Le système de support central pour la production d'énergie photovoltaïque

Dans la vague de la transition énergétique mondiale, la production d'énergie photovoltaïque est devenue une forme importante de nouvelle énergie en raison de ses avantages propres et renouvelables. En tant que support central de la production d'énergie photovoltaïque, le système de support photovoltaïque est la clé pour atteindre une production d'énergie efficace. Un système de support photovoltaïque complet n'est pas un seul appareil, mais un ensemble organique composé de plusieurs composants de base tels que des panneaux photovoltaïques, des onduleurs, des batteries, des supports et des câbles travaillant ensemble. Chaque composant entreprend une fonction indispensable, formant collectivement une chaîne complète à partir de la capture d'énergie lumineuse, de la conversion, du stockage en transmission d'alimentation.

L'onduleur est le 'Convertisseur d'alimentation ' du système photovoltaïque et un appareil clé reliant les panneaux photovoltaïques au réseau électrique ou aux charges. Étant donné que l'électricité générée par les panneaux photovoltaïques est le courant direct, tandis que l'électricité des ménages, l'électricité industrielle et la transmission du réseau électrique sont un courant alternatif, la fonction centrale de l'onduleur est de convertir efficacement la sortie du courant direct par des panneaux photovoltaïques en courant alternatif qui répond aux normes de réseau. Selon différents scénarios d'application, les onduleurs peuvent être divisés en trois catégories: onduleurs centralisés, onduleurs à cordes et micro-invertisseurs. Les onduleurs centralisés conviennent aux centrales photovoltaïques au sol à grande échelle, avec les avantages de la puissance élevée et du faible coût, mais sont sensibles aux ombres locales. Les onduleurs de chaîne peuvent effectuer un suivi maximal de points de puissance (MPPT) pour chaque chaîne photovoltaïque, ce qui peut réduire efficacement les pertes de production d'électricité causées par l'occlusion de l'ombre et sont largement utilisés dans les stations électriques distribuées industrielles et commerciales. Les micro-invertisseurs sont directement installés sur chaque panneau photovoltaïque pour réaliser une conversion et une surveillance indépendantes d'un seul panneau photovoltaïque, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la fiabilité de la production d'électricité du système, et convient aux scénarios de toit photovoltaïque ou complexes ménagères. De plus, les onduleurs de haute qualité ont également des fonctions de sécurité telles que la protection contre la surtension, la protection de surintensité et la protection des effets de l'îlot, servant de 'Gardes de sécurité ' pour assurer le fonctionnement stable du système.

En tant que 'Banque d'énergie ' du système photovoltaïque, les batteries jouent un rôle important dans le stockage d'énergie, qui est essentiel en particulier dans les systèmes ou scénarios photovoltaïques hors réseau où une suppression de fluctuation de sortie est requise. Leur fonction centrale consiste à stocker l'excès d'électricité généré par des panneaux photovoltaïques lorsqu'il y a suffisamment de soleil et de le libérer lorsqu'il y a insuffisant la lumière du soleil ou la nuit, assurant la continuité et la stabilité de l'alimentation électrique. Actuellement, les types courants de batteries utilisés dans le stockage d'énergie photovoltaïque comprennent les batteries au lithium, les batteries à l'acide plomb et les batteries à flux de vanadium. Les batteries au lithium sont devenues le choix grand public en raison de leurs avantages de densité d'énergie élevée, de durée de vie à cycle long et d'efficacité élevée de charge de charge (jusqu'à plus de 90%). En particulier, les batteries de phosphate de fer au lithium sont plus compétitives en termes de sécurité et de coût. Les batteries au plomb ont une technologie mature et un faible coût, mais ont une faible densité d'énergie et une durée de vie courte, ce qui les rend adaptées aux petits systèmes hors réseau. Les batteries à flux de vanadium ont les caractéristiques d'une durée de vie à cycle ultra-long et d'une sécurité élevée, et conviennent aux centrales de stockage d'énergie à grande échelle, mais leur coût est relativement élevé. La capacité et les performances des batteries affectent directement l'effet de stockage d'énergie du système et doivent être raisonnablement configurées en fonction de facteurs tels que la demande d'électricité et la production d'énergie photovoltaïque.

