5 Stand - alone PV systems
5.1 Remote and independent
Imagine living in a remote farmhouse, supplied with electricity by an elderly diesel generator and a long way from the nearest electrical grid. The generator needs replacing – but you dislike polluting fumes, the cost of diesel fuel always seems to be rising, and the local electricity utility has just quoted a large sum to connect you to the grid network. How about PV as an alternative? What are the possibilities and pitfalls if you decide on a completely independent stand - alone system Figure 5.1 shows a possible scheme. The farmhouse roof faces east – west making it unsuitable for mounting a PV array, so the modules (1) are placed on an adjacent field, south - facing and tilted at an optimum angle. They are interconnected at the array and the DC electricity flows via an underground cable into the farmhouse. The site is windy and exposed so it is decided to include a wind generator (2) in the system. The PV array and wind generator have separate charge controllers (3) to regulate the flow of current into a battery bank (4) that acts as an energy store. This is essential because the energy generated by wind and PV is spasmodic and does not coincide with household demand (especially at night in the case of PV!). The battery bank voltage is normally 12 or 24 V DC, but may be higher in a large system. An inverter (5), connected to the battery bank, produces AC at the national supply voltage and frequency (for example 230 V at 50 Hz in Europe, 120 V at 60 Hz in North America and Japan) and supplies the household loads via a fusebox (6), allowing you to use standard AC appliances (7). Note that there is no electric fire in the scheme generally speaking renewable electricity is too precious to be used for space heating and an alternative such as a wood burning stove is more suitable. You may like to contrast this scheme with the grid - connected home illustrated in Figure 4.1 . Apart from the wind generator, the major difference between the two systems is the replacement of the grid by a battery bank.Grid connection is relatively straightforward. The PV array in Figure 4.1 is not required to supply all the household ’ s needs, indeed in most cases it supplies considerably less, and the homeowner pays the electricity company for the shortfall. We may think of the grid as an infinite ‘source and sink able to supply or accept any amount of electricity on demand, at any time of day or night. But our stand - alone system enjoys no such luxury. The battery bank is a strictly finite ‘source and sink and its capacity needs careful consideration. Too little capacity, and the electricity supply is unreliable; too much, and the capital cost of batteries becomes excessive. Being autonomous has its problems! As we shall see, the ‘sizing’ of a PV generator and battery bank to provide an acceptable balance between reliability and cost is a major challenge to the designer of a stand – alone PV system. As far as the PV modules are concerned, a few points should be added to the account given in Chapter 3 .Historically, most PV modules were designed to be suitable for battery charging, and some still are. Typically a crystalline silicon module containing 36 cells connected in series gives an open - circuit voltage of about 20 V and a maximum power point at about 17 V in bright sunlight. This is well suited to direct charging of a 12 V lead - acid battery – the most common type – that reaches about 14.5 V as it approaches full charge. The surplus module voltage is needed to overcome small voltage drops across the blocking diode and charge controller, and to ensure effective charging in reduced sunlight or at high module operating temperatures. PV modules that are suitable for 12 V battery charging may also be used in grid - connected systems. A good example is the Swiss PV array composed of 36 cell modules previously shown in Figure 3.1 . And Figure 2.1 illustrated 72 - cell modules that would be suitable for charging a 24 V battery bank. Of course, grid - connection favours higher system voltages with strings of series -connected modules, whereas battery charging requires modules connected in parallel, or series – parallel. In recent years the increasing dominance of grid - connected systems has led manufacturers to offer a wider choice of module sizes and voltages, including many that are not suitable for direct battery charging – a point to be borne in mind when selecting modules for a stand - alone system. The system shown in Figure 5.1 is fairly sophisticated, involving two sources of renewable energy, battery storage, and an inverter to provide continuous AC power to the household. Various other stand - alone PV schemes are possible, depending on the application. Starting with the simplest, they are:
