സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ വർഗ്ഗീകരണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആമുഖം

സാധാരണയായി, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളെ സ്വതന്ത്ര സിസ്റ്റങ്ങൾ, ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, ഹൈബ്രിഡ് സിസ്റ്റങ്ങൾ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കുന്നു. സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫോം അനുസരിച്ച്, ആപ്ലിക്കേഷൻ സ്കെയിലും ലോഡിന്റെ തരവും അനുസരിച്ച്, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റത്തെ കൂടുതൽ വിശദമായി വിഭജിക്കാം. ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളെ ഇനിപ്പറയുന്ന ആറ് തരങ്ങളായി വിഭജിക്കാം: ചെറിയ സോളാർ പവർ സിസ്റ്റം (SmallDC); ലളിതമായ DC സിസ്റ്റം (SimpleDC); വലിയ സോളാർ പവർ സിസ്റ്റം (LargeDC); AC, DC പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം (AC/DC); ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റം (UtilityGridConnect); ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം (Hybrid); ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് ഹൈബ്രിഡ് സിസ്റ്റം. ഓരോ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും പ്രവർത്തന തത്വവും സവിശേഷതകളും ചുവടെ വിശദീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

1. ചെറിയ സൗരോർജ്ജ സംവിധാനം (SmallDC)

ഈ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സവിശേഷത, സിസ്റ്റത്തിൽ DC ലോഡ് മാത്രമേ ഉള്ളൂ, ലോഡ് പവർ താരതമ്യേന ചെറുതാണ് എന്നതാണ്. മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തിനും ലളിതമായ ഘടനയും എളുപ്പമുള്ള പ്രവർത്തനവുമുണ്ട്. ഇതിന്റെ പ്രധാന ഉപയോഗങ്ങൾ പൊതുവായ ഗാർഹിക സംവിധാനങ്ങൾ, വിവിധ സിവിലിയൻ DC ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ, അനുബന്ധ വിനോദ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, എന്റെ രാജ്യത്തിന്റെ പടിഞ്ഞാറൻ മേഖലയിൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റം വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വൈദ്യുതി ഇല്ലാത്ത പ്രദേശങ്ങളിലെ ഹോം ലൈറ്റിംഗ് പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു DC വിളക്കാണ് ലോഡ്.

2. ലളിതമായ ഡിസി സിസ്റ്റം (സിമ്പിൾഡിസി)

സിസ്റ്റത്തിലെ ലോഡ് ഒരു DC ലോഡാണ് എന്നതാണ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സവിശേഷത, കൂടാതെ ലോഡിന്റെ ഉപയോഗ സമയത്തിന് പ്രത്യേക ആവശ്യകതകളൊന്നുമില്ല. പകൽ സമയത്താണ് ലോഡ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്, അതിനാൽ സിസ്റ്റത്തിൽ ബാറ്ററിയോ കൺട്രോളറോ ഇല്ല. സിസ്റ്റത്തിന് ലളിതമായ ഒരു ഘടനയുണ്ട്, നേരിട്ട് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഘടകങ്ങൾ ലോഡിലേക്ക് വൈദ്യുതി നൽകുന്നു, ബാറ്ററിയിൽ ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിന്റെയും പ്രകാശനത്തിന്റെയും ആവശ്യകത ഇല്ലാതാക്കുന്നു, അതുപോലെ കൺട്രോളറിലെ ഊർജ്ജ നഷ്ടവും, ഊർജ്ജ ഉപയോഗ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

3 വലിയ തോതിലുള്ള സൗരോർജ്ജ സംവിധാനം (ലാർജ്‌ഡിസി)

മുകളിലുള്ള രണ്ട് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റം ഇപ്പോഴും DC പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, എന്നാൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിന് സാധാരണയായി വലിയ ലോഡ് പവർ ഉണ്ട്. സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു പവർ സപ്ലൈ ഉപയോഗിച്ച് ലോഡിന് വിശ്വസനീയമായി നൽകാൻ കഴിയുമെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ, അതിന്റെ അനുബന്ധ സിസ്റ്റം സ്കെയിലും വലുതാണ്, വലിയ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ അറേയും ഒരു വലിയ സോളാർ ബാറ്ററി പായ്ക്കും ആവശ്യമാണ്. ആശയവിനിമയം, ടെലിമെട്രി, മോണിറ്ററിംഗ് ഉപകരണ പവർ സപ്ലൈ, ഗ്രാമപ്രദേശങ്ങളിലെ കേന്ദ്രീകൃത പവർ സപ്ലൈ, ബീക്കൺ ബീക്കണുകൾ, തെരുവ് വിളക്കുകൾ മുതലായവ ഇതിന്റെ പൊതുവായ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫോമുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. 4 AC, DC പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം (AC/DC)

