กล่องรวมสัญญาณแผงเซลล์แสงอาทิตย์อัจฉริยะช่วยแก้ปัญหาหลักสามประการที่สร้างความเสียหายให้กับอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์

ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา ผลิตภัณฑ์ผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ทั่วโลก และนวัตกรรมต่างๆ ในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ก็เกิดขึ้นอย่างไม่มีที่สิ้นสุดมาตรการที่เป็นนวัตกรรมเหล่านี้ได้ส่งเสริมการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์อย่างต่อเนื่อง ลดต้นทุน และทำให้ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มีพื้นฐานและใกล้ชิดกับชีวิตของผู้อยู่อาศัยมากขึ้น

ในบรรดามาตรการเชิงนวัตกรรมเหล่านี้ การวิจัยและพัฒนาอันชาญฉลาดของระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ได้กลายเป็นหนึ่งในข้อกังวลหลักของนวัตกรรมเทคโนโลยีระดับโลกบริษัทเซลล์แสงอาทิตย์และสถาบันวิจัยผู้บุกเบิกบางแห่งใช้เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ ฯลฯ เพื่อเชื่อมต่อระบบโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบแยกส่วน เพื่อช่วยให้นักลงทุนสามารถบำรุงรักษาความปลอดภัยรายวันและตัดสินใจวิเคราะห์รายได้จากการลงทุนได้สะดวกยิ่งขึ้น

โดยเป็นแกนหลักของระบบพลังงานแสงอาทิตย์ นั่นคือแผงโซลาร์เซลล์ โดยมีบทบาทพื้นฐานในการรับแสงและเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นพลังงานไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์อัจฉริยะส่วนใหญ่ที่อ้างว่าได้ติดตั้งแพลตฟอร์มการจัดการอัจฉริยะ ยังคงไม่เห็นร่องรอยของ "ความฉลาด" ใด ๆ ในระดับพื้นฐานของโมดูลหลัก (แผง) การผลิตไฟฟ้าแผงโซลาร์เซลล์ถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยผู้ติดตั้งเพื่อสร้างเป็นสตริง และหลายสายเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งสุดท้ายจะกลายเป็นระบบโรงไฟฟ้า

แล้วข้อตกลงนี้มีปัญหาอะไรไหม?

ประการแรก แรงดันไฟฟ้าของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละแผงไม่สูงนัก เพียงไม่กี่สิบโวลต์ แต่แรงดันไฟฟ้าต่ออนุกรมจะสูงถึงประมาณ 1,000 โวลต์เมื่อระบบผลิตไฟฟ้าเกิดเพลิงไหม้แม้ว่านักผจญเพลิงจะสามารถตัดการเชื่อมต่อสวิตช์วงจรย้อนกลับของวงจรหลักได้ แต่ทั้งระบบก็ยังมีอันตรายมากเนื่องจากมีเพียงกระแสในวงจรส่งคืนเท่านั้นที่ถูกปิดเนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์เชื่อมต่อถึงกันด้วยขั้วต่อ แรงดันไฟฟ้าของระบบลงกราวด์จึงยังคงเป็น 1000Vเมื่อนักดับเพลิงที่ไม่มีประสบการณ์ลงเอยด้วยปืนฉีดน้ำแรงดันสูงเพื่อฉีดน้ำบนแผงผลิตไฟฟ้า 1000V เหล่านี้ เนื่องจากน้ำเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่จะถูกโหลดโดยตรงไปยังนักดับเพลิงผ่านทางเสาน้ำ และภัยพิบัติจะเกิดขึ้น

ประการที่สอง คุณลักษณะเอาต์พุตของแผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละแผงไม่สอดคล้องกัน เช่น กระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และจุดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดด้วยการใช้งานในระยะยาวและการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ภายนอกอาคาร ความไม่สอดคล้องกันนี้จะชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆลักษณะของการผลิตไฟฟ้าแบบควบคู่เป็นไปตาม "ผลกระทบจากบาร์เรล"กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสร้างพลังงานรวมของแผงโซลาร์เซลล์จำนวนหนึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะเอาต์พุตของแผงที่อ่อนแอที่สุดในแผงโซลาร์เซลล์มากกว่า

