Samostojni sončni fotonapetostni sistemi, znani tudi kot sistemi brez dostopa do omrežja, so neodvisni sistemi za proizvodnjo energije, zasnovani predvsem za oddaljena območja brez dostopa do omrežja. Namen teh sistemov je rešiti težave z oskrbo z električno energijo v regijah brez dostopa do omrežja. Na njihovo zanesljivost vplivajo vremenske razmere, obremenitve in drugi dejavniki. Za izboljšanje stabilnosti se pogosto doda oprema za shranjevanje in upravljanje energije.
Klasifikacija samostojnih sončnih fotonapetostnih sistemov
Samostojni sončni fotonapetostni sistemi so sestavljeni predvsem iz sončnih panelov, krmilnikov in baterij. Za izmenične obremenitve je potreben tudi razsmernik. Te sisteme lahko razdelimo v dve glavni vrsti: enosmerne sončne fotonapetostne sisteme in izmenične sončne fotonapetostne sisteme.
1. Enosmerni sončni fotonapetostni sistemi
(1) DC sončni fotonapetostni sistemi brez baterij
Ti sistemi napajajo enosmerne obremenitve neposredno podnevi, ko je na voljo sončna svetloba. Sončne celice so neposredno priključene na obremenitve, kar odpravlja potrebo po krmilnikih ali shranjevanju energije. Ta postavitev izboljša izkoriščanje sončne energije, saj preprečuje izgube pri pretvorbi in shranjevanju energije. Tipična uporaba so vodne črpalke na sončno energijo.
(2) DC sončni fotonapetostni sistemi z baterijami
Ti sistemi vključujejo sončne celice, regulatorje polnjenja, baterije in enosmerne obremenitve. V sončnih obdobjih sončne celice dovajajo energijo obremenitvam in hkrati polnijo baterije. Ponoči ali v oblačnem vremenu baterije napajajo obremenitve. Uporaba segajo od majhnih sončnih vrtnih in dvoriščnih luči do velikih rešitev za oddaljene telekomunikacijske postaje, mikrovalovne relejne postaje in elektrifikacijo podeželja. Večji sistemi zahtevajo polja sončnih celic in baterijske sklope.
2. AC sončni fotonapetostni sistemi
(1) Sistemi AC in hibridni sončni fotonapetostni sistemi
V primerjavi z enosmernimi sistemi imajo izmenični sistemi vgrajen razsmernik za pretvorbo enosmernega v izmenični tok, kar je primerno za izmenične obremenitve. Hibridni sistemi lahko napajajo tako izmenične kot enosmerne obremenitve, kar povečuje vsestranskost.
(2) Omrežno dopolnjeni sončni fotonapetostni sistemi
Ti sistemi se za proizvodnjo energije v prvi vrsti zanašajo na sončno energijo, omrežje pa je dodatni vir. Sončne celice in baterije je mogoče zaradi stroškovne učinkovitosti zmanjšati, tako da se sončna energija uporablja v sončnih dneh, omrežna energija pa v oblačnih razmerah. Ta hibridni pristop zmanjšuje začetne investicijske stroške, hkrati pa dosega prihranke energije in zmanjšanje emisij. Je učinkovita prehodna rešitev za uvedbo sončne fotovoltaike v regijah z več kot dvema tretjinama sončnih dni letno.
Uporaba samostojnih sončnih fotonapetostnih sistemov
Samostojne sončne elektrarne, znane tudi kot izolirane sončne elektrarne, so idealne za oddaljene vasi, otoke in druga območja brez omrežja z zadostno sončno svetlobo in koncentriranim povpraševanjem uporabnikov. Ti sistemi imajo običajno zmogljivost od nekaj kilovatov do več deset kilovatov. Sestavljeni so iz nizov sončnih kolektorjev, baterij, razsmernikov, sistemov za upravljanje energije in omrežij za distribucijo električne energije.
Sistem podnevi polni baterije, hkrati pa napaja vodne črpalke in opremo za obdelavo vode za operacije, kot sta shranjevanje in proizvodnja vode. Ponoči baterije praznijo energijo prek razsmernika, da zadostijo potrebam po obremenitvi. Pravilno upravljanje baterij je ključnega pomena, zlasti za nočno uporabo ali motorno gnane obremenitve z visoko porabo energije.
Samostojni sončni fotonapetostni sistemi so praktična in trajnostna rešitev za odpravljanje pomanjkanja električne energije na območjih brez dostopa do omrežja, kar dokazuje njihovo vsestranskost in potencial za širšo uporabo.