മുകളിലുള്ള മൂന്ന് സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഈ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിന് ഒരേ സമയം ഡിസി, എസി ലോഡുകൾക്ക് വൈദ്യുതി നൽകാൻ കഴിയും. സിസ്റ്റം ഘടനയുടെ കാര്യത്തിൽ, ഡിസി പവർ എസി പവറാക്കി മാറ്റുന്നതിന് മുകളിലുള്ള മൂന്ന് സിസ്റ്റങ്ങളേക്കാൾ കൂടുതൽ ഇൻവെർട്ടറുകൾ ഇതിലുണ്ട്. എസി ലോഡിനുള്ള ആവശ്യം. സാധാരണയായി, ഇത്തരത്തിലുള്ള സിസ്റ്റത്തിന്റെ ലോഡ് പവർ ഉപഭോഗം താരതമ്യേന വലുതാണ്, അതിനാൽ സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്കെയിലും താരതമ്യേന വലുതാണ്. എസി, ഡിസി ലോഡുകൾ ഉള്ള ചില ആശയവിനിമയ ബേസ് സ്റ്റേഷനുകളിലും എസി, ഡിസി ലോഡുകളുള്ള മറ്റ് ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് പവർ പ്ലാന്റുകളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

5 ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റം (യൂട്ടിലിറ്റിഗ്രിഡ്കണക്ട്)

ഇത്തരത്തിലുള്ള സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ സവിശേഷത, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് അറേ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഡി‌സി പവർ ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് ഇൻ‌വെർട്ടർ വഴി മെയിൻസ് പവർ ഗ്രിഡിന്റെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്ന എസി പവറായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതാണ്, തുടർന്ന് മെയിൻസ് നെറ്റ്‌വർക്കിലേക്ക് നേരിട്ട് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് സിസ്റ്റത്തിൽ, പിവി അറേ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ലോഡിന് പുറത്തുള്ള എസിയിലേക്ക് മാത്രമല്ല, അധിക വൈദ്യുതി ഗ്രിഡിലേക്ക് തിരികെ നൽകുന്നു. മഴയുള്ള ദിവസങ്ങളിലോ രാത്രിയിലോ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് അറേ വൈദ്യുതി ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്നില്ലെങ്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ലോഡ് ഡിമാൻഡ് നിറവേറ്റാൻ കഴിയാതെ വരുമ്പോൾ, ഗ്രിഡ് അത് പവർ ചെയ്യും.

6 ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം (ഹൈബ്രിഡ്)

സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ അറേകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനു പുറമേ, ഈ തരത്തിലുള്ള സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റം ഒരു ബാക്കപ്പ് പവർ സ്രോതസ്സായി ഡീസൽ ജനറേറ്ററുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം വിവിധ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദന സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഗുണങ്ങൾ സമഗ്രമായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുകയും അവയുടെ പോരായ്മകൾ ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച സ്വതന്ത്ര ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങൾ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ കുറവാണ്, എന്നാൽ ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം കാലാവസ്ഥയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അസ്ഥിരമാണ് എന്നതാണ് പോരായ്മ. ഒരൊറ്റ ഊർജ്ജ സ്വതന്ത്ര സംവിധാനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഡീസൽ ജനറേറ്ററുകളും ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് അറേകളും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റത്തിന് കാലാവസ്ഥയെ ആശ്രയിക്കാത്ത ഊർജ്ജം നൽകാൻ കഴിയും. അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്:

1. ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഉപയോഗം പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിന്റെ മികച്ച ഉപയോഗവും കൈവരിക്കും.

2. ഉയർന്ന സിസ്റ്റം പ്രായോഗികതയുണ്ട്.

3. ഒറ്റത്തവണ മാത്രം ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഡീസൽ ജനറേറ്റർ സംവിധാനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇതിന് അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ കുറവാണ്, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ ഇന്ധനവും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

4. ഉയർന്ന ഇന്ധനക്ഷമത.

5. ലോഡ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിന് മികച്ച വഴക്കം.

ഹൈബ്രിഡ് സിസ്റ്റത്തിന് അതിന്റേതായ പോരായ്മകളുണ്ട്:

1. നിയന്ത്രണം കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാണ്.

2. പ്രാരംഭ പദ്ധതി താരതമ്യേന വലുതാണ്.

3. ഒരു ഒറ്റപ്പെട്ട സിസ്റ്റത്തേക്കാൾ കൂടുതൽ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ ഇതിന് ആവശ്യമാണ്.

4. മലിനീകരണവും ശബ്ദവും.

7. ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം (ഹൈബ്രിഡ്)

സോളാർ ഒപ്റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് വ്യവസായത്തിന്റെ വികാസത്തോടെ, സോളാർ ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക് മൊഡ്യൂൾ അറേകൾ, മെയിൻസ്, റിസർവ് ഓയിൽ മെഷീനുകൾ എന്നിവ സമഗ്രമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റം ഉണ്ടായിട്ടുണ്ട്. ഇത്തരത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം സാധാരണയായി കൺട്രോളറുമായും ഇൻവെർട്ടറുമായും സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, മുഴുവൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെയും പ്രവർത്തനം പൂർണ്ണമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ ചിപ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, മികച്ച പ്രവർത്തന നില കൈവരിക്കുന്നതിന് വിവിധ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ സമഗ്രമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ AES ന്റെ SMD ഇൻവെർട്ടർ സിസ്റ്റം പോലുള്ള സിസ്റ്റത്തിന്റെ ലോഡ് പവർ സപ്ലൈ ഗ്യാരണ്ടി നിരക്ക് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ബാറ്ററി ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും. സിസ്റ്റത്തിന് പ്രാദേശിക ലോഡുകൾക്ക് യോഗ്യതയുള്ള വൈദ്യുതി നൽകാൻ കഴിയും കൂടാതെ ഒരു ഓൺലൈൻ UPS (തടസ്സമില്ലാത്ത വൈദ്യുതി വിതരണം) ആയി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും. ഇതിന് ഗ്രിഡിലേക്ക് വൈദ്യുതി വിതരണം ചെയ്യാനോ ഗ്രിഡിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി നേടാനോ കഴിയും.

സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രവർത്തന രീതി സാധാരണയായി മെയിനുകൾക്കും സൗരോർജ്ജത്തിനും സമാന്തരമായി പ്രവർത്തിക്കുക എന്നതാണ്. പ്രാദേശിക ലോഡുകൾക്ക്, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജം ലോഡിന് പര്യാപ്തമാണെങ്കിൽ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജം നേരിട്ട് ഉപയോഗിച്ച് ലോഡിന്റെ ആവശ്യം നിറവേറ്റും. ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി ഉടനടി ലോഡിന്റെ ആവശ്യകതയെ കവിയുന്നുവെങ്കിൽ, അധിക വൈദ്യുതി ഗ്രിഡിലേക്ക് തിരികെ നൽകാം; ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് മൊഡ്യൂൾ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന വൈദ്യുതി പര്യാപ്തമല്ലെങ്കിൽ, യൂട്ടിലിറ്റി പവർ സ്വയമേവ സജീവമാക്കും, കൂടാതെ യൂട്ടിലിറ്റി പവർ ലോക്കൽ ലോഡിന്റെ ആവശ്യം നിറവേറ്റാൻ ഉപയോഗിക്കും. ലോഡിന്റെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം SMD ഇൻ‌വെർട്ടറിന്റെ റേറ്റുചെയ്ത മെയിൻ ശേഷിയുടെ 60% ൽ കുറവാണെങ്കിൽ, ബാറ്ററി വളരെക്കാലം ഫ്ലോട്ടിംഗ് അവസ്ഥയിലാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ മെയിൻസ് യാന്ത്രികമായി ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യും; മെയിൻസ് പരാജയപ്പെടുകയാണെങ്കിൽ, മെയിൻസ് പവർ പരാജയപ്പെടുകയോ മെയിൻസ് പവർ ഗുണനിലവാരം അയോഗ്യമാണെങ്കിൽ, സിസ്റ്റം യാന്ത്രികമായി മെയിൻസ് പവർ വിച്ഛേദിച്ച് ഒരു സ്വതന്ത്ര വർക്കിംഗ് മോഡിലേക്ക് മാറുകയോ ചെയ്യും. ലോഡിന് ആവശ്യമായ എസി പവർ ബാറ്ററിയും ഇൻ‌വെർട്ടറും നൽകുന്നു.

മെയിൻ പവർ സാധാരണ നിലയിലേക്ക് തിരിച്ചെത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ, അതായത്, വോൾട്ടേജും ഫ്രീക്വൻസിയും മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച സാധാരണ അവസ്ഥയിലേക്ക് പുനഃസ്ഥാപിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, സിസ്റ്റം ബാറ്ററി വിച്ഛേദിക്കുകയും മെയിൻ ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് മോഡ് പ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യും. ചില ഗ്രിഡ്-കണക്റ്റഡ് ഹൈബ്രിഡ് പവർ സപ്ലൈ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, സിസ്റ്റം മോണിറ്ററിംഗ്, കൺട്രോൾ, ഡാറ്റ അക്വിസിഷൻ ഫംഗ്ഷനുകൾ എന്നിവയും കൺട്രോൾ ചിപ്പിൽ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഈ സിസ്റ്റത്തിന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ കൺട്രോളറും ഇൻവെർട്ടറുമാണ്.