A geração de energia solar fotovoltaica é uma tecnologia que converte diretamente a energia luminosa em energia elétrica. É amplamente utilizado em projetos de geração de energia fotovoltaica, sistemas solares fotovoltaicos, usinas fotovoltaicas e outros campos. Esta tecnologia é baseada no efeito fotovoltaico de semicondutores. Quando os fótons entram em contato com materiais semicondutores, os elétrons são excitados e a corrente é gerada, realizando assim a conversão direta de energia. Este processo evita o tradicional elo intermediário de energia térmica, tornando-o extremamente eficiente. Atualmente, os sistemas de geração de energia solar fotovoltaica são divididos principalmente em quatro tipos com base em diferentes necessidades de aplicação: sistemas de geração de energia conectados à rede, sistemas de geração de energia fora da rede, sistemas de armazenamento de energia conectados à rede e fora da rede, e sistemas de microrrede híbrida multienergia. Os princípios de projeto e operação de cada sistema são únicos e podem se adaptar às necessidades de fornecimento de energia em diferentes cenários.

1. Composição e Princípio do Sistema de Geração de Energia Conectado à Rede

Um sistema de geração de energia fotovoltaica conectado à rede consiste em vários componentes principais, incluindo painéis fotovoltaicos, inversores conectados à rede, cargas, medidores bidirecionais, gabinetes de controle conectados à rede e a própria rede. Seu mecanismo de funcionamento é o seguinte: os painéis fotovoltaicos convertem a luz solar em corrente contínua e os inversores convertem essa corrente contínua em corrente alternada, que é então fornecida às residências. Se a geração de energia exceder a demanda doméstica, a energia restante será devolvida à companhia de energia através da rede.

As características deste sistema incluem:

Ele está conectado à rede e pode transmitir parte ou toda a eletricidade de volta à rede.

Quando a rede falha ou falta energia, o sistema fotovoltaico também para de funcionar. O inversor foi projetado com uma função anti-ilhamento para garantir que o sistema de geração de energia fotovoltaica desligue automaticamente quando a rede for desligada, para proteger a segurança da rede.

O fornecimento de energia à noite ainda depende da rede.

O sistema não inclui dispositivos de armazenamento de energia.

2. Composição e princípio do sistema de geração de energia fora da rede

Um sistema de geração de energia fora da rede difere de um sistema conectado à rede porque opera de forma totalmente independente da rede. Seus principais componentes incluem módulos fotovoltaicos, inversores fora da rede e baterias. Em alguns sistemas de última geração, o inversor e a bateria foram integrados em um dispositivo, como a máquina integrada de armazenamento de energia fora da rede da série UFox da Unipower Electric. Este tipo de sistema é particularmente adequado para áreas remotas, áreas desabitadas, ilhas, estações base de comunicação, iluminação pública e outros locais. O princípio de funcionamento do sistema é o seguinte: quando há luz solar, o módulo fotovoltaico converte a energia solar em eletricidade, que alimenta a carga ou carrega a bateria através do inversor off-grid. Se o módulo fotovoltaico não funcionar, o sistema pode usar a rede para carregar a bateria. Quando não há luz solar ou a rede está sem energia, a energia da bateria fornece eletricidade à carga através do inversor.

Principais características do sistema de geração de energia fora da rede:

É completamente independente da rede. Contanto que haja luz solar, o sistema pode operar de forma independente e fornecer energia.

Equipamentos de armazenamento de energia, como baterias, devem ser equipados para garantir que a energia possa continuar a ser fornecida à noite ou em dias nublados.

A operação do sistema não requer necessariamente módulos fotovoltaicos e pode funcionar apenas com eletricidade armazenada.

3. Composição e princípio do sistema de armazenamento de energia dentro e fora da rede

O sistema de armazenamento de energia dentro e fora da rede consiste em módulos fotovoltaicos, inversores híbridos dentro e fora da rede, baterias e cargas. Hoje, projetos avançados integram inversores híbridos com sistemas de bateria, como a série UHome multifuncionais de armazenamento de energiada Unipower. Este sistema é muito prático em áreas com energia instável ou cortes de energia frequentes, e em áreas onde a produção de energia fotovoltaica não pode carregar o excesso de energia para a rede, onde o preço da electricidade para auto-utilização é superior ao preço da electricidade ligada à rede, ou onde o preço da electricidade para auto-utilização é superior ao preço da electricidade ligada à rede, ou onde o os preços da eletricidade nos picos e vales variam muito.

