Τα τελευταία 10 χρόνια, τα προϊόντα παραγωγής ενέργειας από φωτοβολταϊκά γίνονται όλο και πιο δημοφιλή σε όλο τον κόσμο και οι καινοτομίες στον κλάδο των φωτοβολταϊκών αναδύονται ασταμάτητα.Αυτά τα καινοτόμα μέτρα έχουν προωθήσει τη συνεχή βελτίωση της απόδοσης των συστημάτων παραγωγής φωτοβολταϊκών ενέργειας, το χαμηλότερο κόστος και έχουν κάνει το φωτοβολταϊκό σύστημα πιο γειωμένο και πιο κοντά στη ζωή των κατοίκων.
Μεταξύ αυτών των καινοτόμων μέτρων, η έξυπνη Ε&Α συστημάτων παραγωγής φωτοβολταϊκών ενέργειας έχει γίνει ένα από τα βασικά μέλημα της παγκόσμιας τεχνολογικής καινοτομίας.Ορισμένες πρωτοπόρες εταιρείες φωτοβολταϊκών και ερευνητικά ιδρύματα χρησιμοποιούν τεχνολογία Διαδικτύου, τεχνολογία αισθητήρων, ανάλυση μεγάλων δεδομένων κ.λπ. για τη διασύνδεση των απομονωμένων συστημάτων φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας για να βοηθήσουν τους επενδυτές να λαμβάνουν πιο βολικές αποφάσεις για την καθημερινή συντήρηση ασφάλειας και ανάλυση εσόδων από επενδύσεις.
Αποτελώντας τον πυρήνα του συστήματος ηλιακής ενέργειας – τα ηλιακά πάνελ, φέρει τον βασικό ρόλο της λήψης φωτός και της μετατροπής της φωτεινής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.Ωστόσο, με τα χρόνια, οι περισσότεροι από τους λεγόμενους ευφυείς φωτοβολταϊκούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας που ισχυρίστηκαν ότι έχουν εγκαταστήσει μια έξυπνη πλατφόρμα διαχείρισης δεν έχουν δει ακόμη ίχνη «ευφυΐας» στο βασικό επίπεδο των βασικών μονάδων παραγωγής ενέργειας (πίνακες).Οι ηλιακοί συλλέκτες συνδέονται απλώς σε σειρά από τον εγκαταστάτη για να σχηματίσουν μια χορδή και πολλές χορδές συνδέονται για να σχηματίσουν μια φωτοβολταϊκή συστοιχία, η οποία τελικά σχηματίζει ένα σύστημα σταθμού παραγωγής ενέργειας.
Λοιπόν, υπάρχει κάποιο πρόβλημα με αυτή τη ρύθμιση;
Πρώτον, η τάση κάθε φωτοβολταϊκού πίνακα δεν είναι υψηλή, μόνο μερικές δεκάδες βολτ, αλλά η τάση σε σειρά είναι τόσο υψηλή όσο περίπου 1000 V.Όταν το σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αντιμετωπίσει πυρκαγιά, ακόμα κι αν οι πυροσβέστες μπορούν να αποσυνδέσουν τον διακόπτη του κυκλώματος επιστροφής του κύριου κυκλώματος, ολόκληρο το σύστημα εξακολουθεί να είναι πολύ επικίνδυνο, επειδή μόνο το ρεύμα στο κύκλωμα επιστροφής είναι απενεργοποιημένο.Επειδή τα ηλιακά πάνελ συνδέονται μεταξύ τους με βύσματα, η τάση του συστήματος προς τη γείωση είναι ακόμα 1000V.Όταν οι άπειροι πυροσβέστες καταλήξουν με πιστόλια νερού υψηλής πίεσης για να ψεκάσουν νερό σε αυτές τις πλακέτες παραγωγής ενέργειας 1000V, επειδή το νερό είναι αγώγιμο, η τεράστια διαφορά τάσης φορτώνεται απευθείας στους πυροσβέστες μέσω της στήλης νερού και θα συμβεί καταστροφή.
Δεύτερον, τα χαρακτηριστικά εξόδου κάθε φωτοβολταϊκού πάνελ είναι ασυνεπή, όπως το ρεύμα, η τάση και το βέλτιστο σημείο λειτουργίας.Με τη μακροχρόνια χρήση και τη φυσική γήρανση των φωτοβολταϊκών συστημάτων σε εξωτερικούς χώρους, αυτή η ασυνέπεια θα γίνεται όλο και πιο εμφανής.Τα χαρακτηριστικά της παράλληλης παραγωγής ενέργειας συμμορφώνονται με το «φαινόμενο του βαρελιού».Με άλλα λόγια, η συνολική παραγωγή ενέργειας μιας σειράς ηλιακών συλλεκτών εξαρτάται περισσότερο από τα χαρακτηριστικά εξόδου του πιο αδύναμου πάνελ της σειράς.
