การจำแนกประเภทของระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ปัจจุบันผู้คนทั่วโลกกำลังหันมาใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานของตน ในโลกปัจจุบัน มีตัวอย่างมากมายของ-การเกิดขึ้นครั้งใหญ่และการนำระบบ/เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ไปใช้งานในสังคม นักศึกษาวิทยาลัยที่เพิ่งสำเร็จการศึกษาหรือบุคคลที่ต้องการใช้เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อวัตถุประสงค์ที่บ้านหรือที่ทำงาน จะต้องได้รับการศึกษาเกี่ยวกับระบบสุริยะประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ วิธีการทำงาน รวมถึงข้อดีและข้อเสียของระบบ เพื่อประกอบการตัดสินใจซื้ออย่างมีข้อมูล ระบบพลังงานแสงอาทิตย์สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภทตาม:

1) พลังงานที่ส่งออกไป (เทคโนโลยี)

2) ระบบเชื่อมต่อ/ทำงานร่วมกับโครงข่ายไฟฟ้าอย่างไร (การกำหนดค่า)

3) ขนาดของระบบเมื่อเปรียบเทียบกับระบบประเภทอื่น

เป้าหมายของบทความนี้คือเพื่อให้คุณเห็นตัวอย่างวิธีที่เราสามารถจำแนกระบบเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ออกเป็นสามประเภทนี้ และเพื่อให้คำอธิบายโดยละเอียดของแต่ละระบบ

การจำแนกประเภทระบบพลังงานแสงอาทิตย์ขั้นพื้นฐานที่สุดนั้นขึ้นอยู่กับวิธีที่เราใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อสร้างพลังงานให้กับสิ่งต่างๆ มีเพียงสองวิธีเท่านั้นที่จะทำเช่นนี้: การใช้ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) หรือการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบเข้มข้น (CSP); แล้วก็มีระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่สร้างผลผลิตของพลังงานความร้อน (หรือการผลิตความร้อน-) (ความร้อน)

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV)

การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ประเภทที่ใช้กันมากที่สุดคือระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของเอฟเฟกต์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สมัยใหม่เปลี่ยนการแผ่รังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นซิลิคอน ซึ่งเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม เซมิคอนดักเตอร์ถูก 'ตื่นเต้น' จากรังสีดวงอาทิตย์ ซึ่งทำให้กระแสอิเล็กตรอนเคลื่อนที่และสร้างกระแสไฟฟ้าตรง ตรงข้ามกับกระแสสลับซึ่งไหลในสองทิศทางที่ต่างกัน ในครัวเรือนและสถานที่ทำงานส่วนใหญ่ สิ่งนี้เรียกว่าไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เพื่อให้สามารถใช้งานได้ในครัวเรือนและสถานที่ทำงานส่วนใหญ่ จำเป็นต้องใช้อินเวอร์เตอร์ในการแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ของเซลล์ให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เมื่อพิจารณาถึงความคล่องตัวและความสามารถในการปรับขนาดของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ แผงเชิงพาณิชย์สมัยใหม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพสูงสุดถึง 30% ระบบเหล่านี้อาจมีขนาดเล็กเท่ากับแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพียงไม่กี่แผงบนชั้นดาดฟ้า หรือใหญ่เท่ากับฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่-

จากมุมมองของผู้ติดตั้งหรือเจ้าของบ้าน การจำแนกประเภทระบบ PV ที่เป็นประโยชน์มากที่สุดจะขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าทางไฟฟ้าและความสัมพันธ์กับโครงข่ายไฟฟ้า มีสามประเภทหลัก: กริด-ผูก (บน-กริด) นอก-กริด (สแตนด์อโลน) และระบบไฮบริด

บนระบบ-กริด (กริด-ผูกกัน)
ระบบออน-เชื่อมต่อโดยตรงกับโครงข่ายไฟฟ้าสาธารณะ และเป็นการติดตั้งประเภทที่อยู่อาศัยและพาณิชยกรรมที่พบได้บ่อยที่สุดทั่วโลก

วิธีการทำงาน: แผงโซลาร์เซลล์ผลิตกระแสไฟฟ้าในระหว่างวัน พลังนี้ใช้เพื่อควบคุมน้ำหนักของอาคาร หากระบบผลิตพลังงานได้มากกว่าที่จำเป็น พลังงานส่วนเกินจะถูกป้อนกลับเข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้า ในเวลากลางคืนหรือในช่วงที่มีการผลิตน้อย อาคารจะดึงพลังงานไฟฟ้าจากโครงข่าย

องค์ประกอบหลัก: ระบบเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่สำรอง ตัวกริดเองทำหน้าที่เป็นระบบจัดเก็บเสมือนสำหรับพลังงานส่วนเกิน

ข้อดี: คุ้มค่าที่สุด-และติดตั้งง่ายที่สุดเนื่องจากไม่มีแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังเปิดใช้งานการวัดแสงสุทธิ ซึ่งเจ้าของบ้านจะได้รับเครดิตสำหรับพลังงานส่วนเกินที่จ่ายให้กับโครงข่าย

ข้อเสีย: ข้อเสียเปรียบหลักคือระบบจะปิดในระหว่างที่ไฟฟ้าดับเนื่องจากเหตุผลด้านความปลอดภัย (เพื่อป้องกันไม่ให้-จ่ายไฟฟ้ากลับให้กับพนักงานในสาย) ซึ่งหมายความว่าระบบไม่สามารถจ่ายไฟสำรองได้

ปิด-ระบบกริด (สแตนด์อโลน)

