Generalmente, los sistemas fotovoltaicos se dividen en sistemas independientes, sistemas conectados a la red eléctrica y sistemas híbridos. Según su aplicación, la escala de aplicación y el tipo de carga, el sistema de suministro de energía fotovoltaica se puede dividir con más detalle. Los sistemas fotovoltaicos también se pueden subdividir en los siguientes seis tipos: sistema de energía solar pequeño (SmallDC); sistema de CC simple (SimpleDC); sistema de energía solar grande (LargeDC); sistema de suministro de energía de CA y CC (AC/DC); sistema conectado a la red eléctrica (UtilityGridConnect); sistema de suministro de energía híbrido (Hybrid); y sistema híbrido conectado a la red eléctrica. El principio de funcionamiento y las características de cada sistema se explican a continuación.
1. Sistema de energía solar pequeño (SmallDC)
La característica de este sistema es que solo utiliza una carga de CC y su potencia es relativamente baja. El sistema en su conjunto tiene una estructura simple y un funcionamiento sencillo. Se utiliza principalmente en sistemas domésticos generales, diversos productos de CC para uso civil y equipos de entretenimiento relacionados. Por ejemplo, este tipo de sistema fotovoltaico se utiliza ampliamente en la región occidental de mi país, y la carga es una lámpara de CC para solucionar el problema de la iluminación doméstica en zonas sin electricidad.
2. Sistema de CC simple (SimpleDC)
La característica del sistema es que la carga es de CC y no tiene requisitos específicos de tiempo de uso. Se utiliza principalmente durante el día, por lo que no requiere batería ni controlador. El sistema tiene una estructura simple y se puede usar directamente. Los componentes fotovoltaicos suministran energía a la carga, eliminando la necesidad de almacenamiento y liberación de energía en la batería, así como la pérdida de energía en el controlador, y mejorando la eficiencia energética.
3 Sistema de energía solar a gran escala (LargeDC)
En comparación con los dos sistemas fotovoltaicos mencionados, este sistema fotovoltaico sigue siendo adecuado para sistemas de alimentación de CC, pero este tipo de sistema solar fotovoltaico suele tener una gran potencia de carga. Para garantizar un suministro de energía estable y fiable, su sistema correspondiente también es de gran escala, lo que requiere un conjunto de módulos fotovoltaicos y un paquete de baterías solares de mayor tamaño. Sus aplicaciones comunes incluyen comunicaciones, telemetría, alimentación de equipos de monitorización, suministro de energía centralizado en zonas rurales, balizas, alumbrado público, etc. Sistema de alimentación de CA y CC (CA/CC).
A diferencia de los tres sistemas solares fotovoltaicos mencionados anteriormente, este sistema fotovoltaico puede suministrar energía a cargas de CC y CA simultáneamente. En cuanto a la estructura del sistema, cuenta con más inversores que los tres sistemas mencionados para convertir la energía de CC en CA. La demanda de carga de CA. Generalmente, el consumo de energía de la carga de este tipo de sistema es relativamente alto, por lo que su escala también lo es. Se utiliza en algunas estaciones base de comunicaciones con cargas de CA y CC, así como en otras plantas de energía fotovoltaica con cargas de CA y CC.
5 sistemas conectados a la red (UtilityGridConnect)
La principal característica de este tipo de sistema solar fotovoltaico es que la energía de CC generada por el panel fotovoltaico se convierte en energía de CA que satisface las necesidades de la red eléctrica mediante un inversor conectado a la red, y luego se conecta directamente a la red eléctrica. En un sistema conectado a la red, la energía generada por el panel fotovoltaico no solo se suministra a CA fuera de la carga, sino que el exceso de energía se devuelve a la red. En días lluviosos o por la noche, cuando el panel fotovoltaico no genera electricidad o la electricidad generada no puede satisfacer la demanda de la carga, se alimenta de la red.
6 Sistema de alimentación híbrido (Híbrido)
Además de utilizar paneles solares fotovoltaicos, este tipo de sistema también utiliza generadores diésel como fuente de energía de respaldo. El objetivo de un sistema híbrido de suministro de energía es aprovechar al máximo las ventajas de las diversas tecnologías de generación de energía y evitar sus respectivas deficiencias. Por ejemplo, las ventajas de los sistemas fotovoltaicos independientes mencionados anteriormente son su menor mantenimiento, pero la desventaja es que la producción de energía depende de las condiciones climáticas y es inestable. En comparación con un sistema independiente de energía, un sistema híbrido de suministro de energía que utiliza generadores diésel y paneles fotovoltaicos puede proporcionar energía que no depende de las condiciones climáticas. Sus ventajas son:
1. El uso de un sistema de suministro de energía híbrido también puede lograr una mejor utilización de la energía renovable.
2. Tiene una alta practicabilidad del sistema.
3. En comparación con un sistema generador diésel de un solo uso, tiene menos mantenimiento y utiliza menos combustible.
4. Mayor eficiencia de combustible.
5. Mayor flexibilidad para adaptar la carga.
El sistema híbrido tiene sus propias deficiencias:
1. El control es más complicado.
2. El proyecto inicial es relativamente grande.
3. Requiere más mantenimiento que un sistema independiente.
4. Contaminación y ruido.
7. Sistema de suministro de energía híbrido conectado a la red (Híbrido)
Con el desarrollo de la industria optoelectrónica solar, ha surgido un sistema de suministro de energía híbrido conectado a la red que puede utilizar de forma integral los paneles solares fotovoltaicos, la red eléctrica y las máquinas de reserva de petróleo. Este tipo de sistema suele estar integrado con el controlador y el inversor, utilizando un chip de computadora para controlar completamente el funcionamiento de todo el sistema, utilizando diversas fuentes de energía para lograr el mejor estado de funcionamiento. También puede usar la batería para mejorar aún más la tasa de garantía de suministro de energía de carga del sistema, como el sistema inversor SMD de AES. El sistema puede proporcionar energía calificada para cargas locales y puede funcionar como un SAI (sistema de alimentación ininterrumpida) en línea. También puede suministrar energía a la red eléctrica o obtener energía de ella.
El sistema suele funcionar en paralelo con la red eléctrica y la energía solar. Para cargas locales, si la energía eléctrica generada por el módulo fotovoltaico es suficiente, se utiliza directamente para cubrir la demanda de la carga. Si la energía generada por el módulo fotovoltaico supera la demanda de la carga inmediata, el exceso se devuelve a la red eléctrica. Si la energía generada por el módulo fotovoltaico es insuficiente, se activa automáticamente la red eléctrica, que se utiliza para cubrir la demanda de la carga local. Cuando el consumo de energía de la carga es inferior al 60 % de la capacidad nominal de la red eléctrica del inversor SMD, la red eléctrica carga automáticamente la batería para garantizar que permanezca en estado de flotación durante un largo periodo. Si falla la red eléctrica, la alimentación de red falla o la calidad de la red eléctrica no es la adecuada, el sistema desconecta automáticamente la red eléctrica y cambia a un modo de funcionamiento independiente. La batería y el inversor proporcionan la alimentación de CA que requiere la carga.
Una vez que la red eléctrica se normaliza, es decir, cuando la tensión y la frecuencia se restablecen a los valores normales mencionados, el sistema desconectará la batería y pasará al modo de funcionamiento conectado a la red, alimentado por la red eléctrica. En algunos sistemas híbridos de suministro de energía conectados a la red, las funciones de monitorización, control y adquisición de datos también pueden integrarse en el chip de control. Los componentes principales de este sistema son el controlador y el inversor.
Hora de publicación: 26 de mayo de 2021