ფოტოელექტრული, ქსელის გარეშე ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემა არ არის დამოკიდებული ელექტრო ქსელზე და დამოუკიდებლად მუშაობს. ფართოდ გამოიყენება შორეულ მთიან რაიონებში, ელექტროენერგიის გარეშე მყოფ რაიონებში, კუნძულებზე, საკომუნიკაციო საბაზო სადგურებსა და ქუჩის განათებაში და სხვა დარგებში. ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის გამოყენებით, ელექტროენერგიის გარეშე მყოფი, ელექტროენერგიის ნაკლებობისა და არასტაბილური ელექტროენერგიის მქონე რაიონების, სკოლების ან მცირე ქარხნების მაცხოვრებლების საჭიროებების გადაჭრა შესაძლებელია ელექტროენერგიის მოხმარების, საცხოვრებელი და სამუშაო გარემოს დაცვის უპირატესობებით - ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაცია, რომელსაც აქვს ეკონომიკური, სუფთა, გარემოს დაცვის, ხმაურის არარსებობის უპირატესობები, ნაწილობრივ ან მთლიანად შეუძლია დიზელის ჩანაცვლება. გენერატორის ელექტროენერგიის გენერაციის ფუნქცია.

1. ფოტოელექტრული ქსელის გარეშე ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემის კლასიფიკაცია და შემადგენლობა
ფოტოელექტრული ქსელიდან გამორთული ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემები ზოგადად კლასიფიცირდება მცირე DC სისტემებად, მცირე და საშუალო ქსელიდან გამორთული ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემებად და დიდ ქსელიდან გამორთული ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემებად. მცირე DC სისტემა ძირითადად ელექტროენერგიის გარეშე მყოფი ტერიტორიების განათების ყველაზე ძირითადი საჭიროებების გადასაჭრელადაა განკუთვნილი; მცირე და საშუალო ქსელიდან გამორთული სისტემა ძირითადად ოჯახების, სკოლების და მცირე ქარხნების ელექტროენერგიის საჭიროებების გადასაჭრელადაა განკუთვნილი; დიდი ქსელიდან გამორთული სისტემა ძირითადად მთელი სოფლებისა და კუნძულების ელექტროენერგიის საჭიროებების გადასაჭრელადაა განკუთვნილი და ამჟამად ეს სისტემა მიკროქსელის სისტემის კატეგორიასაც მიეკუთვნება.
ფოტოელექტრული ქსელის გარეშე ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემა, როგორც წესი, შედგება ფოტოელექტრული მასივებისგან, რომლებიც შედგება მზის მოდულების, მზის კონტროლერების, ინვერტორების, აკუმულატორების ბანკების, დატვირთვების და ა.შ.
სინათლის არსებობის შემთხვევაში, ფოტოელექტრული პანელი მზის ენერგიას ელექტროენერგიად გარდაქმნის და დატვირთვას ენერგიით ამარაგებს მზის კონტროლერისა და ინვერტორის (ან ინვერტული მართვის მანქანის) მეშვეობით, აკუმულატორის დატენვისას; როდესაც განათება არ არის, აკუმულატორი ინვერტორის მეშვეობით აწვდის ენერგიას ცვლადი დენის დატვირთვას.
2 ფოტოელექტრული ქსელისგან გამორთული ელექტროენერგიის გენერაციის სისტემის ძირითადი აღჭურვილობა
01. მოდულები
ფოტოელექტრული მოდული წარმოადგენს ქსელისგან გამორთული ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის მნიშვნელოვან ნაწილს, რომლის როლია მზის გამოსხივების ენერგიის მუდმივ ელექტროენერგიად გარდაქმნა. გამოსხივების მახასიათებლები და ტემპერატურული მახასიათებლები მოდულის მუშაობაზე გავლენის მქონე ორი მთავარი ელემენტია.
02, ინვერტორი
ინვერტორი არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის მუდმივ დენს (DC) ცვლად დენად (AC) ცვლადი დენის მქონე დატვირთვების ენერგომომარაგების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად.
გამომავალი ტალღის ფორმის მიხედვით, ინვერტორები შეიძლება დაიყოს კვადრატულ ტალღის ინვერტორებად, საფეხურებრივ ტალღის ინვერტორებად და სინუსოიდურ ინვერტორებად. სინუსოიდურ ინვერტორებს ახასიათებთ მაღალი ეფექტურობა, დაბალი ჰარმონიკები, მათი გამოყენება შესაძლებელია ყველა ტიპის დატვირთვაზე და აქვთ მაღალი ტევადობა ინდუქციური ან ტევადური დატვირთვებისთვის.
03, კონტროლერი
ფოტოელექტრული კონტროლერის მთავარი ფუნქციაა ფოტოელექტრული მოდულების მიერ გამოსხივებული მუდმივი დენის რეგულირება და კონტროლი, ასევე აკუმულატორის დატენვისა და განმუხტვის ინტელექტუალური მართვა. ქსელისგან გამორთული სისტემები უნდა იყოს კონფიგურირებული სისტემის მუდმივი დენის ძაბვის დონისა და სისტემის სიმძლავრის მიხედვით, ფოტოელექტრული კონტროლერის შესაბამისი სპეციფიკაციებით. ფოტოელექტრული კონტროლერი იყოფა PWM ტიპისა და MPPT ტიპის, რომლებიც ჩვეულებრივ ხელმისაწვდომია DC12V, 24V და 48V სხვადასხვა ძაბვის დონეზე.