Τρίτον, οι ηλιακοί συλλέκτες φοβούνται περισσότερο την απόφραξη της σκιάς (οι παράγοντες απόφραξης είναι συχνά η σκιά των δέντρων, τα περιττώματα πουλιών, η σκόνη, οι καμινάδες, τα ξένα αντικείμενα κ.λπ.), επομένως εγκαθίστανται γενικά σε ηλιόλουστα μέρη, αλλά σε κατανεμημένα συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην ταράτσα. Για να ληφθεί υπόψη η ομορφιά και ο συντονισμός της συνολικής δομής του κτιρίου του σπιτιού και της αυλής, οι ιδιοκτήτες συχνά απλώνουν τα πάνελ των μπαταριών ομοιόμορφα σε ολόκληρη την οροφή.Αν και ορισμένα μέρη αυτών των στεγών μπορεί να προκαλέσουν απόφραξη σκιάς, μερικές φορές, οι ιδιοκτήτες δεν κατανοούν πλήρως τις σοβαρές επιπτώσεις και τις βλάβες της απόφραξης σκιάς στους ηλεκτρικούς πίνακες.Δεδομένου ότι ο πίνακας της μπαταρίας σκιάζεται από σκιές, το στοιχείο προστασίας παράκαμψης (συνήθως μια δίοδος) στο κουτί διακλάδωσης του φωτοβολταϊκού πίνακα πίσω από τον πίνακα θα προκληθεί και το ρεύμα συνεχούς ρεύματος έως περίπου 9A στη σειρά της μπαταρίας θα φορτωθεί στιγμιαία στην παράκαμψη συσκευή, που κατασκευάζει το κουτί διακλάδωσης Φ/Β Θα υπάρχει υψηλή θερμοκρασία άνω των 100 βαθμών στο εσωτερικό.Αυτή η υψηλή θερμοκρασία θα έχει μικρή επίδραση στην πλακέτα της μπαταρίας και στο κουτί διακλάδωσης βραχυπρόθεσμα, αλλά εάν το φαινόμενο σκιάς δεν εξαλειφθεί και υπάρχει για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα επηρεάσει σοβαρά τη διάρκεια ζωής του κουτιού διακλάδωσης και της πλακέτας μπαταρίας .
Επιπλέον, ορισμένες σκιές ανήκουν σε επαναλαμβανόμενη θωράκιση υψηλής συχνότητας (για παράδειγμα, τα κλαδιά μπροστά από τη φωτοβολταϊκή στέγη του σπιτιού θα μπλοκάρουν επανειλημμένα τον πίνακα της μπαταρίας με τον άνεμο. Αυτή η εναλλασσόμενη θωράκιση υψηλής συχνότητας κάνει τη συσκευή παράκαμψης σε έναν κύκλο: αποσύνδεση - αγωγιμότητα – αποσύνδεση).Η δίοδος ενεργοποιείται και θερμαίνεται από το ρεύμα υψηλής ισχύος και στη συνέχεια η πόλωση αντιστρέφεται αμέσως για να ακυρωθεί το ρεύμα και να αυξηθεί η αντίστροφη τάση.Σε αυτόν τον επαναλαμβανόμενο κύκλο, η διάρκεια ζωής της διόδου μειώνεται σημαντικά.Μόλις καεί η δίοδος στο κουτί διακλάδωσης του φωτοβολταϊκού πίνακα, η έξοδος του συστήματος ολόκληρου του ηλιακού πάνελ θα αποτύχει.
Λοιπόν, υπάρχει κάποια λύση που μπορεί να λύσει τα παραπάνω τρία προβλήματα ταυτόχρονα;Οι μηχανικοί επινόησαν τοέξυπνο κουτί διασταύρωσης φωτοβολταϊκώνμετά από χρόνια σκληρής δουλειάς και εξάσκησης.