ยืน 5 - ระบบเพียงอย่างเดียว5.1 ระยะไกล และอิสระImagine living in a remote farmhouse, supplied with electricity by an elderly diesel generator and a long way from the nearest electrical grid. The generator needs replacing – but you dislike polluting fumes, the cost of diesel fuel always seems to be rising, and the local electricity utility has just quoted a large sum to connect you to the grid network. How about PV as an alternative? What are the possibilities and pitfalls if you decide on a completely independent stand - alone system Figure 5.1 shows a possible scheme. The farmhouse roof faces east – west making it unsuitable for mounting a PV array, so the modules (1) are placed on an adjacent field, south - facing and tilted at an optimum angle. They are interconnected at the array and the DC electricity flows via an underground cable into the farmhouse. The site is windy and exposed so it is decided to include a wind generator (2) in the system. The PV array and wind generator have separate charge controllers (3) to regulate the flow of current into a battery bank (4) that acts as an energy store. This is essential because the energy generated by wind and PV is spasmodic and does not coincide with household demand (especially at night in the case of PV!). The battery bank voltage is normally 12 or 24 V DC, but may be higher in a large system. An inverter (5), connected to the battery bank, produces AC at the national supply voltage and frequency (for example 230 V at 50 Hz in Europe, 120 V at 60 Hz in North America and Japan) and supplies the household loads via a fusebox (6), allowing you to use standard AC appliances (7). Note that there is no electric fire in the scheme generally speaking renewable electricity is too precious to be used for space heating and an alternative such as a wood burning stove is more suitable. You may like to contrast this scheme with the grid - connected home illustrated in Figure 4.1 . Apart from the wind generator, the major difference between the two systems is the replacement of the grid by a battery bank.Grid connection is relatively straightforward. The PV array in Figure 4.1 is not required to supply all the household ’ s needs, indeed in most cases it supplies considerably less, and the homeowner pays the electricity company for the shortfall. We may think of the grid as an infinite ‘source and sink able to supply or accept any amount of electricity on demand, at any time of day or night. But our stand - alone system enjoys no such luxury. The battery bank is a strictly finite ‘source and sink and its capacity needs careful consideration. Too little capacity, and the electricity supply is unreliable; too much, and the capital cost of batteries becomes excessive. Being autonomous has its problems! As we shall see, the ‘sizing’ of a PV generator and battery bank to provide an acceptable balance between reliability and cost is a major challenge to the designer of a stand – alone PV system. As far as the PV modules are concerned, a few points should be added to the account given in Chapter 3 .Historically, most PV modules were designed to be suitable for battery charging, and some still are. Typically a crystalline silicon module containing 36 cells connected in series gives an open - circuit voltage of about 20 V and a maximum power point at about 17 V in bright sunlight. This is well suited to direct charging of a 12 V lead - acid battery – the most common type – that reaches about 14.5 V as it approaches full charge. The surplus module voltage is needed to overcome small voltage drops across the blocking diode and charge controller, and to ensure effective charging in reduced sunlight or at high module operating temperatures. PV modules that are suitable for 12 V battery charging may also be used in grid - connected systems. A good example is the Swiss PV array composed of 36 cell modules previously shown in Figure 3.1 . And Figure 2.1 illustrated 72 - cell modules that would be suitable for charging a 24 V battery bank. Of course, grid - connection favours higher system voltages with strings of series -connected modules, whereas battery charging requires modules connected in parallel, or series – parallel. In recent years the increasing dominance of grid - connected systems has led manufacturers to offer a wider choice of module sizes and voltages, including many that are not suitable for direct battery charging – a point to be borne in mind when selecting modules for a stand - alone system. The system shown in Figure 5.1 is fairly sophisticated, involving two sources of renewable energy, battery storage, and an inverter to provide continuous AC power to the household. Various other stand - alone PV schemes are possible, depending on the application. Starting with the simplest, they are:
การแปล กรุณารอสักครู่..