04, ბატარეა
აკუმულატორი ენერგიის გენერაციის სისტემის ენერგიის შესანახი მოწყობილობაა და მისი როლია ფოტოელექტრული მოდულიდან გამოსხივებული ელექტროენერგიის შენახვა, რათა ენერგომოხმარების დროს დატვირთვას მიეწოდოს ენერგია.
05, მონიტორინგი
3 სისტემის დიზაინისა და შერჩევის დეტალების დიზაინის პრინციპები: უზრუნველყოფილი უნდა იყოს, რომ დატვირთვა აკმაყოფილებდეს ელექტროენერგიის წინაპირობას, მინიმუმ ფოტოელექტრული მოდულებისა და ბატარეის სიმძლავრით, ინვესტიციების მინიმიზაციის მიზნით.
01, ფოტოელექტრული მოდულის დიზაინი
საცნობარო ფორმულა: P0 = (P × t × Q) / (η1 × T) ფორმულა: P0 – მზის ელემენტის მოდულის პიკური სიმძლავრე, ერთეული Wp; P – დატვირთვის სიმძლავრე, ერთეული W; t – დატვირთვის ელექტროენერგიის მოხმარების დღიური საათები, ერთეული H; η1 – სისტემის ეფექტურობა; T – მზის ნათების ადგილობრივი საშუალო დღიური პიკური საათები, ერთეული HQ – უწყვეტი ღრუბლიანობის პერიოდის ჭარბი კოეფიციენტი (ზოგადად 1.2-დან 2-მდე)
02, ფოტოელექტრული კონტროლერის დიზაინი
საცნობარო ფორმულა: I = P0 / V
სადაც: I – ფოტოელექტრული კონტროლერის მართვის დენი, ერთეული A; P0 – მზის ელემენტის მოდულის პიკური სიმძლავრე, ერთეული Wp; V – აკუმულატორის ბლოკის ნომინალური ძაბვა, ერთეული V ★ შენიშვნა: მაღალი სიმაღლის ადგილებში, ფოტოელექტრულ კონტროლერს სჭირდება გარკვეული ზღვრის გაზრდა და გამოსაყენებელი სიმძლავრის შემცირება.
03, ქსელისგან გამორთული ინვერტორი
საცნობარო ფორმულა: Pn=(P*Q)/Cosθ ფორმულაში: Pn – ინვერტორის სიმძლავრე, ერთეული VA; P – დატვირთვის სიმძლავრე, ერთეული W; Cosθ – ინვერტორის სიმძლავრის კოეფიციენტი (ზოგადად 0.8); Q – ინვერტორისთვის საჭირო ზღვრის კოეფიციენტი (ზოგადად შერჩეული 1-დან 5-მდე). ★შენიშვნა: ა. სხვადასხვა დატვირთვას (რეზისტენტული, ინდუქციური, ტევადური) აქვთ განსხვავებული გაშვების დენები და სხვადასხვა ზღვრის კოეფიციენტები. ბ. მაღალი სიმაღლის ადგილებში, ინვერტორმა უნდა გაზარდოს გარკვეული ზღვარი და შეამციროს გამოყენების სიმძლავრე.
04, ტყვიის მჟავა ბატარეა
საცნობარო ფორმულა: C = P × t × T / (V × K × η2) ფორმულა: C – აკუმულატორის ტევადობა, ერთეული Ah; P – დატვირთვის სიმძლავრე, ერთეული W; t – დატვირთვის დღიური საათობრივი ელექტროენერგიის მოხმარება, ერთეული H; V – აკუმულატორის ნომინალური ძაბვა, ერთეული V; K – აკუმულატორის განმუხტვის კოეფიციენტი, აკუმულატორის ეფექტურობის, განმუხტვის სიღრმის, გარემოს ტემპერატურისა და ზეგავლენის ფაქტორების გათვალისწინებით, ზოგადად მიღებულია 0.4-დან 0.7-მდე; η2 – ინვერტორის ეფექტურობა; T – თანმიმდევრული მოღრუბლული დღეების რაოდენობა.
04, ლითიუმ-იონური ბატარეა
საცნობარო ფორმულა: C = P × t × T / (K × η2)
სადაც: C – აკუმულატორის ბლოკის სიმძლავრე, ერთეული კვტ.სთ; P – დატვირთვის სიმძლავრე, ერთეული W; t – დატვირთვის მიერ დღეში მოხმარებული ელექტროენერგიის საათების რაოდენობა, ერთეული H; K – აკუმულატორის განმუხტვის კოეფიციენტი, აკუმულატორის ეფექტურობის, განმუხტვის სიღრმის, გარემოს ტემპერატურისა და ზეგავლენის ფაქტორების გათვალისწინებით, ზოგადად მიღებულია 0.8-დან 0.9-მდე; η2 – ინვერტორის ეფექტურობა; T – თანმიმდევრული მოღრუბლული დღეების რაოდენობა. დიზაინის შემთხვევა
არსებულ მომხმარებელს სჭირდება ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის დაპროექტება, ადგილობრივი საშუალო დღიური პიკური მზის საათები გათვალისწინებულია 3 საათის მიხედვით, ყველა ფლუორესცენტური ნათურის სიმძლავრე 5 კვტ-ს უახლოვდება და ისინი დღეში 4 საათის განმავლობაში გამოიყენება, ხოლო ტყვიმჟავა ელემენტები გამოითვლება უწყვეტი ღრუბლიანი დღეების 2 დღის მიხედვით. გამოთვალეთ ამ სისტემის კონფიგურაცია.