Prinsip pembangkitan listrik fotovoltaik off-grid

Sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid terdiri dari modul fotovoltaik, pengontrol, inverter off-grid, baterai, dan sistem distribusi daya. Prinsip kerja sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid sangat mirip. Perbedaannya hanya terletak pada daya keluaran sistem off-grid yang dikonsumsi dan digunakan langsung tanpa disalurkan ke jaringan listrik. Untuk daerah pegunungan terpencil, daerah tanpa listrik, basis komunikasi, dan sebagainya, sistem pembangkit listrik fotovoltaik off-grid merupakan solusi yang tepat untuk memenuhi kebutuhan listrik.

(1)Panel surya

Panel surya yang umum digunakan meliputi modul silikon monokristalin, modul silikon polikristalin, dan modul silikon amorf. Di antara modul-modul tersebut, modul silikon monokristalin memiliki efisiensi konversi tertinggi dan volume terkecil, tetapi biayanya juga paling tinggi. Sistem pembangkit listrik tenaga surya off-grid menggunakan komponen sel surya sebagai pembangkit listrik, dan merupakan komponen terpenting dalam sistem catu daya surya. Fungsinya adalah mengubah energi radiasi matahari menjadi listrik arus searah.

(2) Pengendali

Pengontrol surya yang umum digunakan meliputi pengontrol surya biasa, pengontrol surya PWM, dan pengontrol surya MPPT. Pengontrol surya MPPT adalah teknologi generasi ketiga, pengontrol surya tercanggih saat ini. Pengontrol surya MPPT mengacu pada pengontrol surya dengan fungsi "pelacakan titik daya maksimum". Ini merupakan produk peningkatan dari pengontrol surya PWM. Pengontrol surya MPPT dapat membuat sistem selalu mengisi daya baterai dengan daya maksimum. Efisiensi pelacakan MPPT mencapai 99%, efisiensi pembangkitan daya seluruh sistem mencapai 97%, dan memiliki manajemen baterai yang sangat baik. Pengontrol menyesuaikan dan mengendalikan energi listrik yang dihasilkan oleh modul surya. Di satu sisi, energi yang telah disesuaikan dikirim ke beban DC atau beban AC, dan di sisi lain, kelebihan energi dikirim ke baterai untuk disimpan. Ketika listrik yang dihasilkan tidak dapat memenuhi kebutuhan beban, pengontrol akan mengirimkan daya dari baterai ke beban. Setelah baterai terisi penuh, pengontrol akan mengontrol baterai agar tidak kelebihan daya. Ketika energi listrik yang tersimpan dalam baterai habis, pengontrol harus mengendalikan baterai agar tidak terjadi pengosongan daya yang berlebihan guna melindungi baterai.

(3) Baterai

Saat ini, terdapat empat jenis baterai utama yang digunakan dalam sistem pembangkit listrik tenaga surya di pasaran, yaitu baterai timbal-asam, baterai gel, baterai litium terner, dan baterai litium besi fosfat. Tugas utama baterai adalah menyimpan energi. Baterai mengubah daya DC yang dihasilkan dari energi radiasi matahari oleh susunan sel surya menjadi energi kimia dan menyimpannya, sehingga dapat menjamin daya beban pada malam hari atau saat berawan dan hujan.

(4) Pengubah

Banyak peralatan listrik menggunakan arus bolak-balik, dan jaringan listrik dalam kehidupan sehari-hari juga menggunakan transmisi arus bolak-balik. Oleh karena itu, setelah catu daya DC tersedia, diperlukan konverter daya. Istilah teknisnya adalah inverter, dan inverter adalah inti dari sistem pembangkit listrik off-grid. Komponen ini bertanggung jawab untuk mengubah daya DC menjadi daya AC untuk digunakan oleh beban AC. Menurut bentuk gelombang tegangan AC, kita juga dapat membagi inverter menjadi inverter gelombang persegi, inverter gelombang termodifikasi, dan inverter gelombang sinus. Di antara mereka, bentuk gelombang keluaran inverter gelombang sinus baik, dengan sedikit gangguan pada peralatan komunikasi dan kebisingan. Untuk meningkatkan kinerja keseluruhan sistem pembangkit listrik fotovoltaik dan memastikan operasi pembangkit listrik yang stabil dalam jangka panjang, indikator kinerja inverter sangat penting.

(5) Beban

Ada banyak hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan beban sistem pembangkit listrik fotovoltaik. Daya beban harus dipilih sesuai dengan kapasitas baterai. Persyaratan dasarnya adalah pada kondisi sinar matahari normal, energi matahari yang dapat disimpan baterai setiap hari dapat memenuhi kebutuhan energi listrik beban selama sehari atau terdapat kelebihan energi listrik. Total daya beban tidak boleh melebihi daya keluaran panel surya atau pengontrol.