Αυτό το κιβώτιο διακλάδωσης Φ/Β με δυνατότητα Slocable χρησιμοποιεί ένα αποκλειστικό τσιπ διαχείρισης ενέργειας φωτοβολταϊκού DC για να σχεδιάσει και να κατασκευάσει μια πλακέτα κυκλώματος ελέγχου, η οποία μπορεί να εγκατασταθεί απευθείας στο φωτοβολταϊκό κουτί διακλάδωσης.Προκειμένου να διευκολυνθεί η εγκατάσταση κατασκευαστών ηλιακών πάνελ, ο σχεδιασμός έχει κρατήσει τέσσερις εξόδους καλωδίωσης ζώνης διαύλου, έτσι ώστε το κουτί διακλάδωσης να μπορεί να συνδεθεί εύκολα με το ηλιακό πάνελ και η έξοδοςκαλώδιακαισυνδετήρεςείναι προεγκατεστημένα πριν φύγουν από το εργοστάσιο.Αυτό το κουτί διακλάδωσης είναι επί του παρόντος το πιο βολικό έξυπνο κουτί διακλάδωσης φωτοβολταϊκών στη βιομηχανία φωτοβολταϊκών για εγκατάσταση και συντήρηση.Δίνει κυρίως λύσεις στα τρία παραπάνω τρία μεγάλα προβλήματα που ταλανίζουν τον κλάδο των φωτοβολταϊκών.Έχει τις εξής λειτουργίες:
1) Λειτουργία MPPT: Μέσω της συνεργασίας λογισμικού και υλικού, κάθε πίνακας είναι εξοπλισμένος με τεχνολογία παρακολούθησης μέγιστης ισχύος και συσκευές ελέγχου.Αυτή η τεχνολογία μπορεί να μεγιστοποιήσει τη μείωση της απόδοσης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που προκαλείται από διαφορετικά χαρακτηριστικά πάνελ στη συστοιχία πίνακα και να μειώσει το "Ο αντίκτυπος του "φαινόμενου βαρελιού" στην απόδοση του σταθμού παραγωγής ενέργειας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση παραγωγής ενέργειας του σταθμού παραγωγής ενέργειας.Από τα αποτελέσματα των δοκιμών, η απόδοση παραγωγής ενέργειας του συστήματος μπορεί ακόμη και να αυξηθεί κατά 47,5%, γεγονός που αυξάνει τα έσοδα από επενδύσεις και μειώνει σημαντικά την περίοδο απόσβεσης της επένδυσης.
2) Έξυπνη λειτουργία τερματισμού λειτουργίας για μη κανονικές συνθήκες όπως πυρκαγιά: Σε περίπτωση πυρκαγιάς, ο ενσωματωμένος αλγόριθμος λογισμικού του κουτιού διακλάδωσης του φωτοβολταϊκού πίνακα και του κυκλώματος υλικού μπορεί να καθορίσει εάν έχει συμβεί μια ανωμαλία εντός 10 χιλιοστών του δευτερολέπτου και να αποκοπεί ενεργά τη σύνδεση μεταξύ κάθε πίνακα μπαταρίας.Η τάση των 1000V μειώνεται σε μια τάση αποδεκτή για το ανθρώπινο σώμα γύρω στα 40V για να διασφαλιστεί η ασφάλεια των πυροσβεστών.
3) Χρησιμοποιείται τεχνολογία ολοκληρωμένου ελέγχου θυρίστορ MOSFET αντί της παραδοσιακής διόδου Schottky.Όταν η σκιά είναι μπλοκαρισμένη, το ρεύμα παράκαμψης MOSFET μπορεί να ξεκινήσει αμέσως για να προστατεύσει την ασφάλεια του πίνακα της μπαταρίας.Ταυτόχρονα, λόγω των μοναδικών χαρακτηριστικών χαμηλού VF του MOSFET, η θερμότητα που παράγεται στο συνολικό κουτί διακλάδωσης είναι μόνο το ένα δέκατο αυτής του συνηθισμένου κουτιού διακλάδωσης.Αυτή η τεχνολογία σε μεγάλο βαθμό Η διάρκεια ζωής του φωτοβολταϊκού κουτιού διακλάδωσης παρατείνεται και η διάρκεια ζωής του ηλιακού πάνελ είναι καλύτερα εγγυημένη.
Επί του παρόντος, οι τεχνικές λύσεις για έξυπνα κουτιά διακλάδωσης φωτοβολταϊκών αναδύονται η μία μετά την άλλη, κυρίως γύρω από τη βελτιστοποίηση και τη βελτίωση της απόδοσης παραγωγής ενέργειας από φωτοβολταϊκά στοιχειοσειρά και τη βελτίωση των μηχανισμών απόκρισης πυρκαγιάς φωτοβολταϊκών συστημάτων, όπως οι λειτουργίες διακοπής λειτουργίας.
Η ανάπτυξη και ο σχεδιασμός ενός «έξυπνου κιβωτίου διασταύρωσης φωτοβολταϊκών» δεν είναι απαραίτητα μια πολύπλοκη και βαθιά δουλειά.Ωστόσο, πώς μπορεί πραγματικά το έξυπνο κουτί διακλάδωσης να ανταποκριθεί στα σημεία πόνου και τις δυσκολίες της αγοράς φωτοβολταϊκών;Είναι απαραίτητο να βρείτε την καλύτερη ισορροπία όσον αφορά την ηλεκτρική λειτουργία του κιβωτίου διακλάδωσης, τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρονικών συσκευών, το κόστος και τα έσοδα επένδυσης του έξυπνου κουτιού διακλάδωσης.Πιστεύεται ότι τα επόμενα χρόνια, το έξυπνο κουτί διακλάδωσης φωτοβολταϊκών θα έχει περισσότερες εφαρμογές στο φωτοβολταϊκό σύστημα και θα δημιουργήσει μεγαλύτερη αξία για τους επενδυτές.
08-03-2023
