Fotovoltaik enerji depolama sistemi nedir?
Fotovoltaik enerji depolama sistemi, güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştürerek ev aletlerine enerji sağlayan ve fazlasını gece veya şebeke elektriğinin olmadığı durumlarda kullanılmak üzere depolayan ekipman ve teknolojinin birleşimidir.
Nedir ve başlıca bileşenleri nelerdir?
1. Fotovoltaik modül: Güneş ışığını yakalamak ve doğru akıma dönüştürmekle görevli çeşitli fotovoltaik modüllerden (güneş panelleri olarak da bilinir) oluşur.
2. Montaj sistemi, aksesuarlar ve kablolar: Güneş panellerini sabitlemek ve üretilen doğru akımı invertöre iletmek için kullanılır.
3. İnvertörler (şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız inverterler): Güneş panelleri tarafından üretilen doğru akım (DC) gücünün ters çevrilmesiyle alternatif akım (AC) gücü oluşturulur ve fazla güç, şehir şebekesine de bağlanabilen bir enerji depolama sisteminde depolanır.
4. Enerji depolama cihazları: Genellikle lityum piller ve diğer pil türleri gibi, güneş enerjisiyle üretilen ve hemen kullanılmayan elektriği bir invertör aracılığıyla daha sonra kullanılmak üzere depolayan pilleri ifade eder.
5. EMS ve BMS: EMS, tüm parçaların verimli ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak için tüm sistemin çalışmasını izleyen ve yöneten sistemdir. BMS ise, bataryanın şarj ve deşarjını optimize eden ve kontrol eden, batarya yönetim sistemidir.
6. Birleştirme kutusu: Güneş enerjisi erişim invertörünün ortasında bulunan aşırı gerilim koruması (yıldırım koruması), sigortalar, DC devre kesiciler, şebeke giriş devre kesicileri, kesintisiz güç kaynağı çıkış devre kesicileri vb. gibi her türlü koruma ekipmanı ve anahtarını içerir.
Fotovoltaik etki, güneş enerjisinden elektrik elde etme yöntemi
1. Fotonların soğurulması: Güneş ışığı (diğer ışık kaynakları da dahil olmak üzere) güneş panelinin malzemesine (silikon) çarptığında, fotonların enerjisi yarı iletken malzeme tarafından emilir.
2. Elektronların uyarılması: Soğurulan foton enerjisi, yarı iletken içindeki elektronların değerlik bandından iletim bandına sıçramasına ve bağlı halden serbest hale geçmesine neden olur.
3. Elektron-delik çiftlerinin oluşumu: Bir elektron iletim bandına uyarıldığında, değerlik bandında bir delik bırakır. Bu elektron ve delik bir elektron-delik çifti oluşturur.
4. Elektrik alanının oluşturulması: Fotovoltaik malzemelerde genellikle P tipi ve N tipi bölgeler bulunur ve bu iki bölgenin birleşim noktasında (yani PN birleşim noktasında) içsel bir elektrik alanı oluşur.
5. Elektron akışını yönlendirme: Bu iç elektrik alanı, serbest elektronları N tipi bölgeye, delikleri ise P tipi bölgeye doğru hareket ettirir ve bu hareket bir akım oluşturur.
6. Akımın toplanması: Bu akım, bir invertör aracılığıyla alternatif akıma (AC) veya doğru akıma (DC) dönüştürülür ve daha sonra kullanılmak üzere enerji depolama sisteminde saklanır.
Şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız invertörlerin çalışma prensipleri ve işleyiş biçimleri
1. Şebekeye bağlı invertör, güneş panelleri tarafından üretilen DC gücü, MPPT modülü aracılığıyla invertör için uygun bara voltajına dönüştürür ve ardından elektronik bileşenler aracılığıyla AC gücüne çevirerek ev aletlerine güç sağlar. Fazla güç varsa, depolama sisteminin voltajıyla aynı voltaja dönüştürülerek yedekleme için depolama sistemine şarj edilir; yine fazla güç varsa, tersine çevrilerek elektrik şebekesine entegre edilir.
2. Fotovoltaik enerji depolama sistemleri, kendi kendine üretim ve kendi kendine tüketim modlarına, tepe yük dengeleme ve dip yük doldurma modlarına ve batarya öncelikli modlara sahiptir.
Kendi kendine üretim ve kendi kendine kullanım modu: Güneş panelleri tarafından üretilen elektrik, alternatif akıma (AC) dönüştürülerek doğrudan ev aletlerine verilirken, fazlası depolama sistemine yüklenir; güneş panelleri tarafından üretilen akım ev aletlerinin kullanımı için yeterli değilse, şehir elektrik şebekesi kullanılarak takviye edilir.
Tepe Yükü Azaltma ve Vadi Yükü Doldurma Modu: Belirlenen en düşük yük zamanında, şehir şebekesinden gelen alternatif akım (AC) gücü doğru akıma (DC) dönüştürülerek enerji depolama sistemine yüklenir; belirlenen en yüksek yük zamanında ise enerji depolama sistemindeki DC gücü, ev aletlerine verilmek üzere alternatif akıma (AC) dönüştürülür; eğer batarya gücü yetersiz kalırsa, şehir şebekesinden takviye yapılır.
Pil Öncelik Modu: Durum ne olursa olsun, öncelikle enerji depolama sisteminin gücünün dolu olduğundan emin olun. Güneş enerjisi daha fazla güç ürettiğinde, bu doğrudan ev pilinde kullanılmak üzere AC gücüne dönüştürülür ve şebeke bağlantı fonksiyonu açıldığında, fazlalık şehir şebekesine eklenir.
Güneş panellerinin tasarımını ve kurulum için gereken W değerinin nasıl hesaplanacağını belirleme
Güneş paneli: LESSO 550W
Ölçüler: Yaklaşık 2278 x 1134 mm (2,6 fit kare).
Ağırlık: 28 kg
Güç: 550W
Alan hesaplama formülü:
Not: 7 kW'ın altındaki güneş panellerini destekler.
Güneş panellerinin toplam gücü: 550W*12=6,6KW
Gerekli çatı alanı: 12 x 2,6 fit kare = 31,2 fit kare.
Günlük enerji üretimi hesaplaması:
Çin'in Wenzhou şehrini örnek alalım: En yüksek güneşlenme süresi 3,77 saat, watt başına yıllık enerji üretimi 1,088 kWh, yıllık etkin kullanım süresi 1087,08 saat. Kurulum açısı: 18 derece.
Günlük en yüksek elektrik üretimi = 6,6 kW x 3,77 saat = 24,88 kWh
Yıllık elektrik üretimi = 6,6 kW x 1087,08 saat = 7174,728 kWh