ระบบปิด-ทำงานแยกจากโครงข่ายไฟฟ้า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่มีการเชื่อมต่อโครงข่ายในทางปฏิบัติ หรือในกรณีที่ค่าใช้จ่ายในการเชื่อมต่อโครงข่ายสูงเกินไป

การทำงาน: แผงโซลาร์เซลล์ทำหน้าที่ชาร์จแบตเตอรีเพื่อใช้ในเวลากลางคืนหรือเมื่อไม่มีแสงแดด อินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ในการแปลงกระแสตรงที่ผลิตจากแบตเตอรี่ให้เป็นกระแสสลับที่ใช้ในบ้าน

คุณลักษณะส่วนกลาง: แบตเตอรีแบตเตอรีที่สามารถจ่ายพลังงานได้เพียงพอเพื่อรองรับระบบออฟกริด-เป็นเวลาหลายวันโดยไม่จำเป็นต้องชาร์จใหม่ คือคุณลักษณะหลักของระบบออฟกริด- เมื่อสภาพอากาศไม่สามารถชาร์จไฟได้ บ้านนอก-โครงข่ายไฟฟ้าหลายแห่งก็จะมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเพื่อให้มีพลังงานเพียงพอในระยะเวลานานขึ้น

ข้อดี: ใช้ชีวิตแบบอิสระจากโครงข่ายไฟฟ้าโดยสิ้นเชิง และสามารถเข้าถึงไฟฟ้าในพื้นที่ห่างไกลที่ไม่ได้รับไฟฟ้าจากโครงข่ายไฟฟ้า

ข้อเสีย: ระบบเหล่านี้มีราคาแพงกว่ามากเนื่องจากต้นทุนแบตเตอรี่ นอกจากนี้ยังต้องมีการออกแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นและผู้ใช้ต้องจัดการพลังงานอย่างขยันขันแข็งเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้แบตเตอรี่หมด

ระบบไฮบริด
ระบบไฮบริดผสมผสานองค์ประกอบที่ดีที่สุดของเทคโนโลยีบน-กริดและนอก-กริด

ระบบไฮบริดคืออะไร: ระบบไฮบริดเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า เช่นเดียวกับระบบที่ผูกมัดโครงข่าย- แต่ก็มีแบตเตอรีแบตรวมอยู่ในระบบด้วย พลังงานแสงอาทิตย์ที่ผลิตได้จะถูกนำไปใช้จ่ายไฟให้กับโหลดไฟฟ้าภายในบ้านก่อน จากนั้นจึงชาร์จแบตเตอรี่ หลังจากที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้วเท่านั้น ไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่เหลือที่ผลิตได้จะถูกส่งกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้า ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับเนื่องจากโครงข่ายไฟฟ้าดับ ระบบไฮบริดมีความสามารถในการแยกตัวเองออกจากโครงข่ายและจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้านต่อไปผ่านทางแบตเตอรีแบตเตอรีและผ่านแผงโซลาร์เซลล์

องค์ประกอบสำคัญของระบบไฮบริด: อินเวอร์เตอร์ไฮบริดหรืออินเวอร์เตอร์ที่จับคู่กับตัวควบคุมแบตเตอรี่ - ส่วนประกอบนี้ควบคุมส่วนประกอบต่างๆ มากมายในระบบไฮบริด

ข้อดีของการมีระบบไฮบริด: ความน่าเชื่อถือของพลังงานสำรอง ความสามารถในการประหยัดพลังงาน-ที่สร้างขึ้นเองเพื่อใช้ในช่วงอัตราค่าไฟฟ้าสูงสุด และอาจเป็นแบตเตอรีที่เล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอปพลิเคชันแบบปิด-ระบบกริดเท่านั้น

ข้อเสียของการมีระบบไฮบริด: ค่าใช้จ่ายแบตเตอรี่เพิ่มเติมทำให้ต้นทุนโดยรวมมากกว่าระบบผูกกริดมาตรฐาน-

นอกเหนือจากประเภทของระบบแล้ว การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ยังถูกจัดหมวดหมู่ตามขนาดและความสัมพันธ์กับโหลดไฟฟ้าที่ให้บริการอีกด้วย

Distributed Generation (DG): เป็นระบบขนาดเล็กที่ตั้งอยู่ใกล้กับจุดบริโภคมากที่สุด ระบบส่วนใหญ่บนหลังคาที่พักอาศัยและในอาคารพาณิชย์จัดอยู่ในประเภทนี้ โดยปกติจะรวมเข้ากับโครงข่ายจำหน่ายไฟฟ้าแรงต่ำและสามารถช่วยให้ผู้บริโภคประหยัดค่าไฟฟ้าได้

การผลิตแบบรวมศูนย์ (ยูทิลิตี้-ขนาด): เหล่านี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ซึ่งโดยปกติจะกระจายไปทั่วหลายร้อยเอเคอร์ เพื่อผลิตไฟฟ้าแล้วส่งผ่านสายส่งไฟฟ้าแรงสูงไปยังผู้ใช้-ปลายทางที่อยู่ห่างไกล- ทั้งฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่-และโรงงาน CSP อยู่ในหมวดหมู่นี้ โดยรวมแล้วการจำแนกประเภทของระบบพลังงานแสงอาทิตย์มีความซับซ้อน ไม่ว่าจะจำแนกตามเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง (PV กับ CSP) การกำหนดค่าการปฏิบัติงาน (บน-กริด นอก-กริด หรือไฮบริด) หรือระดับการใช้งาน การจำแนกแต่ละประเภทมีหน้าที่สำคัญในระบบพลังงานของโลก การทราบความแตกต่างเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับผู้ที่มุ่งหวังที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์