ประการที่สาม แผงโซลาร์เซลล์กลัวการบดบังเงามากที่สุด (ปัจจัยการบดบังมักเป็นร่มเงาต้นไม้ มูลนก ฝุ่น ปล่องไฟ วัตถุแปลกปลอม ฯลฯ ) ดังนั้นโดยทั่วไปจะติดตั้งในสถานที่ที่มีแสงแดดจ้า แต่ในระบบผลิตไฟฟ้าบนหลังคาแบบกระจายใน เพื่อคำนึงถึงความสวยงามและการประสานกันของโครงสร้างโดยรวมของบ้านและลานบ้าน เจ้าของมักจะกระจายแผงแบตเตอรี่ให้เท่ากันทั่วทั้งหลังคาแม้ว่าบางส่วนของหลังคาอาจทำให้เกิดเงาบดบัง แต่บางครั้งเจ้าของยังไม่เข้าใจถึงผลกระทบร้ายแรงและอันตรายของการบดบังเงาบนแผงไฟฟ้าเนื่องจากแผงแบตเตอรี่ถูกบังด้วยเงา องค์ประกอบป้องกันบายพาส (โดยปกติคือไดโอด) ในกล่องรวมสัญญาณแผง PV ด้านหลังแผงจะถูกเหนี่ยวนำ และกระแสไฟฟ้า DC สูงถึงประมาณ 9A ในสายแบตเตอรี่จะถูกโหลดทันทีบนบายพาส อุปกรณ์ทำกล่องรวมสัญญาณ PV ภายในจะมีอุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาอุณหภูมิสูงขนาดนี้จะมีผลเพียงเล็กน้อยต่อแผงแบตเตอรี่และกล่องรวมสัญญาณในระยะสั้น แต่หากไม่กำจัดเอฟเฟกต์เงาและคงอยู่เป็นเวลานานจะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของกล่องรวมสัญญาณและแผงแบตเตอรี่อย่างรุนแรง .

นอกจากนี้ เงาบางส่วนยังมาจากการป้องกันซ้ำด้วยความถี่สูง (เช่น กิ่งก้านที่ด้านหน้าหลังคาไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในบ้านจะบังแผงแบตเตอรี่ด้วยลมซ้ำๆ การป้องกันสลับความถี่สูงนี้ทำให้อุปกรณ์บายพาสอยู่ในวงจร: ขาดการเชื่อมต่อ – การนำ – การตัดการเชื่อมต่อ)ไดโอดถูกเปิดและทำให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้ากำลังสูง จากนั้นไบแอสจะกลับด้านทันทีเพื่อยกเลิกกระแสและเพิ่มแรงดันย้อนกลับในรอบการทำซ้ำนี้ อายุการใช้งานของไดโอดจะลดลงอย่างมากเมื่อไดโอดในกล่องรวมสัญญาณแผง PV ไหม้ เอาต์พุตของระบบของแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดจะล้มเหลว

แล้วมีวิธีแก้ไขที่สามารถแก้ปัญหาสามข้อข้างต้นไปพร้อมๆ กันได้หรือเปล่า?วิศวกรได้คิดค้นกล่องแยก PV อัจฉริยะหลังจากทำงานหนักและฝึกฝนมานานหลายปี

กล่องรวมสัญญาณ PV แบบ Slocable นี้ใช้ชิปจัดการพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ DC โดยเฉพาะเพื่อออกแบบและสร้างแผงวงจรควบคุม ซึ่งสามารถติดตั้งได้โดยตรงในกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เพื่ออำนวยความสะดวกในการติดตั้งผู้ผลิตแผงโซลาร์เซลล์ การออกแบบได้สงวนช่องต่อสายไฟบัสแบนด์ไว้ 4 ช่อง เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกล่องรวมสัญญาณเข้ากับแผงโซลาร์เซลล์และเอาต์พุตได้อย่างง่ายดายสายเคเบิลและขั้วต่อมีการติดตั้งไว้ล่วงหน้าก่อนออกจากโรงงานปัจจุบันกล่องรวมสัญญาณนี้เป็นกล่องรวมสัญญาณอัจฉริยะ PV ที่สะดวกที่สุดในอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในการติดตั้งและบำรุงรักษาโดยส่วนใหญ่จะให้บริการโซลูชั่นสำหรับปัญหาหลักสามสามประการข้างต้นที่สร้างความเสียหายให้กับอุตสาหกรรมไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มันมีฟังก์ชั่นดังต่อไปนี้:

