Sistem pembangkit listrik fotovoltaik merupakan perangkat yang secara langsung mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Menurut hubungan antara sistem fotovoltaik dan jaringan listrik, sistem ini dapat dibagi menjadi sistem fotovoltaik yang tidak bergantung pada jaringan listrik dan sistem yang terhubung ke jaringan listrik. Sistem yang menghubungkan sel fotovoltaik secara langsung ke beban tanpa perangkat penyimpan energi di tengahnya disebut sistem fotovoltaik berpasangan langsung. Sistem jenis ini tidak dapat menyediakan energi selama hari hujan dan malam hari, dan baterai biasanya ditambahkan di antaranya. Karena sistem fotovoltaik relatif dipengaruhi oleh faktor eksternal, biasanya diperlukan penambahan pengontrol untuk menyesuaikan guna memperoleh keluaran daya pengenal, dan menambahkan fungsi seperti sistem kontrol dan proteksi.
Sistem pembangkit listrik fotovoltaik pada dasarnya mencakup empat bagian: panel fotovoltaik, inverter, perangkat penyimpanan energi, dan pengontrol. Perangkat penyimpan energi umumnya menggunakan baterai, dan sebagian besar menggunakan baterai timbal-asam dalam aplikasi praktisnya.
Pengenalan fungsi utama setiap bagian:
Sel surya-menyerap energi matahari dan mengubah energi cahaya menjadi listrik arus searah.
Pengontrol-mengontrol kedalaman pengisian dan pengosongan baterai, dan menyesuaikan sinyal kontrol inverter seiring perubahan beban.
Baterai penyimpan--menyimpan energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dan, bila diperlukan, menyediakan daya DC ke beban.
Inverter-mengubah masukan daya DC menjadi keluaran daya AC.
Dibandingkan dengan pembangkit listrik tradisional berskala besar dengan transmisi tegangan tinggi dan jarak jauh, keunggulan utama pembangkit listrik mandiri adalah: investasi lebih sedikit, konstruksi cepat, pasokan listrik dapat diandalkan, dan biaya pengoperasian rendah. Keuntungan penting dari pembangkit listrik yang berdiri sendiri adalah dekat dengan pengguna dan tidak memerlukan sistem transmisi listrik bertegangan tinggi, yang dapat sangat mengurangi investasi infrastruktur. Selain itu, lokasi pemasangan generator kecil mudah ditemukan, dan jangka waktu pemasangannya sangat singkat, sehingga juga kondusif untuk pemulihan investasi. Karena kehilangan transmisi jauh lebih rendah dibandingkan sistem tenaga tradisional, biaya pengoperasian pembangkit listrik independen relatif rendah.
Dalam hal keandalan pasokan listrik, keuntungan dari pembangkit listrik mandiri juga terlihat jelas. Fasilitas transmisi dan distribusi tegangan tinggi dalam sistem tenaga tradisional merupakan faktor penting yang mempengaruhi keandalan pasokan listrik. Saluran dan menara tegangan tinggi rusak parah akibat bencana alam seperti badai, es, dan salju, dan kerugiannya bisa mencapai ratusan miliar dolar, dan beberapa pengguna memiliki pasokan listrik jangka panjang. Terganggu. Bahkan di musim panas ketika tidak ada bencana alam, akan terjadi pemadaman listrik yang disebabkan oleh kegagalan saluran transmisi.
Pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik tidak memerlukan bahan bakar apa pun, tidak menimbulkan polusi terhadap lingkungan, dan merupakan energi bersih terbarukan yang ideal. Pembangkit listrik fotovoltaik tidak memerlukan lahan yang luas dan dapat dipasang di atap atau di dinding luar gedung bertingkat. Ini adalah cara termudah untuk mencapai pembangkit listrik mandiri. Tidak ada perangkat mekanis berputar atau perangkat reaksi kimia apa pun dalam peralatan pembangkit listrik fotovoltaik, dan pengelolaannya lebih sederhana dibandingkan metode pembangkit listrik lainnya.
Pembangkit listrik fotovoltaik adalah konversi langsung energi radiasi matahari menjadi energi listrik melalui efek fotovoltaik. Energi matahari tidak stabil. Intensitas penyinaran matahari pada suatu tempat berbeda-beda setiap saat dalam hari yang sama. Intensitas penyinaran matahari saat matahari terbit dan terbenam jauh lebih sedikit dibandingkan menjelang siang hari. Intensitas penyinaran matahari berbeda-beda pada musim yang berbeda pada lokasi yang sama. Untuk wilayah lintang menengah dan tinggi, intensitas radiasi matahari jauh lebih kuat di musim panas dibandingkan di musim dingin. Energi matahari juga bersifat intermiten, dan energi pancaran matahari langsung berubah secara signifikan seiring pergantian siang dan malam. Radiasi matahari juga sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti iklim, musim, siang dan malam. Agar keluaran daya pembangkit listrik fotovoltaik stabil, perlu dilengkapi dengan perangkat penyimpan energi. Selain itu keluaran sel surya dan alat penyimpan energi berupa arus searah. Untuk memperoleh arus bolak-balik, sistem pembangkit listrik fotovoltaik perlu dilengkapi dengan pengontrol dan inverter. Keuntungan dari pembangkit listrik fotovoltaik yang berdiri sendiri dirangkum sebagai berikut:
1. Sumber daya terbarukan dan tidak terbatas, dapat langsung menghasilkan energi listrik bermutu tinggi, dengan atribut pembangunan berkelanjutan yang ideal;
2. Tidak ada polusi, benar-benar nol emisi—tidak ada emisi material dan suara apa pun, cahaya, listrik, magnet, dan kebisingan mekanis;
3. Mobile dan fleksibel, sistem pembangkit listrik dapat diintegrasikan ke dalam modul sesuai kebutuhan, yang dapat berukuran besar atau kecil dan mudah untuk diperluas;
4. Universalitas sumber daya pada dasarnya tidak dibatasi oleh wilayah, namun terdapat perbedaan antara wilayah kaya dan miskin;
5. Keserbagunaan dan daya simpan, energi listrik dapat dengan mudah disalurkan, digunakan dan disimpan melalui saluran transmisi;
6. Sumber daya, pembangkit listrik, dan konsumsi listrik berada di area yang sama, yang dapat sangat menghemat biaya investasi peralatan transmisi dan transformasi listrik jarak jauh; masa konstruksi sistem pembangkit listrik tenaga surya pendek, karena termodulasi, dapat digunakan kalkulator tenaga surya sekecil beberapa miliwatt. , Pembangkit listrik tenaga surya hingga puluhan megawatt; sistem tenaga listrik terdistribusi dapat meningkatkan keselamatan dan keandalan seluruh sistem energi, terutama di daerah terpencil dan pegunungan di Tiongkok, dimana penduduknya tinggal sangat tersebar dan memerlukan sambungan jaringan listrik yang panjang. Jelas merupakan metode yang ekonomis dan efektif untuk menggunakan teknologi pembangkit listrik terdistribusi untuk menyuplai listrik ke warga.
Selain itu, pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik memiliki karakteristik uniknya sendiri:
1. Tidak ada risiko kelelahan;
2. Benar-benar bersih (tidak ada polusi, di luar baterai penyimpanan);
3. Tidak dibatasi oleh distribusi sumber daya secara geografis;
4. Dapat menghasilkan listrik di dekat tempat penggunaan listrik tersebut;
5. Kualitas energi tinggi;
6. Pengguna mudah menerima secara emosional
7. Dibutuhkan waktu yang singkat untuk memperoleh energi;
8. Sistem catu daya bekerja dengan andal.