Composition et principe du système d'alimentation solaire

1) Panneaux photovoltaïques : la principale force de conversion de l'énergie lumineuse
Les panneaux photovoltaïques du système d'alimentation solaire sont généralement fabriqués en silicium monocristallin, en silicium polycristallin, en silicium amorphe, en arséniure de gallium, en séléniure de cuivre indium gallium, etc. Par exemple, le silicium monocristallin est un monocristal de silicium avec une structure de réseau fondamentalement complète. C'est un bon matériau semi-conducteur avec un rendement de conversion photoélectrique relativement élevé, qui peut atteindre environ 24 % ; le processus de fabrication du silicium polycristallin est similaire à celui du silicium monocristallin, mais le rendement de conversion photoélectrique est légèrement inférieur ; le silicium amorphe appartient au silicium amorphe, qui est des microcristaux brun-noir ou gris-noir de faible pureté, mais avec de bonnes performances en faible lumière ; l'arséniure de gallium est également utilisé dans les panneaux photovoltaïques comme matériau semi-conducteur important ; le séléniure de cuivre indium gallium est principalement utilisé dans les cellules solaires à couches minces composites telles que les cellules solaires de deuxième génération.

En même temps, il y a souvent un revêtement spécial sur la surface des panneaux photovoltaïques, qui est utilisé pour réduire la réflexion de la lumière du soleil, absorber autant d'énergie lumineuse que possible et améliorer l'efficacité d'utilisation de l'énergie lumineuse. Lorsqu'ils sont exposés à la lumière du soleil, les matériaux semi-conducteurs des panneaux photovoltaïques jouent un rôle clé. Par exemple, les panneaux photovoltaïques en matériaux de silicium, lorsque l'énergie des photons de la lumière du soleil brille sur le semi-conducteur, cela excitera les électrons dans le semi-conducteur, les faisant sauter de la bande de valence à la bande de conduction, générant ainsi des paires électron-trou. Sous l'action du champ électrique interne du semi-conducteur, les électrons et les trous se déplacent respectivement vers les deux extrémités, formant ainsi une force électromotrice photo-induite. Tant que le circuit externe est connecté aux deux extrémités du panneau photovoltaïque, il peut générer du courant, convertir la lumière du soleil en énergie électrique et fournir une source d'alimentation pour l'ensemble du système d'alimentation solaire.

2) Batterie : "Entrepôt de stockage" de l'énergie électrique
Les batteries jouent un rôle extrêmement important dans le système d'alimentation solaire et peuvent être appelées "entrepôt de stockage" de l'énergie électrique. Lorsqu'il y a suffisamment de lumière du soleil, l'électricité générée par les panneaux photovoltaïques n'est pas seulement utilisée pour la charge actuelle, mais il y a aussi un surplus d'électricité. À ce moment-là, la batterie commence à jouer sa fonction de stockage et stocke cet excès d'électricité. Lorsqu'il n'y a pas assez de lumière du soleil, comme les jours nuageux ou les nuits, lorsque les panneaux photovoltaïques ne peuvent pas générer suffisamment d'électricité ou même ne peuvent pas générer d'électricité, la batterie libérera l'électricité précédemment stockée pour garantir que le système peut alimenter la charge en continu et de manière stable, de sorte que l'ensemble du système d'alimentation solaire ne subira pas de situations instables telles que des pannes de courant dues aux changements des conditions d'éclairage, et maintiendra un fonctionnement stable du système.

3) Contrôleur : "Majordome intelligent" du fonctionnement du système
Le contrôleur est le "majordome intelligent" du système d'alimentation solaire. Il surveille en permanence la tension et le courant de sortie du panneau solaire. D'une part, il peut ajuster intelligemment la distribution et le stockage de l'énergie électrique. Par exemple, en fonction de l'état de l'alimentation de la batterie, il peut contrôler raisonnablement le processus de charge du panneau solaire vers la batterie. Lorsque la batterie est presque pleine, le contrôleur ajustera le courant de charge et d'autres paramètres pour éviter la surcharge. Lorsque la batterie doit se décharger pour alimenter la charge, il contrôlera également avec précision la puissance de sortie en fonction de la demande de puissance réelle de la charge.

D'autre part, le contrôleur dispose d'une variété de fonctions de protection pour assurer la sécurité et la stabilité du système. Des fonctions telles que la protection électrique peuvent empêcher le courant et la tension anormaux dans le circuit de causer des dommages au système ; la fonction de protection contre l'inversion de connexion, qu'il s'agisse d'un panneau photovoltaïque ou d'une batterie, en cas d'erreur de câblage de polarité inverse, le contrôleur peut garantir qu'il ne sera pas endommagé et peut continuer à fonctionner normalement après avoir corrigé le câblage ; la fonction de protection contre les courts-circuits, une fois qu'un court-circuit se produit dans le circuit, le contrôleur coupera le circuit à temps pour éviter une série de risques pour la sécurité causés par le court-circuit ; il existe également une protection contre les surintensités, une protection contre les surcharges, une protection contre les décharges excessives, etc. La surcharge peut vaporiser l'électrolyte dans la batterie et provoquer des dysfonctionnements, la décharge excessive de la batterie entraînera une défaillance prématurée de la batterie, et la surcharge et la décharge excessive peuvent endommager la charge. Grâce à ces fonctions de protection, le contrôleur protège le fonctionnement normal du système d'alimentation solaire dans toutes les directions, afin qu'il puisse fonctionner de manière stable pendant une longue période.

IV) Onduleur et charge : conversion de puissance et terminal de consommation
La fonction principale de l'onduleur est de convertir l'énergie CC en énergie CA pour être utilisée par la charge. Plus précisément, les panneaux solaires génèrent de l'énergie CC, mais la majeure partie de l'énergie utilisée dans notre vie quotidienne et dans de nombreux scénarios industriels et commerciaux est de l'énergie CA. L'onduleur possède un circuit onduleur complexe et d'autres structures. Prenant l'onduleur entièrement contrôlé courant comme exemple, son élément CA utilise un tube IGBT, et la conduction ou la coupure du tube IGBT est contrôlée par la modulation de largeur d'impulsion PWM. Lorsque l'alimentation CC est connectée, les ondes carrées alternatives positives et négatives sont formées sur la bobine primaire du transformateur grâce à différentes combinaisons de conduction et de coupure du tube IGBT. Avec l'aide du filtre CA LC, l'extrémité de sortie forme finalement une tension CA sinusoïdale, complétant ainsi la conversion de CC en CA.
La charge est l'utilisateur de l'énergie électrique et le terminal de consommation d'énergie électrique de l'ensemble du système d'alimentation solaire. Il peut s'agir d'une variété d'équipements électriques, tels que des lampes électriques, des téléviseurs, des réfrigérateurs et d'autres appareils électriques à la maison, des moteurs et des équipements de production dans l'industrie, des équipements d'éclairage et d'affichage dans les lieux commerciaux, etc. Ces charges s'appuient sur le courant alternatif converti par l'onduleur pour réaliser leurs fonctions respectives, telles que les lampes électriques pour réaliser des fonctions d'éclairage, les moteurs pour faire fonctionner les machines, etc. Différentes charges consomment de l'énergie électrique en fonction des besoins réels, et constituent ensemble le lien de consommation d'énergie électrique du système d'alimentation solaire.