5 ระบบ PV Stand - คนเดียว5.1 ระยะไกล และเป็นอิสระจินตนาการที่อาศัยอยู่ในบ้านไร่ระยะไกลให้กับผู้สูงอายุและไฟฟ้าโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลนานจากระบบไฟฟ้าที่ใกล้ที่สุด เครื่องปั่นไฟต้องการเปลี่ยน–แต่คุณไม่ชอบมลพิษควัน , ค่าใช้จ่ายของเชื้อเพลิงดีเซลมักจะดูเหมือนว่าจะเพิ่มขึ้นและสาธารณูปโภคไฟฟ้าท้องถิ่นเพิ่งยกมาผลรวมขนาดใหญ่เพื่อเชื่อมต่อคุณกับตารางเครือข่าย วิธีการเกี่ยวกับ PV เป็นทางเลือก ? อะไรคือความเป็นไปได้และข้อผิดพลาดถ้าคุณตัดสินใจในอิสระอย่างสมบูรณ์ ยืนอยู่คนเดียวระบบ 5.1 - รูปแสดงวิธีการที่เป็นไปได้ บ้านไร่หลังคาใบหน้าตะวันออก–ตะวันตกทำให้ไม่เหมาะสมกับการติดตั้งระบบเซลล์แสงอาทิตย์อาร์เรย์ดังนั้นโมดูล ( 1 ) วางอยู่บนสนามติดกัน ใต้ ซึ่ง และเอียงเป็นมุมที่เหมาะสม พวกเขาจะเชื่อมต่อกันที่ไหลอาร์เรย์และ DC ไฟฟ้าผ่านสายเคเบิลใต้ดินในบ้านไร่ เว็บไซต์ที่มีลมแรงและเปิดเผยจึงตัดสินใจที่จะรวมลมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ( 2 ) ในระบบแล้ว พีวีอาร์เรย์ และกังหันลมได้ควบคุมค่าใช้จ่ายแยกต่างหาก ( 3 ) เพื่อควบคุมการไหลของกระแสในธนาคารแบตเตอรี่ ( 4 ) ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บพลังงาน นี้เป็นสิ่งจำเป็นเพราะพลังงานที่สร้างขึ้นโดยลมและพลังงานแสงอาทิตย์เป็นซึ่งเกิดกระตุก และไม่ตรงกับความต้องการของครัวเรือน ( โดยเฉพาะในเวลากลางคืน ในกรณีของ PV ) . ธนาคารแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เป็นปกติ 12 หรือ 24 V DC , แต่อาจจะสูงกว่าในระบบขนาดใหญ่ อินเวอร์เตอร์ ( 5 ) , ที่เชื่อมต่อกับธนาคารแบตเตอรี่ผลิต AC ที่ชาติจัดหาแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ( ตัวอย่างเช่น 230 V 50 Hz ในยุโรป , 120 V 60 Hz ในทวีปอเมริกาเหนือ และญี่ปุ่น ) และอุปกรณ์ในครัวเรือนโหลดผ่านฟิวส์บ็อกส์ ( 6 ) , ช่วยให้คุณใช้อุปกรณ์ AC มาตรฐาน ( 7 ) ทราบว่ามีไฟฟ้าดับในโครงการโดยทั่วไปแล้วการผลิตไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียนมีค่าเกินไปที่จะใช้เป็นสถานที่ร้อนและทางเลือกเช่นการเผาไหม้ไม้เตาจะเหมาะมากกว่า คุณอาจต้องการความคมชัดของแผนนี้กับตาราง - เชื่อมต่อบ้านแสดง ในรูปที่ 4.1 . นอกจากกังหันลม แตกต่างที่สำคัญระหว่างสองระบบคือการเปลี่ยนตารางโดยธนาคารแบตเตอรี่ ตารางการเชื่อมต่อที่ค่อนข้างตรงไปตรงมา พีวีอาร์เรย์ในรูป 4.1 ไม่ต้องใส่ทุกครัวเรือน " s ความต้องการ แน่นอนในกรณีส่วนใหญ่เป็นวัสดุน้อยมาก และเจ้าของบ้านจ่ายบริษัทไฟฟ้าสำหรับความขาดแคลน เราอาจคิดว่า ของตารางเป็นแหล่งอนันต์ " และอ่างสามารถจัดหา