太陽光発電システムは、太陽電池の半導体材料の光起電力効果を利用して太陽放射エネルギーを電気エネルギーに直接変換する新しいタイプの発電システムです。
太陽光発電システムの構成
1. 太陽電池アレイ
太陽光発電システムの核心かつ最も重要な部分です。その機能は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換し、それをバッテリーに送って貯蔵するか、負荷を駆動して動作させることです。単一の太陽電池の動作電圧は約 0.45V-0.5V で、動作電流は約 20mA/cm ²～ 25mA/cm ² です。太陽電池セルは直列および並列にパッケージ化されて太陽電池モジュールを形成します。太陽電池モジュールはブラケットに直列および並列に設置され、太陽電池アレイを形成します。
2. コントローラー
コントローラは太陽光発電システムの中核部品の一つであり、主な機能としては、バッテリーの充電制御と過放電保護、システムの入出力電力の調整と分配、入力電圧、充電電流、出力電圧、出力電流、バッテリー温度上昇などの状態とパラメータの検出などがあります。また、コントローラはシステム機器に保護、故障診断、位置決めなどの機能も付与します。
3. バッテリーパック
バッテリーの機能は、光にさらされたときに太陽電池アレイから放出される電気エネルギーを蓄え、いつでも負荷に放電することです。一般的なシステムでは、太陽光発電の電力が急激に低下すると、バッテリーは電圧の安定性を確保するためのバッファーとして機能します。太陽光発電システムのバッテリーに対する基本的な要件には、自己放電率が低い、耐用年数が長い、深放電容量が強い、充電効率が高い、メンテナンスが最小限または不要、動作温度範囲が広い、価格が安いなどがあります。
4. インバーター
インバータは、太陽光発電によって生成された直流電流を交流電流に変換する装置です。太陽光発電用インバータは、太陽光発電システムのバランスを保つ上で重要な役割を果たしており、一般的な交流電源装置と組み合わせて使用できます。インバータは、動作モードによって独立運転型インバータと系統連系型インバータに分けられます。独立運転型インバータは、独立して動作し、独立した負荷に電力を供給する太陽電池発電システムに使用されます。系統連系型インバータは、発電した電気を系統に送り込む系統連系運転用の太陽電池発電システムに使用されます。
5. ロード
負荷とは、交流電力で駆動する装置や機器を指します。太陽光発電システムでは、太陽光発電システムの最大出力を実現するために、負荷特性に応じて、太陽光パネルの最大出力点に合わせて負荷動作点を正確に調整する必要があります。