Le support est la 'structure squelettique ' du système photovoltaïque, responsable de la fixation des panneaux photovoltaïques et de les supports à l'angle d'installation optimal pour maximiser la réception du soleil. Son rôle principal n'est pas seulement de supporter le poids, mais aussi d'améliorer l'efficacité de la production d'énergie des panneaux photovoltaïques en optimisant l'angle d'installation et l'orientation. Selon différents scénarios d'installation et méthodes de réglage, les supports peuvent être divisés en deux catégories: supports fixes et supports de suivi. Les supports fixes ont une structure simple et un faible coût, avec un angle d'installation fixe, adapté aux zones avec des conditions d'éclairage stables. Les supports de suivi peuvent suivre automatiquement la lumière du soleil avec le changement de l'azimut et de l'angle d'altitude du soleil à travers les capteurs et les dispositifs de conduite, ce qui peut augmenter la production d'énergie de 15% à 30% par rapport aux supports fixes. Cependant, ils ont un coût relativement élevé et des difficultés d'entretien légèrement plus élevées et sont couramment utilisés dans les centrales électriques à grande échelle. En termes de sélection des matériaux, les supports adoptent généralement des matériaux résistants aux intempéries tels que l'alliage d'aluminium et l'acier galvanisé pour s'adapter aux environnements climatiques extérieurs complexes et assurer la stabilité structurelle du système dans des conditions sévères telles que le vent, la pluie et la neige.

Les câbles, en tant que 'réseau vasculaire ' du système photovoltaïque, entreprennent la tâche importante de la transmission de puissance, responsable de la transmission de l'électricité produite par des panneaux photovoltaïques aux onduleurs, aux batteries et au réseau électrique. Les performances des câbles photovoltaïques affectent directement l'efficacité de la transmission de puissance et la sécurité du système, il y a donc des exigences techniques strictes pour eux. Premièrement, les câbles doivent avoir une excellente conductivité pour réduire la perte de puissance pendant la transmission. Deuxièmement, en raison de l'exposition à long terme à l'extérieur, ils doivent avoir des caractéristiques telles que la résistance à des températures élevées et basses, des rayons ultraviolets, une ozone et un vieillissement, et être capable de s'adapter à des environnements de température extrêmes allant de -40 ℃ à 90 ℃. De plus, ils doivent avoir une bonne isolation et une bonne résistance mécanique pour éviter les risques de sécurité tels que les courts-circuits et les fuites électriques. Les câbles communs utilisés dans les systèmes photovoltaïques comprennent les câbles CC et les câbles AC. Les câbles CC connectent les panneaux photovoltaïques aux onduleurs et doivent résister à des tensions CC élevées; Les câbles AC connectent les onduleurs au réseau électrique ou aux charges et doivent respecter les normes de tension AC du réseau électrique. Une sélection raisonnable de spécifications de câbles, de conception de câblage appropriée et de mesures de protection sont les clés pour assurer une transmission de puissance efficace et sûre.

Dans l'ensemble du système de support photovoltaïque, chaque composant n'existe pas isolément, mais forme une boucle fermée de travail efficace et collaborative grâce à une coopération précise. Lorsque la lumière du soleil irrade les panneaux photovoltaïques, les panneaux photovoltaïques génèrent un courant direct à travers l'effet photoélectrique. Le courant direct est transmis à l'onduleur via des câbles CC. Une fois que l'onduleur l'a converti en courant alternatif, une partie de celle-ci est directement fournie à la charge, et l'autre partie de l'excès d'électricité peut être transmise à la batterie pour le stockage via des câbles ou intégrée dans le réseau électrique pour réaliser l'électricité excédentaire lorsqu'il est insuffisant de la lumière du soleil, l'électricité stockée dans la batterie est convertie en courant alternatif à travers l'onduleur pour assurer la puissance continue de la charge. Les supports maximisent l'efficacité de la capture d'énergie lumineuse en optimisant l'angle et l'orientation des panneaux photovoltaïques; Les câbles garantissent une transmission de puissance efficace entre les composants et réduisent les pertes.