Débit d'énergie solaire PV et composants

Concept de base

Le système photovoltaïque convertit l'énergie lumineuse (énergie solaire) en électricité à courant direct (DC) via des panneaux PV, puis le convertit en électricité de courant alternatif (AC) via un onduleur, le livrant enfin au réseau ou pour une utilisation de charge locale. La structure de montage et les accessoires (boîtes de jonction, connecteurs, câbles, etc.) sont des composants essentiels de support structurel et de connexion électrique permettant ce processus de conversion et de transmission d'énergie.

Composants centraux et leur rôle dans le flux électrique

1. Panneaux PV (modules):

• Rôle: le point de départ du système, l'unité de production de puissance de base. Utilise l'effet photovoltaïque pour convertir la lumière du soleil directement en courant direct (DC).

• Caractéristiques électriques: un panneau unique produit une tension limitée (par exemple, 30-50V DC), un courant (par exemple, 8-12A) et une puissance (par exemple, 300W-600W +).

2. Boîte de jonction:

• Collecte et sortie de courant: collecte le courant des cellules connectées à la série à l'intérieur du panneau PV et le sort via des fils positifs (+) et négatifs (-).

• Diode de contournement: composant électrique critique! Si un panneau est ombré ou endommagé, réduisant sa sortie, il peut devenir un 'goulot d'étranglement' dans la chaîne de la série, non seulement pour générer de la puissance mais aussi le chauffage (effet hot spot). La diode de dérivation permet au courant de circuler autour du panneau sous-performant à travers la diode elle-même, garantissant que le courant des autres panneaux sains peut passer. Cela protège le module et améliore l'efficacité globale du système.

• Point de connexion: fournit des interfaces standardisées (généralement des sockets MC4) pour une connexion facile à d'autres panneaux ou câbles à l'aide de câbles et de connecteurs.

• Emplacement: généralement monté à l'arrière de chaque panneau PV.

• Rôle:

3. Accessoires - câbles et connecteurs:

• Connexion entre panneau: utilise des câbles courts pré-fabriqués avec des bouchons MC4 ( 'cavaliers ') pour connecter la borne positive (+) de la boîte de jonction d'un panneau à la borne négative (-) du panneau suivant, atteignant la connexion série (augmente la tension). Peut également être utilisé pour la connexion parallèle (augmente le courant), mais nécessite des méthodes de combinaison appropriées.

• Sortie de chaîne: achemine les sorties positives (+) et négatives (-) d'une chaîne connectée en série de panneaux PV (appelée a 'string ') via des câbles CC plus longs vers une boîte de combinaison DC ou directement vers l'onduleur (pour les petits systèmes ou les onduleurs de chaîne). Ces câbles plus longs sont 'String Cables '.

• Câbles CC PV: Spécialement conçus pour les environnements PV extérieurs: résistants aux températures élevées (90 ° C), rayonnement UV, intempéries et retardateur de flamme (un câble spécifique au PV certifié comme TUV PV1-F). Comprend un câble positif (+) et un câble négatif (-).

• Connecteurs PV: les plus souvent MC4 ou les types compatibles. Conçu comme des connecteurs résistants aux intempéries, à tactile et à verrouillage.

• Types:

• Rôle:

4. ACCESSOIRES - Boîte de combiner DC:

• STRIGH combinaison: combine les sorties CC de plusieurs chaînes PV (par exemple, 4, 6, 8, 10, 12, 16 chaînes) en les connectant en parallèle.

• Protection: un point de protection clé du côté CC.

• Sortie: Les sorties combinées DC Positive (+) et négatives (-) sont acheminées via des câbles CC à calibre plus lourds vers l'onduleur.

• FUSE / DC CIRCUIT DES BREATS: Offrez une protection de surintensité pour chaque chaîne d'entrée. Empêche le courant de défaut des autres chaînes 'Backfeeding ' et endommageant les panneaux PV dans une chaîne de défaut si elle court-elle.

• Dispositifs de protection des surtensions (SPDS): protège contre les surtensions induites par la foudre sur les lignes CC endommageant l'équipement en aval comme l'onduleur.

• Débranchez l'interrupteur / isolateur: permet une déconnexion sûre du côté CC pour l'entretien ou les urgences.

• Emplacement: Dans les systèmes d'onduleur de cordes, généralement installés près du réseau PV et de l'onduleur (par exemple, sur le toit, à côté des supports sols ou dans une salle de commutation).

• Rôle:

5. Onduleur:

• Conversion CC en AC: convertit l'électricité CC générée par les panneaux PV en électricité AC compatible avec la grille ou les charges locales (par exemple, 220V / 380V, 50Hz).

• Suivi de point de puissance maximal (MPPT): surveille et ajuste en continu le point de fonctionnement de l'entrée CC pour maintenir le réseau PV fonctionnant à sa puissance de sortie maximale, maximisant la récolte d'énergie.

• Interaction de la grille (pour la grille): surveille la tension et la fréquence de la grille pour les systèmes liés au réseau, garantissant que le courant de sortie est synchronisé avec la grille pour répondre aux exigences d'interconnexion. Se déconnecte automatiquement de la grille si un défaut de grille est détecté (protection anti-îlot).

• Surveillance et communication: a généralement un enregistreur de données intégré, une génération d'enregistrement, un état, etc., et transmet des données via Wired (RS485, Ethernet) ou sans fil (WiFi, 4G) pour une plate-forme de surveillance.

• Fonctions de protection: Fournit des protections multiples: sur / sous tension, au-dessus / sous la fréquence, surexcurse, sur-température, polarité inverse, défauts d'isolation, etc.

• Rôle: le 'Heart ' du système, l'unité de conversion de puissance de base.

• Entrée: reçoit l'électricité CC de la boîte de combinaison DC (ou directement des chaînes).

• Sortie: produit de l'électricité AC.

6. Accessoires - Câbles AC:

• Rôle: Transmet la sortie CA de l'onduleur vers la carte de distribution AC (ACDB) ou directement au point d'interconnexion (POI) avec la grille / charges locales.

• Exigences: Câbles d'alimentation AC standard conformes aux codes électriques locaux (par exemple, Thhn / Thwn, XHHW dans le conduit ou use-2 / rhw-2 pour l'enterrement direct).

7. CARTE DE DISTRIBUTION AC (ACDB) / Centre de charge:

• Protection et distribution: contient des disjoncteurs offrant une protection (surcharge et court-circuit) pour la sortie CA de l'onduleur.

• Montage: abrite un compteur d'électricité (compteur KWH) pour mesurer la production d'énergie du système PV (énergie alimentée dans le réseau ou auto-cohérente).

• Point d'interconnexion de la grille: le point de connexion final entre le système et la grille ou le principal panneau électrique de l'utilisateur. Le compteur utilitaire est généralement installé ici ou à proximité.

• Protection des surtensions: SPDS côté AC.

• Isolement: fournit un interrupteur d'isolement pour la maintenance.

• Rôle:

8. Grille / charges:

• Système lié à la grille: L'électricité CA convertie est introduite dans le réseau à utiliser par d'autres. La puissance du système est d'abord utilisée par les charges locales; L'excès est exporté vers la grille; Le déficit est importé de la grille.

• Système hors réseau: L'alimentation CA est fournie directement aux charges locales (nécessitant souvent un stockage de batterie).

• Rôle:

Rôle de la structure de montage (noyau non électrique, mais vital pour les performances électriques)

• Support structurel: c'est la fonction principale. Il répare en toute sécurité les panneaux PV sur le toit, le sol ou toute autre structure, soutenant le vent, la neige, la pluie et les charges mortes, garantissant que les panneaux fonctionnent à long terme à l'angle et à la position optimaux.

• Optimisation de l'angle: les supports peuvent être des systèmes de suivi à inclinaison fixe ou utiliser pour maximiser l'irradiance solaire reçue par les panneaux, impactant directement le rendement énergétique (la sortie finale du système électrique).

• Ventilation et refroidissement: une conception de montage appropriée (par exemple, une installation élevée) fournit un flux d'air derrière les panneaux, aidant le refroidissement. Des températures plus élevées réduisent l'efficacité du panneau PV.

• Chemin de mise à la terre: La structure de montage métallique est une partie vitale de l'ensemble du système de mise à la terre du réseau PV. Il fournit un chemin à faible impédance vers la terre terrestre pour les cadres de panneau, les rails et autres composants métalliques, conduisant en toute sécurité les courants de défaut potentiels ou les courants de foudre sur la Terre, protégeant l'équipement et le personnel. Les conducteurs de mise à la terre se connectent aux rails de montage et au cadre du tableau.

Résumé complet du débit électrique

1. Énergie légère -> Électricité CC: la lumière du soleil frappe les panneaux PV, générant de l'électricité DC.

2. Collecte et protection intra-panneau: le courant est collecté et la sortie via la boîte de jonction; La diode de contournement offre une protection si nécessaire.

3. Formation de chaîne: les câbles PV et les connecteurs connectent plusieurs panneaux en série, formant un 'String ' avec une tension de sortie plus élevée.

4. Stroncez des chaînes combinant et protection: les sorties CC à partir de plusieurs chaînes sont connectées via des câbles de chaîne à la boîte combiner DC. La boîte de combinaison relie les chaînes en parallèle, augmentant le courant de sortie et offre une protection via des fusibles / disjoncteurs internes et des SPD.

5. Transmission CC: la puissance CC combinée est transmise via des câbles CC principaux à l'onduleur.

6. DC -> Conversion et optimisation AC: l'onduleur convertit DC en AC et maximise la puissance d'entrée via MPPT.

7. Sortie et protection CA: la sortie AC de l'onduleur est transmise via des câbles CA à la carte de distribution AC (ACDB).

8. Connexion de mesure et de réseau: dans l'ACDB, après protection par les disjoncteurs, l'énergie est mesurée par le compteur et enfin interconnectée avec la grille au point d'interconnexion (POI) ou fournie aux charges locales.

9. Consommation / exportation d'énergie: L'électricité AC est consommée par des charges ou exportée vers le réseau.

La structure de montage fournit un support physique, une optimisation d'angle, un environnement de refroidissement et des fondations de mise à la terre pour les panneaux PV, les boîtes de jonction, les connecteurs et les câbles (dans le tableau) impliqués dans les étapes 1 à 4. Il s'agit de l'infrastructure garantissant que le processus électrique fonctionne en toute sécurité, de manière stable et efficace.

Résumé des accessoires: boîtes de jonction, connecteurs, câbles (DC + AC), boîtes de combinaison, disjoncteurs / mètres dans l'ACDB, etc., sont toutes indispensables 'Parts ' qui forment la voie électrique complète, permettent la transmission d'énergie et offrent une protection contre la sécurité.

Comprendre ce flux et le rôle de chaque composant montrent clairement comment l'énergie solaire est transformée étape par étape en électricité utilisable.