Classificação e introdução de sistemas de geração de energia solar fotovoltaica

Definição de sistema fotovoltaico: um sistema fotovoltaico é um sistema que utiliza componentes de células solares e outros equipamentos auxiliares para converter energia solar em energia elétrica.

Geralmente, dividimos os sistemas fotovoltaicos em sistemas autônomos, sistemas conectados à rede e sistemas híbridos. Se considerarmos a forma de aplicação do sistema fotovoltaico, a escala de aplicação e o tipo de carga, o sistema de alimentação fotovoltaica pode ser dividido em mais detalhes. Os sistemas fotovoltaicos também podem ser subdivididos nos seguintes seis tipos: sistema de energia solar de pequeno porte (Small DC); sistema CC simples (Simple DC); sistema de energia solar de grande porte (Large DC); sistemas de alimentação CA e CC (AC/DC); sistema conectado à rede (Utility Grid Connect); sistema de alimentação híbrido (Hybrid); sistema híbrido conectado à rede. O princípio de funcionamento e as características de cada sistema são descritos a seguir.

1. Pequeno sistema de energia solar (CC pequeno)

A característica principal deste sistema é a presença exclusiva de cargas CC, com potência relativamente baixa. O sistema como um todo possui estrutura simples e operação fácil. Suas principais aplicações são em sistemas domésticos comuns, diversos produtos CC para uso civil e equipamentos de entretenimento relacionados. Por exemplo, este tipo de sistema fotovoltaico é amplamente utilizado no oeste do meu país, onde a carga é uma lâmpada CC, solucionando o problema de iluminação residencial em áreas sem energia elétrica.

2. Sistema CC simples (CC simples)

A característica principal do sistema é que a carga é de corrente contínua (CC) e não há requisitos especiais quanto ao tempo de uso. A carga é utilizada principalmente durante o dia, portanto, não há bateria nem controlador no sistema, e a estrutura do sistema é simples. Os componentes fotovoltaicos são usados ​​diretamente para alimentar a carga, eliminando a necessidade de armazenamento e liberação de energia em baterias, bem como as perdas de energia no controlador, e melhorando a eficiência energética. É frequentemente utilizado em sistemas de bombas d'água fotovoltaicas, equipamentos temporários durante o dia e instalações turísticas. A figura abaixo mostra um sistema simplificado de bomba d'água fotovoltaica em CC. Este sistema tem sido amplamente utilizado em países em desenvolvimento onde não há água potável encanada, gerando benefícios sociais significativos.

3. Sistema de energia solar de grande porte (CC de grande capacidade)

Comparado aos dois sistemas fotovoltaicos anteriores, este sistema fotovoltaico ainda é adequado para sistemas de alimentação CC, mas geralmente requer uma potência de carga maior. Para garantir o fornecimento confiável de energia estável à carga, o sistema correspondente também é de grande escala e precisa ser equipado com um conjunto maior de módulos fotovoltaicos e um banco de baterias de maior capacidade. Suas aplicações comuns incluem comunicação, telemetria, alimentação de equipamentos de monitoramento, fornecimento centralizado de energia em áreas rurais, balizas, iluminação pública, etc. Algumas usinas fotovoltaicas rurais construídas em áreas sem eletricidade no oeste do país adotam esse sistema. As estações base de comunicação construídas pela China Mobile e China Unicom em áreas remotas sem redes elétricas também utilizam esse sistema fotovoltaico para alimentação, como o projeto da estação base de comunicação em Wanjiazhai, Shanxi.

4 Sistema de alimentação CA/CC

Diferentemente dos três sistemas fotovoltaicos solares mencionados anteriormente, este sistema fotovoltaico pode fornecer energia simultaneamente para cargas CC e CA. Em termos de estrutura, possui mais inversores do que os três sistemas anteriores para converter a energia CC em energia CA, atendendo às necessidades das cargas CA. Geralmente, o consumo de energia das cargas desse tipo de sistema é relativamente alto, portanto, sua escala também é relativamente grande. É utilizado em algumas estações base de comunicação com cargas CA e CC, bem como em outras usinas fotovoltaicas com cargas CA e CC.