در سیستم متصل به شبکه، برق تولیدشده پس از تبدیل‌شدن به‌وسیله اینورتر متصل به شبکه و با استفاده از کنتورهای مخصوص دوطرفه، به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد

تجهیزات اصلی نیروگاه خورشیدی شامل موارد زیر هست:

• پنل خورشیدی
• اینورتر متصل به شبکه
• استراکچر یا سازه پنل خورشیدی

پنل خورشیدی (سلول‌های فتوولتائیک)

این سلول‌ها مربع‌های نازک، دیسک‌ها یا فیلم‌هایی از جنس نیمه‌هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید، تولید می‌نمایند.

اینورتر (مبدل)

جریان DC مستقیم تولیدشده توسط پنل را به جریان AC متناوب تبدیل می‌نماید.

استراکچر

در سیستم‌های خورشیدی، استراکچر، نگه‌دارنده پنل‌ها هست و با توجه به استانداردهای ساتبا ساخته می‌شود.

تابلو برق، سیم، کابل و اتصالات نیز برای راه‌اندازی نیروگاه متصل به شبکه موردنیاز هست.

ساختار کلی نیروگاه‌های برق خورشیدی متصل به شبکه

طراحی سیستم‌های برق خورشیدی متصل به شبکه ، به‌گونه‌ای است که هم‌زمان و به‌طور موازی با شبکه برق سراسـری توان تولید می‌نمایند . یکی از اجزاء اصلی سیستم‌هایی برق خورشیدی متصل به شبکه ، مبدل الکترونیک قدرت است کـه بـرق DC تولیدی توسط پنل های خورشیدی را متناسب با ولتاژ و فرکانس شبکه به برق AC تبدیل نموده و در صـورت عـدم نیاز، به‌طور خودکار انتقال نیرو را قطع می‌نماید . به‌طورکلی ارتباطی دوجانبه میان سیستم‌های برق خورشیدی و شـبکه برق وجود دارد ، به‌نحوی‌که اگر برق DCتولیدی توسط سیستم‌های برق خورشیدی بیش از نیاز بـار مصـرفی محلـی باشـد مازاد آن به شبکه برق سراسری تغذیه می‌گردد و در هنگام شب و مواقعی که به دلایـل اقلیمـی امکـان اسـتفاده از نـور خورشید وجود ندارد ، بار الکتریکی موردنیاز سایت توسط شبکه برق سراسری تأمین می‌گردد . همچنین در کاربردهای متصل به شبکه درصورتی‌که سیستم برق خورشیدی به دلیل تعمیرات از مدار خارج گردد ، برق موردنیاز مصـرف محلـی از طریق شبکه برق سراسری تأمین خواهد شد . نکته مهمی که در این واحدها باید رعایت شود این اسـت کـه اگـر بـه هـر دلیلی شبکه سراسری قدرت قطع شود ، واحد خورشیدی نیز باید تولید را متوقف سازد و بارهـای مصـرفی قطـع شـوند.

این دوطرفه بودن تبادل توان به این معنی است که در صورت بیش‌ازحد بـودن تـوان تولیـدی واحـد خورشید ، بخشی از آن صرف بار می‌شود و باقیمانده آن به شبکه سراسری تزریق می‌شود و در صورت کمبـود تـوان و یا عدم تولید توان توسط واحد خورشیدی ، نیاز بار از طریق شبکه برطرف می‌شود . همان‌گونه که توضیح داده شد اگر به هر دلیل شبکه برق قطع شود ، واحد خورشیدی نیز بایـد تولیـد تـوان و تزریـق آن را متوقف سازد . این تشخیص و توقف ، توسط مبدل الکترونیک قـدرت واحـد خورشـیدی صـورت می‌پذیرد .

در برخی موارد براي افـزایش قابلیـت اعتمـاد سیسـتم ، از سیستم‌های ذخیـره کننده انرژی که عمدتاً باتری هستند ، استفاده می‌شود . بنابراین سیستم‌های متصل به شبکه سراسری برق را می‌توان به دو گروه دارای سیستم ذخیره و بدون سیستم ذخیره طبقه‌بندی کرد . سیستم‌های برق خورشیدی متصل به شبکه برق مجهـز بـه سیسـتم ذخیـره به‌خصوص بـرای خانه‌های مسـکونی و محل‌های تجاری کوچک بسیار مناسب هستند ، زیرا در این دستگاه‌ها از انرژی ذخیره‌شده برای بارهـای حسـاس ماننـد : یخچال ، روشنایی ، آسانسور ، پمپ‌های آب‌رسانی و غیره استفاده می‌شود .

در شرایط معمولی که شبکه سراسری برق‌دار است ، سیستم برق خورشیدی بـرای شـارژ بـاتری و تغذیـه بـار محلـی انرژی تولید می‌نماید و درصورتی‌که اضافه‌تولید داشته باشد به شـبکه سراسـری تـوان تزریـق می‌نماید و در صـورت کمبود تولید ، توان موردنیاز را از شبکه سراسری دریافت می‌نماید . درهرصورت باتری و یا دیگر ذخیره‌سازهای انـرژی در حالت شارژ کامل به سر می‌برند .

شکل زیر طرحی از سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه برق‌دارای باتری ذخیره را نشان می‌دهد . همان‌گونه کـه در این شکل مشخص‌شده است ، مبدل الکترونیک قدرت توسط پنل خورشیدی تغذیـه می‌شود کـه خروجـی آن بـه باتری به‌عنوان ذخیره‌ساز انرژی بار محلی و بار حساس متصل است . رابطه بین شبکه اصلی و واسط واحد خورشیدی ( پانل اصلی ) ازنظر شارش توان به‌صورت دوطرفه مشخص‌شده است که همان‌گونه توضـیح داده شـد کمبـود و بیش‌بود توان از این طریق جبران می‌شود . همچنین رابطه تبادل توان بین واسط واحد خورشیدی و مبدل الکترونیک قدرت واحـد خورشیدی نیز به‌صورت دوطرفه هست زیرا درصورتی‌که شبکه سراسری برق‌دار باشـد ، بـاتري بایـد در شـارژ کامـل باشد اما ممکن است در این حالت به هر دلیل واحد خورشیدی هیچ تولیدی نداشـته باشـد .

بنـابراین بـراي شـارژ کـردن باتری می‌توان از شبکه اصلی کمک گرفت . برای مثال در روزهای بارانی که تولید توان واحد خورشیدی کـم و یـا صـفر است برای شارژ باتری از شبکه قدرت استفاده می‌شود . درزمانی که شبکه قدرت برق‌دار باشد مبدل الکترونیک قـدرت ، باتری را شارژ می‌نماید و درصورتی‌که شبکه بی‌برق باشد این مبدل از باتری به‌عنوان منبـع انـرژی اسـتفاده می‌نماید .

مبدل در صورت قطع شبکه اصلی ، کلید بین خود و واسط واحد خورشیدی را باز و کلیـد بـین خـود و بـار حسـاس را درصورتی‌که توانایی عملکرد مستقل از شبکه براي تولید فرکانس مناسب را داشته باشد ، می‌بندد .

شایان ذکر است، در حال حاضر امکان استفاده از نیروگاهی که هم قابلیت اتصال به شبکه توزیع سراسری و هم امکان مصرف برق تولیدی را داشته باشد در ایران وجود ندارد.

جهت مشاوره ، طراحی و اجرای سیستمهای خورشیدی  با انرژی کالا تماس بگیرید