1) ฟังก์ชั่น MPPT: ด้วยความร่วมมือของซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ แต่ละแผงควบคุมมีเทคโนโลยีการติดตามพลังงานสูงสุดและอุปกรณ์ควบคุมเทคโนโลยีนี้สามารถลดประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าได้สูงสุดซึ่งเกิดจากคุณลักษณะของแผงที่แตกต่างกันในแผงอาร์เรย์ และลด "ผลกระทบของ "ผลกระทบจากบาร์เรล" ต่อประสิทธิภาพของสถานีไฟฟ้าสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าได้อย่างมากจากผลการทดสอบสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบได้ถึง 47.5% ซึ่งเพิ่มรายได้จากการลงทุนและลดระยะเวลาคืนทุนลงอย่างมาก

2) ฟังก์ชั่นปิดเครื่องอัจฉริยะสำหรับสภาวะที่ผิดปกติ เช่น ไฟไหม้: ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ อัลกอริธึมซอฟต์แวร์ในตัวของกล่องรวมสัญญาณแผง PV และวงจรฮาร์ดแวร์สามารถระบุได้ว่ามีความผิดปกติเกิดขึ้นภายใน 10 มิลลิวินาทีหรือไม่ และตัดการทำงานทันที การเชื่อมต่อระหว่างแผงแบตเตอรี่แต่ละแผงแรงดันไฟฟ้า 1000V จะลดลงเหลือแรงดันไฟฟ้าที่ร่างกายมนุษย์ยอมรับได้ประมาณ 40V เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของนักดับเพลิง

3) ใช้เทคโนโลยีการควบคุมแบบรวมไทริสเตอร์ของ MOSFET แทนไดโอด Schottky แบบดั้งเดิมเมื่อเงาถูกบัง กระแสบายพาส MOSFET จะสามารถสตาร์ทได้ทันทีเพื่อปกป้องความปลอดภัยของแผงแบตเตอรี่ในเวลาเดียวกัน เนื่องจาก MOSFET มีคุณลักษณะ VF ต่ำที่เป็นเอกลักษณ์ ความร้อนที่เกิดขึ้นในกล่องรวมสัญญาณโดยรวมจึงมีเพียงหนึ่งในสิบของความร้อนที่เกิดขึ้นในกล่องรวมสัญญาณทั่วไปเทคโนโลยีนี้อย่างมาก อายุการใช้งานของกล่องรวมสัญญาณไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ยาวนานขึ้น และรับประกันอายุการใช้งานของแผงโซลาร์เซลล์ได้ดีขึ้น

ปัจจุบัน โซลูชันทางเทคนิคสำหรับกล่องรวมสัญญาณ PV อัจฉริยะกำลังเกิดขึ้นทีละส่วน โดยส่วนใหญ่เกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และปรับปรุงกลไกการตอบสนองต่อเหตุเพลิงไหม้ของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ เช่น ฟังก์ชันการปิดเครื่อง

การพัฒนาและออกแบบ “กล่องแยก PV อัจฉริยะ” ไม่จำเป็นต้องเป็นงานที่ซับซ้อนและลึกซึ้งเสมอไปอย่างไรก็ตาม กล่องรวมสัญญาณอัจฉริยะจะตอบโจทย์ปัญหาและความยากลำบากของตลาดเซลล์แสงอาทิตย์ได้อย่างไรจำเป็นต้องค้นหาสมดุลที่ดีที่สุดในแง่ของฟังก์ชันทางไฟฟ้าของกล่องรวมสัญญาณ อายุการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ต้นทุนและรายได้จากการลงทุนของกล่องรวมสัญญาณอัจฉริยะเชื่อว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า กล่องรวมสัญญาณ PV อัจฉริยะจะมีการใช้งานในระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์มากขึ้น และสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับนักลงทุน