انرژی های نو

در سیستم‌ های PV برای ذخیره انرژی، از بانک‌ های باتری استفاده می‌شود. خوشبختانه باتری ها را می توان تقریباً با هر نوع سیستم PV مورد استفاده قرار داد.  

–    در صورتی که شبکه برق سراسری موجود باشد، می توانید یک سیستم PV بر پایه باتری و متصل به شبکه برق سراسری، که به عنوان سیستم PV با باتری بک آپ نیز شناخته می شود را طراحی کنید. در این سیستم باتری‌ ها فقط زمانی که شبکه برق قطع باشد استفاده می‌شوند.  

–    در زمان دسترسی نداشتن به شبکه برق، شما می‌توانید یک سیستم مستقل (Stand-Alone) یا مستقل از شبکه (Off-Grid)‌ را طراحی نمایید.  در این سیستم باتری‌ ها زمانی استفاده می‌شوند که آرایه‌ های PV‌ توانایی تأمین توان کشیده شده توسط مصرف کننده‌ ها را نداشته باشند مانند زمان‌ های ابری، شب‌ ها، یا زمانی که تعداد خاصی مصرف کننده در طی روز در حال کار باشند.  

در این بخش شما با انواع باتری‌ هایی که در سیستم‌ های PV‌ استفاده می‌شوند، آشنا می‌شوید.  این فرصتی برای آشنا شدن با ساختار پایه‌ای و ویژگی‌ های آن هاست تا معیار‌ های اساسی که برای انتخاب بانک‌ های باتری در سیستم‌ های PV استفاده می‌شود را بشناسید.

شارژکنترلر یک قطعه الکترونیکی است که بین آرایه‌ های PV و بانک باتری قرار می‌گیرد.  همانطور که احتمالاً حدس زده‌اید، وظیفه‌ی اصلی آن در طول عمرش این است که شارژی که از آرایه‌های PV به بانک باتری می‌آید را کنترل کند. شارژ کنترلرها از یک واحد کوچک که تنها برای اتصال یک ماژول PV  به یک باتری در نظرگرفته شده تا یک کنترلری که به منظور اتصال یک آرایه PV چند کیلو واتی به یک بانک باتری بزرگ طراحی شده‌است، متغیر هستند.

در همه سیستم‌های جدا از شبکه که باتری ذخیره‌کننده انرژی است، شارژ کنترلر یک جزء ضروری محسوب می شود. هدف اصلی شارژ کنترلر، حفاظت از باتری‌ در مقابل شارژ بیش از حد باتری توسط آرایه خورشیدی و یا دشارژ بیش از حد است. شارژکنترلر جریان و ولتاژ ورودی به باتری را تنظیم می‌کند. بعضی از انواع شارژکنترلرها که دارای خصوصیت ردیابی ولتاژ پایین هستند،باتری را در مقابل دشارژ زیاد توسط بار محافظت می‌کنند.

اگر باتری‌ها به‌طور معمول شارژ شوند، عمر پیش‌بینی شده آن‌ها به‌طور چشم‌گیری کاهش پیدا می‌کند. شارژکنترلرها ولتاژ باتری را بررسی می نمایند و هرگاه که ولتاژ باتری زیادتر از حد شود، جریان شارژ را متوقف می‌کند.این موضوع به خصوص در مورد باتری های Sealed دارای اهمیت است چرا که در آنها نمی توان آب داخل باتری را که در طی شارژ مجدد باتری از دست رفته است،جایگزین نمود.

تنها در یک حالت استثنا کنترلر نیاز نیست و آن هنگامی است که منبع شارژ خیلی کوچک است و یا باتری در مقایسه با آن خیلی بزرگ است.

اگر جریان تولیدی توسط پنلهای PV برابر 5/1% جریان مجاز باتری یا کمتر از آن باشد،به شارژ کنترلر نیازی نیست.

برعکس کنترلرهای سیستم‌های باد یا برق آبی، در سیستم های خورشیدی می توان کنترلر راهنگامی که باتری پر است از سیستم جدا کرد بدون این‌که به ماژول‌های خورشیدی آسیبی وارد شود.

بیشتر کنترلرها وقتی ولتاژ به حد تعیین شده ای می‌رسد به‌راحتی می‌توانند باز شوند و یا این‌ که جریان میان باتری و PV را محدود نمایند و هنگامی که ولتاژ باتری پائین بیاید دوباره به مدار برگردانده می‌شود.

ولتاژ حد در بعضی از کنترلر‌ها قابل تنظیم است و در برخی دیگر توسط کارخانه سازنده از پیش تنظیم گردیده است.

کنترلرها بر مبنای این‌که تحمل چند آمپر جریان را دارند دسته بندی می‌شوند. استاندارد های بین‌المللی کنترلر ها را ملزم به تحمل 25% جریان اضافی در زمان محدود می نمایند.این موضوع باعث می شود که در زمان افزایش بیش از حد تابش خورشید به ماژول‌های فتوولتائیک و افزایش خروجی آن ها به کنترلر آسیبی نرسد. جریان بیش از حد برای مدت طولانی می تواند به کنترلر آسیب برساند.

انتخاب شارژکنترلر با جریان بزرگ تر از حد مورد نیاز،امکان توسعه سیستم را در آینده فراهم می آورد بدون اینکه هزینه زیادی را تحمیل نماید.

به طور كلی وظایف شارژكنترلر به شرح زیر است:

1- ولتاژی كه از پنل‌های خورشیدی به باتری می‌رسد را كنترل كرده و از شارژ بیش از حد باتری جلوگیری كند.

2- مانع از دشارژ بیش از حد باتری شود.

3- کنترلر همچنین از جریان معکوس در هنگام شب جلوگیری می نماید.

جریان معکوس،مقدار جریانی است که هنگام شب در جهت معکوس از پانل می گذرد و باتری را تخلیه می کند.اما این توان تلف شده قابل صرف نظر کردن است. تنها در مورد سیستم های PV بزرگ این جریان محسوس است.تقریبا تمامی کنترلر ها به طور اتوماتیک این جریان را کنترل می نمایند.

اینورتر، برق DC که به وسیله آرایه‌های PV تولید شده ویا در بانک باتری ذخیره شده (در یک سیستم برمبنای باتری) را به برق AC که در منزل و تجارت مورد استفاده است تبدیل می‌کند.  اینورتر‌ ها در شکل‌ ها و ابعاد متفاوت ساخته می‌شوند.  یک اینورتر می‌تواند به اندازه یک واحد کوچک 100 واتی که می‌توان در خودرو استفاده کرد، یا به بزرگی واحد چند مگاواتی که برای استفاده در یک پروژه PV در مقیاس نیروگاهی باشد.  اگر سیستم PV تنها به منظور تأمین برق برای بار‌های DC مثل روشنایی، پمپاژ آبی، یا وسایل الکترونیکی کوچک استفاده شود، به اینورتر نیازی ندارد. اینورتر‌ ها در کاربرد‌های PV‌ به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند:

بارها همان تجهیزات الکترونیکی هستند که مردم در خانه‌ها و دفاترشان مایل به استفاده از آن ها هستند.  شما می‌توانید بارهای DC یا بارهای AC  (یا هردوی آنها را داشته) باشید. فقط باید مطمئن شوید که نوع صحیحی از برق را به بارها تغذیه نمایید.  به عنوان مثال زمانی که برق AC تأمین شده، شما نمی‌توانید از یک لامپ DC استفاده کنید.