Autonominės saulės fotovoltinės sistemos, dar žinomos kaip autonominės sistemos, yra nepriklausomos elektros energijos gamybos sistemos, skirtos pirmiausia atokioms vietovėms, neturinčioms prieigos prie elektros tinklo. Šių sistemų tikslas – išspręsti elektros energijos tiekimo problemas autonominiuose regionuose. Jų patikimumui įtakos turi oro sąlygos, apkrovos poreikiai ir kiti veiksniai. Siekiant padidinti stabilumą, dažnai pridedama energijos kaupimo ir valdymo įranga.
Autonominių saulės energijos sistemų klasifikacija
Autonominės saulės fotovoltinės sistemos daugiausia sudarytos iš saulės baterijų, valdiklių ir akumuliatorių. Kintamosios srovės apkrovoms taip pat reikalingas keitiklis. Šias sistemas galima suskirstyti į du pagrindinius tipus: nuolatinės srovės saulės fotovoltines sistemas ir kintamosios srovės saulės fotovoltines sistemas.
1. Nuolatinės srovės saulės fotovoltinės sistemos
(1) Nuolatinės srovės saulės energijos sistemos be akumuliatorių
Šios sistemos tiesiogiai maitina nuolatinės srovės apkrovas dienos metu, kai yra saulės šviesa. Saulės baterijos yra tiesiogiai prijungtos prie apkrovų, todėl nereikia valdiklių ar energijos kaupimo. Ši sistema pagerina saulės energijos panaudojimą, nes išvengiama nuostolių energijos konvertavimo ir kaupimo metu. Tipiškas pritaikymas yra saulės energija varomi vandens siurbliai.
(2) Nuolatinės srovės saulės energijos sistemos su baterijomis
Šios sistemos apima saulės baterijas, įkrovimo valdiklius, baterijas ir nuolatinės srovės apkrovas. Saulėtu laikotarpiu saulės baterijos tiekia energiją apkrovoms ir vienu metu jas įkrauna. Naktį arba apsiniaukusiu oru baterijos tiekia energiją apkrovoms. Pritaikymas labai platus – nuo mažų saulės baterijų sodo ir kiemo šviestuvų iki didelio masto sprendimų nuotolinėms telekomunikacijų stotims, mikrobangų relinėms stotims ir kaimo vietovių elektrifikacijai. Didesnėms sistemoms reikalingos saulės baterijų matricos ir akumuliatorių baterijos.
2. Kintamosios srovės saulės energijos sistemos
(1) Kintamosios srovės ir hibridinės saulės fotovoltinės sistemos
Palyginti su nuolatinės srovės sistemomis, kintamosios srovės sistemose yra keitiklis, kuris nuolatinę srovę paverčia kintamąja, tinkančia kintamosios srovės apkrovoms. Hibridinės sistemos gali tiekti energiją tiek kintamosios, tiek nuolatinės srovės apkrovoms, todėl jos yra universalesnės.
(2) Tinklo papildytos saulės fotovoltinės sistemos
Šios sistemos daugiausia naudoja saulės energiją elektros energijai gaminti, o tinklas yra papildomas šaltinis. Saulės baterijų ir akumuliatorių dydį galima sumažinti siekiant ekonomiškumo, naudojant saulės energiją saulėtomis dienomis ir tinklo energiją apsiniaukusiomis sąlygomis. Šis hibridinis metodas sumažina pradines investicijų sąnaudas, tuo pačiu taupant energiją ir mažinant išmetamųjų teršalų kiekį. Tai veiksmingas pereinamasis sprendimas diegiant saulės fotovoltines technologijas regionuose, kuriuose saulėtų dienų skaičius viršija du trečdalius per metus.
Autonominių saulės energijos sistemų taikymas
Autonominės saulės elektrinės, dar vadinamos izoliuotomis saulės elektrinėmis, idealiai tinka atokiems kaimams, saloms ir kitoms neprijungtoms prie elektros tinklų vietovėms, kuriose yra pakankamai saulės šviesos ir koncentruota vartotojų paklausa. Šių sistemų galia paprastai svyruoja nuo kelių kilovatų iki dešimčių kilovatų. Jas sudaro saulės baterijų masyvai, akumuliatoriai, keitikliai, energijos valdymo sistemos ir elektros energijos paskirstymo tinklai.
Dieną sistema įkrauna akumuliatorius ir tuo pačiu metu tiekia energiją vandens siurbliams bei apdorojimo įrangai, skirtai tokioms operacijoms kaip vandens kaupimas ir gamyba. Naktį akumuliatoriai iškrauna energiją per keitiklį, kad patenkintų apkrovos poreikius. Tinkamas akumuliatorių valdymas yra labai svarbus, ypač naudojant naktį arba motorinėms apkrovoms, kurios sunaudoja daug energijos.
Autonominės saulės fotovoltinės sistemos yra praktiškas ir tvarus sprendimas elektros energijos trūkumui neprisijungus prie tinklų, įrodantis jų universalumą ir platesnio pritaikymo potencialą.
