Solar -PV -Energiefluss & Komponenten

Kernkonzept

Das Photovoltaiksystem wandelt die Lichtenergie (Solarenergie) in Gleichstromstrom über PV -Panels in Gleichstromstrom um und wandelt sie dann über einen Wechselrichter in den Wechselstrom (AC) -Estromung um und liefert es schließlich in das Netz oder für die lokale Lastanwendung. Die Befestigungsstruktur und das Zubehör (Anschlussboxen, Anschlüsse, Kabel usw.) sind wesentliche strukturelle Unterstützung und elektrische Verbindungskomponenten, die diesen Energieumwandlungs- und Übertragungsprozess ermöglichen.

Kernkomponenten und ihre Rolle im elektrischen Fluss

1. PV -Panels (Module):

• Rolle: Der Ausgangspunkt des Systems, die Kerneinheit der Stromerzeugung. Verwendet den Photovoltaik -Effekt, um Sonnenlicht direkt in Gleichstrom (DC) umzuwandeln.

• Elektrische Eigenschaften: Ein einzelnes Panel erzeugt eine begrenzte Spannung (z. B. 30-50 V DC), Strom (z. B. 8-12a) und Leistung (z. B. 300W-600W+).

2. Anschlussdose:

• Aktuelle Sammlung und Ausgabe: Sammelt den Strom aus den mit Serien verbundenen Zellen innerhalb des PV-Panels und gibt ihn über positive (+) und negative (-) Leitungen aus.

• Bypass -Diode: Kritische elektrische Komponente! Wenn ein Panel schattiert oder beschädigt ist und seine Ausgabe verringert, kann es in der Serie -Zeichenfolge zu einem 'Engpass' werden, der nicht nur Strom erzeugt, sondern auch erhitzt (Hot Spot -Effekt). Die Bypass -Diode ermöglicht es, durch die Diode selbst um das Underperformationsfeld zu fließen und sicherzustellen, dass der Strom durch die anderen gesunden Paneelen durchlaufen kann. Dies schützt das Modul und verbessert die Gesamtsystemeffizienz.

• Verbindungspunkt: Bietet standardisierte Schnittstellen (normalerweise MC4 -Steckdosen) für eine einfache Verbindung zu anderen Panels oder Kabeln mit Kabeln und Anschlüssen.

• Ort: In der Regel auf der Rückseite jedes PV -Panels montiert.

• Rolle:

3. Zubehör - Kabel und Anschlüsse:

• Inter-Panel-Verbindung: Verwendet vorgefertigte kurze Kabel mit MC4-Steckern ( 'Jumpers '), um das positive (+) -Anterminal der Anschlussbox eines Panels an das negative (-)) Terminal des nächsten Feldes zu verbinden und die Serienverbindung zu erreichen (Erhöhung der Spannung). Kann auch für die parallele Verbindung verwendet werden (erhöht den Strom), erfordert jedoch geeignete Kombinationsmethoden.

• String-Ausgabe: Routet die positiven (+) und negativen (-) Ausgänge einer mit der Serie verbundenen Zeichenfolge von PV-Feldern (als 'String ') über längere PV-DC-Kabel in Richtung einer Gleichstrom-Kombinierkiste oder direkt zum Wechselrichter (für kleine Systeme oder String-Inverter). Diese längeren Kabel sind 'String -Kabel'.

• PV-DC-Kabel: speziell für PV-Umgebungen im Freien ausgelegt: resistent gegen hohe Temperaturen (90 ° C), UV-Strahlung, Verwitterung und Flammschutzmittel (typischerweise zertifiziertes PV-spezifisches Kabel wie TUV PV1-F). Enthält positives (+) Kabel und negatives (-) Kabel.

• PV -Anschlüsse: Am häufigsten MC4 oder kompatible Typen. Als wetterfestes, berührungssicheres, sperrende Steckverbinder ausgestattet.

• Typen:

• Rolle:

4. Zubehör - DC -Kombinationsbox:

• Zeichenfolge Kombination: Kombiniert die Gleichstromausgänge mehrerer PV -Zeichenfolgen (z. B. 4, 6, 8, 10, 12, 16 Saiten), indem sie parallel anschließen.

• Schutz: Ein wichtiger Schutzpunkt auf der Gleichstromseite.

• Ausgang: Die kombinierten DC-positiven (+) und negativen (-) Ausgänge werden über schwerere DC-Kabel in den Wechselrichter weitergeleitet.

