Samostalni solarni fotonaponski sustavi, poznati i kao sustavi izvan mreže, neovisni su sustavi za proizvodnju energije dizajnirani prvenstveno za udaljena područja bez pristupa mreži. Cilj ovih sustava je riješiti probleme s opskrbom energijom u regijama izvan mreže. Na njihovu pouzdanost utječu vremenski uvjeti, zahtjevi za opterećenjem i drugi čimbenici. Kako bi se poboljšala stabilnost, često se dodaje oprema za pohranu i upravljanje energijom.
Klasifikacija samostalnih solarnih fotonaponskih sustava
Samostalni solarni fotonaponski sustavi sastoje se uglavnom od solarnih panela, kontrolera i baterija. Za izmjenična opterećenja potreban je i pretvarač. Ovi sustavi mogu se podijeliti u dvije glavne vrste: istosmjerni solarni fotonaponski sustavi i izmjenični solarni fotonaponski sustavi.
1. DC solarni fotonaponski sustavi
(1) DC solarni fotonaponski sustavi bez baterija
Ovi sustavi napajaju istosmjerna opterećenja izravno tijekom dana kada je dostupna sunčeva svjetlost. Solarni paneli su izravno spojeni na opterećenja, eliminirajući potrebu za kontrolerima ili skladištenjem energije. Ovakav postav poboljšava iskorištavanje solarne energije izbjegavajući gubitke u pretvorbi i skladištenju energije. Tipična primjena su vodene pumpe na solarni pogon.
(2) DC solarni fotonaponski sustavi s baterijama
Ovi sustavi uključuju solarne panele, regulatore punjenja, baterije i istosmjerna opterećenja. Tijekom sunčanih razdoblja, solarni paneli opskrbljuju opterećenja energijom i istovremeno pune baterije. Noću ili za oblačnog vremena, baterije napajaju opterećenja. Primjene se kreću od malih solarnih vrtnih i dvorišnih svjetala do velikih rješenja za udaljene telekomunikacijske stanice, mikrovalne relejne stanice i ruralnu elektrifikaciju. Veći sustavi zahtijevaju solarne panele i baterije.
2. AC solarni fotonaponski sustavi
(1) AC i hibridni solarni fotonaponski sustavi
U usporedbi s istosmjernim sustavima, izmjenični sustavi uključuju pretvarač za pretvaranje istosmjerne u izmjeničnu struju, što je pogodno za izmjenična opterećenja. Hibridni sustavi mogu napajati i izmjenična i istosmjerna opterećenja, povećavajući svestranost.
(2) Solarni fotonaponski sustavi s nadopunom mreže
Ovi sustavi se prvenstveno oslanjaju na solarnu energiju za proizvodnju energije, a mreža je dodatni izvor. Solarni paneli i baterije mogu se smanjiti radi isplativosti, koristeći solarnu energiju tijekom sunčanih dana i mrežnu energiju tijekom oblačnih uvjeta. Ovaj hibridni pristup smanjuje početne troškove ulaganja, a istovremeno postiže uštedu energije i smanjenje emisija. To je učinkovito prijelazno rješenje za primjenu solarnih fotonaponskih sustava u regijama s više od dvije trećine sunčanih dana godišnje.
Primjena samostalnih solarnih fotonaponskih sustava
Samostalne solarne elektrane, poznate i kao izolirane solarne elektrane, idealne su za udaljena sela, otoke i druga područja izvan mreže s dovoljno sunčeve svjetlosti i koncentriranom potražnjom korisnika. Ovi sustavi obično imaju kapacitet od nekoliko kilovata do desetaka kilovata. Sastoje se od solarnih panela, baterija, pretvarača, sustava za upravljanje energijom i mreža za distribuciju energije.
Sustav puni baterije tijekom dana dok istovremeno napaja vodene pumpe i opremu za obradu za operacije poput skladištenja i proizvodnje vode. Noću baterije prazne energiju putem pretvarača kako bi zadovoljile potrebe opterećenja. Pravilno upravljanje baterijama ključno je, posebno za noćnu upotrebu ili motorna opterećenja s velikom potrošnjom energije.
Samostalni solarni fotonaponski sustavi praktično su i održivo rješenje za rješavanje nedostatka energije u područjima izvan mreže, pokazujući svoju svestranost i potencijal za širu primjenu.