No caso de luz solar diurna, o sistema priorizará a alimentação da carga através do inversor híbrido e qualquer energia restante será armazenada na bateria. À noite, a bateria continua a alimentar a carga através do inversor híbrido. Os usuários também podem definir os tempos de carga e descarga para ajustar de acordo com a diferença nos preços da eletricidade. Quando a rede está sem energia, o sistema muda automaticamente para o modo fora da rede para garantir um fornecimento contínuo de energia.

Características do sistema de armazenamento de energia dentro e fora da rede:

Combina as vantagens dos sistemas on-grid e off-grid, permitindo a venda de eletricidade quando conectado à rede e garantindo o fornecimento de energia quando a rede está desligada.

Na ausência da rede, o sistema depende de baterias para manter a operação. Mesmo sem módulos fotovoltaicos, o sistema pode ser usado para ajustar os preços da eletricidade ou como fonte de energia de reserva, semelhante a um sistema fora da rede.

4. Composição e princípio do sistema de microrrede

O sistema de microrrede é uma rede de distribuição composta por fontes de energia distribuídas (como energia fotovoltaica, eólica, geração de energia a diesel), cargas, equipamentos de armazenamento de energia e sistemas de controle. O sistema pode converter recursos energéticos descentralizados em eletricidade e suprir diretamente as necessidades de eletricidade próximas.

O sistema de microrrede é altamente autônomo e pode gerenciar, controlar e proteger sua própria operação. Pode ser conectado à rede elétrica externa ou funcionar de forma independente em modo isolado, resolvendo efetivamente os problemas causados ​​pela conexão à rede de fontes de energia distribuídas. O sistema de microrrede promove a integração e utilização em larga escala de energias renováveis ​​e, através de meios inteligentes, realiza o fornecimento eficiente de múltiplas formas de energia para a carga. É uma tecnologia avançada de rede de distribuição ativa.

5. Áreas de aplicação de geração de energia solar fotovoltaica

Edifícios residenciais e comerciais: Os sistemas de geração de energia fotovoltaica podem ser instalados nos telhados ou paredes de edifícios residenciais e comerciais para fornecer energia limpa aos edifícios, reduzir as contas de eletricidade e alcançar a autossuficiência energética.

Agricultura e Electrificação Rural: Nas zonas rurais, especialmente em zonas remotas onde a rede eléctrica não está disponível, os sistemas de geração de energia fotovoltaica são utilizados para fornecer suporte energético para iluminação, irrigação e mecanização agrícola, melhorando as condições de vida e a eficiência da produção.

Campo Industrial: Parques industriais e fábricas podem usar a geração de energia fotovoltaica para reduzir custos de eletricidade, diminuir a dependência da energia tradicional, reduzir as emissões de carbono e atingir a meta de conservação de energia e redução de emissões.

Transporte: A aplicação da tecnologia de geração de energia fotovoltaica no campo dos transportes inclui veículos elétricos solares, semáforos, iluminação pública e sistemas de fornecimento de energia ao longo das rodovias, fornecendo energia renovável para instalações de transporte.

Instalações Públicas: A geração de energia fotovoltaica pode ser aplicada em instalações públicas, como escolas, hospitais, prédios governamentais e estádios. Instalando sistemas de energia solarnessas instalações ajuda a reduzir os custos de energia e promove o uso de energia verde.

Fornecimento de energia para áreas remotas e sem energia: Em áreas montanhosas remotas, ilhas isoladas e regiões sem energia, os sistemas de geração de energia fotovoltaica podem servir como fonte de alimentação principal, fornecendo eletricidade estável para essas áreas.

Conclusão:

Os vários sistemas fotovoltaicos discutidos acima podem ser usados ​​em diferentes áreas de aplicação. Portanto, você precisa considerar seus requisitos de uso e orçamento ao escolher o melhor.