• Sicherungen/DC -Leistungsschalter: Bieten Sie für jede Eingangszeichenfolge einen Überstromschutz. Verhindert den Fehlerstrom von anderen Zeichenfolgen 'Backfeeding ' und schädigen Sie die PV -Panels in einer fehlerhaften Schnur, wenn es kurz ist.

• Surge Protection Devices (SPDS): Schützt vor blitzinduzierten Anständen an DC-Linien, die nachgeschaltete Geräte wie den Wechselrichter beschädigen.

• Schalter/Isolator trennen: Ermöglicht eine sichere Trennung der Gleichstromseite für Wartung oder Notfälle.

• Ort: In String -Wechselrichtersystemen, normalerweise in der Nähe des PV -Arrays und des Wechselrichters (z. B. auf dem Dach, neben den gemahlenen Halterungen oder in einem Schaltraum) installiert.

• Rolle:

5. Wechselrichter:

• DC zu Wechselstromumwandlung: Umwandelt den von den PV -Panels erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom -Elektrizität, das mit dem Netz oder den lokalen Lasten kompatibel ist (z. B. 220 V/380 V, 50 Hz).

• Maximale Power Point Tracking (MPPT): Übereinstimmt und stellt den DC -Eingangsbetriebspunkt kontinuierlich überwacht und passt ein, um das PV -Array in seiner maximalen Ausgangsleistung zu halten und die Energieernte zu maximieren.

• Gitterwechselwirkung (für gittergebundene): Überwachung der Gitterspannung und Frequenz für gittergebundene Systeme, um sicherzustellen, dass der Ausgangsstrom mit dem Raster synchronisiert ist, um die Anforderungen an die Verbindungsanforderungen zu erfüllen. Trennen Sie automatisch vom Raster, wenn ein Netzfehler festgestellt wird (Anti-Islanding-Schutz).

• Überwachung und Kommunikation: verfügt normalerweise über einen integrierten Datenprotokoll, Aufzeichnungsgenerierung, Status usw. und überträgt Daten über kabelgebundene (RS485, Ethernet) oder drahtlose (WLAN, 4G) mit einer Überwachungsplattform.

• Schutzfunktionen: Bietet mehrere Schutzmaßnahmen: Über/unter Spannung, Über/unter Frequenz, Überstrom, Übertemperatur, umgekehrte Polarität, Isolationsfehler usw.

• Rolle: Das 'Herz' des Systems, die Kernkraftumwandlungseinheit.

• Eingabe: Empfängt DC -Strom aus dem DC -Kombinierkasten (oder direkt aus Zeichenfolgen).

• Ausgang: Erzeugt Wechselstrom.

6. Zubehör - AC -Kabel:

• Rolle: Überträgt den Wechselstromausgang vom Wechselrichter in die Wechselstromverteilungskarte (ACDB) oder direkt auf den Punkt der Verbindungsstelle (POI) mit dem Gitter / lokalen Lasten.

• Anforderungen: Standard-Wechselstromkabel, die mit lokalen elektrischen Codes (z. B. THHN/THWN, XHHW in Leitung oder Verwendung 2/RHW-2 für direkte Beerdigung) entsprechen.

7. AC Distribution Board (ACDB) / Load Center:

• Schutz und Verteilung: Enthält Leistungsschalter, die Schutz (Überlast und Kurzschluss) für den Wechselrichter-Wechselstromausgang bieten.

• Messung: beherbergt ein Strommesser (KWH-Meter) zur Messung der Energieerzeugung des PV-Systems (Energie in das Netz oder selbstversetzt).

• Netzverbindungsstelle: Der endgültige Verbindungspunkt zwischen dem System und dem Raster oder dem Haupt -Elektropanel des Benutzers. Das Utility -Messgerät ist normalerweise hier oder in der Nähe installiert.

• Schubschutz: Wechselstrom -Seiten -SPDS.

• Isolation: Bietet einen Isolationsschalter für die Wartung.

• Rolle:

8. Gitter / Ladungen:

• Gittergebundenes System: Der umgewandelte Wechselstrom wird für die Verwendung von anderen in das Netz eingespeist. Die Systemleistung wird zunächst durch lokale Lasten verwendet. Überschuss wird in das Netz exportiert; Der Mangel wird aus dem Netz importiert.

