema é geralmente trabalhar em paralelo com a rede elétrica e a energia solar. Para cargas locais, se a energia elétrica gerada pelo módulo fotovoltaico for suficiente para a carga, ele usará diretamente a energia elétrica gerada pelo módulo fotovoltaico para suprir a demanda da carga. Se a energia gerada pelo módulo fotovoltaico exceder a demanda da carga imediata, o excesso de energia pode ser devolvido à rede; se a energia gerada pelo módulo fotovoltaico não for suficiente, a energia da rede elétrica será ativada automaticamente e a energia da rede elétrica será usada para suprir a demanda da carga local. Quando o consumo de energia da carga for inferior a 60% da capacidade nominal da rede elétrica do inversor SMD, a rede elétrica carregará automaticamente a bateria para garantir que ela permaneça em estado flutuante por um longo período; se a rede elétrica falhar, a energia da rede elétrica falhar ou a energia da rede elétrica Se a qualidade não for qualificada, o sistema desconectará automaticamente a energia da rede elétrica e mudará para um modo de trabalho independente. A bateria e o inversor fornecem a energia CA necessária para a carga.
Assim que a rede elétrica retornar ao normal, ou seja, a tensão e a frequência forem restauradas ao estado normal mencionado acima, o sistema desconectará a bateria e passará para o modo de operação conectado à rede elétrica, alimentado pela rede elétrica. Em alguns sistemas de alimentação híbridos conectados à rede, as funções de monitoramento, controle e aquisição de dados do sistema também podem ser integradas ao chip de controle. Os principais componentes deste sistema são o controlador e o inversor.
Data de publicação: 26 de maio de 2021