اجزای تشکیل دهنده سیستم های فتوولتائیک خورشیدی پشت بام چیست؟

بر اساس اهداف جهانی بی طرفی کربن، سیستم فتوولتائیک خورشیدی روی پشت بام (PV). نصب ها همچنان در حال افزایش است. بر اساس داده‌های آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA)، تأسیسات فتوولتائیک توزیع‌شده جهانی در سال 120 به 2023 گیگاوات رسید که بیش از 58 درصد آن در پشت بام‌های مسکونی نصب شده است. این سیستم‌های یکپارچه تولید، ذخیره‌سازی و مصرف برق، به‌دلیل بلوک‌های سازنده و فناوری‌های زیربنایی خود، بخش انرژی را متحول می‌کنند. بنابراین، در واقع یک سیستم PV خورشیدی پشت بام چیست؟ بیایید با جزئیات دریابیم.

اجزای اصلی سیستم های PV پشت بام

1.ماژول های فتوولتائیک

به عنوان هسته مرکزی سیستم، ماژول های فتوولتائیک سه نسل از توسعه فناوری را تجربه کرده اند:

ماژول های سیلیکون کریستالی نسل اول

PERC (پرتابگر و سلول عقب غیرفعال شده): راندمان تولید انبوه از 22.5٪ تا 24.8٪ متغیر است.

سیلیکون پلی کریستالی: راندمان از 17٪ تا 19.6٪، با هزینه کمتر تقریباً 0.3 ¥ در هر وات متغیر است.

ماژول های لایه نازک نسل دوم

CIGS (مس ایندیوم گالیوم سلنید): دارای انعطاف پذیری است که آن را برای کاربردهای یکپارچه ساختمان مانند نماها مناسب می کند.

پروسکایت: راندمان آزمایشگاهی از 33.7 درصد فراتر رفته است که پتانسیل قابل توجهی را برای تجاری سازی آینده نشان می دهد.

فناوری های ترکیبی نسل سوم

سلول های HJT (Heterojunction): دارای نرخ دو وجهی 95٪ و نرخ تخریب سالانه کمتر از 0.25٪ است.

ماژول‌های TOPCon (تماس غیرفعال شده با اکسید تونل): دستیابی به خروجی توان تولید انبوه بیش از 700W+، کاهش هزینه همسطح انرژی (LCOE) تا 12%.

پیشرفت های کپسوله سازی

ماژول های دو شیشه ای: سه برابر ماژول های معمولی مقاومت در برابر آب و هوا را ارائه می دهند و طول عمر عملیاتی آنها را تا 35 سال افزایش می دهند.

ماژول‌های هوشمند: این ماژول‌ها با تراشه‌های بهینه‌سازی یکپارچه شده‌اند، تولید برق تک‌پانل را تا ۲۰ درصد افزایش می‌دهند.

2.اینورترها

فناوری های اینورتر در سه جهت کلیدی در حال تکامل هستند:

3.سیستم های ذخیره انرژی (اختیاری)

برای سیستم های PV پشت بام خارج از شبکه، ذخیره انرژی امکان استفاده از برق در شب را فراهم می کند. انواع باتری های رایج عبارتند از:

معماری سیستم و مدیریت انرژی

1.مقایسه سه نوع سیستم

2.سیستم های کنترل هوشمند

لایه سخت افزاری

سنسورهای محیطی: به طور مداوم تابش، دمای محیط و سرعت باد را کنترل می کنند.

روترهای برق: تعادل توان را در ریزشبکه های DC مدیریت کنید تا از عملکرد پایدار اطمینان حاصل کنید.

لایه نرم افزار

الگوریتم های ذخیره و توزیع انرژی: به طور هوشمند انرژی ذخیره شده را برای به حداکثر رساندن راندمان استفاده تخصیص دهید.

پلتفرم‌های نظارت و تجزیه و تحلیل بی‌درنگ: بینش‌های جامع عملکرد سیستم را ارائه می‌کند، که امکان نگهداری پیشگیرانه را فراهم می‌کند.

رابط های کنترل از راه دور: امکان کنترل سیستم ها از طریق رابط های مبتنی بر ابر یا برنامه های کاربردی تلفن همراه.

سازه های نصب و لوازم جانبی

1. نصب قفسه ها

قفسه‌های نصب برای چسباندن محکم پانل‌های PV به سقف‌ها حیاتی هستند. آنها برای تحمل شرایط آب و هوایی سخت به استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی بالایی نیاز دارند. پایه‌های قابل تنظیم انواع مختلف سقف (مانند شیب‌دار، مسطح) و جهت‌گیری را در خود جای می‌دهند و زاویه شیب پانل را برای حداکثر جذب تابش خورشیدی به حداکثر می‌رسانند.

2.کابل ها و درزگیرها

کابل ها: کابل های بادوام و مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش، انتقال کارآمد نیرو را بین قطعات با اتلاف انرژی کم ارائه می دهند.

درزگیرها: درزگیرهای ضد آب الاستومری فضای سطح ماژول قاب شیشه ای را پر می کنند و رطوبت را از بین می برند و عمر ماژول را طولانی تر می کنند.

اجزای اضافی

1. دستگاه های حفاظت در برابر صاعقه

برای محافظت از سیستم ها در برابر افزایش ولتاژ ناشی از برخورد صاعقه، از آسیب تجهیزات و خطر آتش سوزی نیز جلوگیری می کند.

2. تجهیزات حفاظت از مدار

قطع کننده مدار: برق را در بارهای اضافه یا اتصال کوتاه قطع می کند.

رله ها: مدارهای معیوب را برای محافظت از سیستم و کاربران نهایی خاموش کنید.

سیستم های نظارت بر عملکرد

Data Loggers: ثبت مداوم پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان و انرژی خروجی.

نرم‌افزار تشخیص خطا: از الگوریتم‌های مبتنی بر یادگیری ماشین برای شناسایی ناهنجاری‌ها (مثلاً تخریب پانل، مشکلات سایه‌زنی) در زمان واقعی استفاده کنید.

از پانل‌های سیلیکونی تک کریستالی گرفته تا ریزشبکه‌های هوشمند، تأسیسات PV روی پشت‌بام از «مولدهای برق» مستقل به «هاب‌های انرژی» یکپارچه تبدیل می‌شوند. با پیشرفت تکنولوژی - چه تجاری سازی پروسکایت ها، مدیریت انرژی مبتنی بر هوش مصنوعی یا صرفه جویی در مقیاس در باتری های لیتیوم یونی باشد - خورشیدی روی پشت بام قرار است به یک "دارایی سبز" همه جا برای کسب و کارها و مصرف کنندگان تبدیل شود و هم پایداری زیست محیطی و هم بازده اقتصادی بلندمدت را ارائه دهد.