หรือรับจํานวนเงินใด ๆของไฟฟ้าตามความต้องการในเวลาของวันหรือคืน แต่ยืน - ระบบของเราคนเดียวมาตลอดไม่มีที่หรูหรา ธนาคารแบตเตอรี่เป็นแหล่งอย่างเคร่งครัดจำกัดและจมและความจุของมันต้องรอบคอบ ความจุที่น้อยเกินไป และไฟฟ้าไม่น่าไว้ใจ ; มากเกินไป และต้นทุนของแบตเตอรี่จะกลายเป็นมากเกินไป เป็นอิสระมีปัญหา ! ที่เราจะเห็น " ขนาด " ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า PV และธนาคารแบตเตอรี่เพื่อให้มีความสมดุลระหว่างต้นทุนความน่าเชื่อถือที่ยอมรับได้และเป็นความท้าทายหลักที่ออกแบบขาตั้ง–คนเดียวระบบ PV . เท่าที่โมดูล PV มีความกังวล ไม่กี่จุด ควรเพิ่มบัญชีที่ระบุในบทที่ 3 ในอดีต โมดูล PV ส่วนใหญ่ถูกออกแบบมาให้เหมาะสำหรับชาร์จแบตเตอรี่ และบางส่วนก็ยังเป็น โดยปกติผลึกซิลิคอนโมดูลที่มี 36 เซลล์เชื่อมต่อในชุดให้เปิดวงจรแรงดันประมาณ 20 V และพลังงานสูงสุดประมาณ 17 จุดที่ 5 ในแสงแดดสดใส นี้เหมาะกับตรง 12 V ชาร์จของแบตเตอรี่ตะกั่ว - กรด ––ชนิดที่พบมากที่สุดถึงประมาณ 14.5 V ตามวิธีค่าใช้จ่ายเต็ม การนำโมดูลแรงดันที่ต้องเอาชนะหยดแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กข้ามการปิดกั้นไดโอดและควบคุมค่าใช้จ่าย และเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพในการชาร์จแสงแดดหรือที่อุณหภูมิสูงโมดูล . แผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่เหมาะสมสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ 12 V อาจจะใช้ในระบบกริดที่เชื่อมต่อ ตัวอย่างที่ดีคือสวิส PV เรย์ประกอบด้วย 36 เซลล์โมดูลนี้แสดงในรูปที่ 3.1 . และรูปที่ 2.1 แสดง 72 - เซลล์โมดูลซึ่งจะเหมาะสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ 24 V ) แน่นอนตาราง - เชื่อมต่อระบบด้วยสายแรงดันสูงโปรดปรานของชุด - เชื่อมต่อโมดูล , ในขณะที่การชาร์จแบตเตอรี่ต้องใช้โมดูลเชื่อมต่อแบบขนานหรืออนุกรมและแบบขนาน ใน ปี ล่าสุด เพิ่มความเด่นของตาราง - ระบบเชื่อมต่อ ทำให้ผู้ผลิตเสนอทางเลือกที่กว้างของขนาดของโมดูลและแรงดันไฟฟ้า , รวมถึงหลายที่ไม่เหมาะกับการชาร์จแบตเตอรี่โดยตรง–จุดเป็นพาหะในใจเมื่อเลือกโมดูลสำหรับยืนอยู่คนเดียว - ระบบ ระบบที่แสดงในรูปที่ 5.1 ค่อนข้างซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับสองแหล่งพลังงานหมุนเวียนกระเป๋าแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์เพื่อให้กำลังไฟฟ้าต่อเนื่องเข้าสู่ครัวเรือน ยืนอยู่คนเดียว - อื่น ๆ โครงการ PV จะเป็นไปได้ ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้ เริ่มจากง่ายที่สุด พวกเขาจะ :
การแปล กรุณารอสักครู่..