• Off-Grid-System: Die Wechselstromleistung wird direkt an lokale Lasten geliefert (häufig erfordert Batteriespeicher).

• Rolle:

Rolle der Befestigungsstruktur (nichtelektrischer Kern, aber für die elektrische Leistung von entscheidender Bedeutung)

• Strukturelle Unterstützung: Dies ist die Hauptfunktion. Es repariert die PV-Paneele sicher auf dem Dach, dem Boden oder einer anderen Struktur, wobei Wind, Schnee, Regen und tote Lasten stützt, um sicherzustellen, dass die Paneele im optimalen Winkel und in optimaler Position langfristig funktionieren.

• Winkeloptimierung: Montoren können feste Teile sein oder Tracking-Systeme verwenden, um die von den Panels empfangene Sonneneinstrahlung zu maximieren, wodurch sich die Energieertrag direkt beeinflusst (die endgültige Ausgabe des elektrischen Systems).

• Belüftung und Kühlung: Das richtige Montagedesign (z. B. erhöhte Installation) liefert Luftstrom hinter den Paneele und hilft das Abkühlen. Höhere Temperaturen reduzieren die Effizienz des PV -Panels.

• Erdungsweg: Die Metallmontagestruktur ist ein wichtiger Bestandteil des gesamten Erdungssystems für PV -Array. Es bietet einen niedrigen Impedanzweg zum Erdboden für Panelrahmen, Schienen und andere Metallkomponenten, wodurch potenzielle Verwerfungsströme oder Blitzströme auf die Erde sicher durchführt, die Ausrüstung und Personal schützen. Erdungsleiter verbinden sich mit den Montageschienen und dem Array -Rahmen.

Vollständige Zusammenfassung der elektrischen Strömung

1. Lichtenergie -> DC Elektrizität: Sonnenlicht trifft die PV -Panels und erzeugt DC -Strom.

2. Intra-Panel-Sammlung & Schutz: Der Strom wird über den Anschlussbox gesammelt und ausgegeben. Die Bypass -Diode bietet bei Bedarf Schutz.

3. String -Bildung: PV -Kabel und Steckverbinder verbinden mehrere Panels in Reihe und bilden eine 'String ' mit höherer Ausgangsspannung.

4. Zeichenfolge Kombination und Schutz: DC -Ausgänge aus mehreren Zeichenfolgen werden über Zeichenfolgekabel an das DC -Kombinierfeld angeschlossen. Die Kombinierkiste verbindet die Zeichenfolgen parallel, erhöht den Ausgangsstrom und bietet Schutz über interne Sicherungen/Brecher und SPDs.

5. Gleichstromübertragung: Die kombinierte Gleichstromleistung wird über Haupt -DC -Kabel auf den Wechselrichter übertragen.

6. DC -> Wechselstromkonvertierung & Optimierung: Der Wechselrichter konvertiert DC in AC und maximiert die Eingangsleistung über MPPT.

7. Wechselstromausgang und Schutz: Der Wechselrichterausgang des Wechselrichters wird über Wechselstromkabel an die Wechselstromverteilungskarte (ACDB) übertragen.

8. Messung und Gitteranschluss: Im ACDB wird die Energie nach dem Schutz durch Wechselstromschalter mit dem Messgerät gemessen und schließlich mit dem Raster an der Zeit der Verbindungsverbindung (POI) verbunden oder an lokale Lasten geliefert.

9. Energieverbrauch/Export: Der Wechselstrom wird durch Lasten verbraucht oder in das Netz exportiert.

Die Montagestruktur bietet physische Unterstützung, Winkeloptimierung, Kühlumgebung und Grundlage für die PV-Panels, Anschlussboxen, Anschlüsse und Kabel (innerhalb des Arrays), die an den Schritten 1-4 beteiligt sind. Es ist die Infrastruktur, die sicherstellt, dass der elektrische Prozess sicher, stabil und effizient funktioniert.

Zubehör Zusammenfassung: Anschlussboxen, Anschlüsse, Kabel (DC + AC), Kombinierkästen, Unterbrecher/Meter in der ACDB usw. sind unabdingbare 'Teile', die den vollständigen elektrischen Weg bilden, Energieübertragung aktivieren und Sicherheitsschutz bieten.

Das Verständnis dieses Flusses und der Rolle jeder Komponente zeigt deutlich, wie die Solarenergie schrittweise in nutzbare Elektrizität verwandelt wird.