طراحی یک سیستم کامل تولید برق فتوولتائیک پراکنده خورشیدی نیاز به در نظر گرفتن عوامل زیادی دارد و طرح‌های مختلفی از جمله طراحی عملکرد الکتریکی، طراحی زمین حفاظت در برابر صاعقه، طراحی محافظ الکترواستاتیک، طراحی ساختار مکانیکی و غیره برای سیستم‌های تولید برق فتوولتائیک توزیع‌شده مستقل اعمال می‌شود. روی زمین. گفت که مهمترین چیز این است که ظرفیت آرایه سلول خورشیدی و باتری ذخیره سازی را با توجه به نیازهای استفاده تعیین کنیم تا نیازهای کار عادی را برآورده کنیم. اصل طراحی کلی سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده این است که حداقل اجزای سلول خورشیدی و ظرفیت باتری را با فرض اطمینان از تامین بار مورد نیاز تعیین کند تا سرمایه‌گذاری به حداقل برسد، یعنی قابلیت اطمینان و صرفه‌جویی در آن در نظر گرفته شود. همان زمان.
ایده طراحی یک سیستم فتوولتائیک خورشیدی مستقل این است که ابتدا توان ماژول سلول خورشیدی را با توجه به توان مصرفی بار الکتریکی تعیین کرده و سپس ظرفیت باتری ذخیره‌سازی را محاسبه کنیم. با این حال، سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده خورشیدی متصل به شبکه، ویژگی خاص خود را دارد. لازم است از پایداری و قابلیت اطمینان عملکرد سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده اطمینان حاصل شود، بنابراین موارد زیر باید در طول طراحی مورد توجه قرار گیرد:
1) طیف و شدت نور تابش شده از خورشید که به آرایه مربع سلول های خورشیدی روی زمین می تابد تحت تأثیر ضخامت جو (یعنی کیفیت جو)، موقعیت جغرافیایی، آب و هوا است. و آب و هوای مکان، توپوگرافی و ویژگی ها و غیره. تغییرات زیادی هم در یک ماه و هم در یک سال وجود دارد و حتی تفاوت زیادی در کل تابش سالانه بین سال ها وجود دارد. منطقه ای که از سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده خورشیدی استفاده می شود، تابش خورشیدی منطقه، طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی مکانی که از سلول های خورشیدی استفاده می شود. منابع هواشناسی محل استفاده از قبیل میانگین ماهانه (سالانه) تابش خورشیدی، متوسط دما، باد و باران و غیره را بشناسید و تسلط داشته باشید. با توجه به این شرایط، ساعات پیک استاندارد محلی خورشیدی (h) و زاویه شیب و آزیموت
2) با توجه به کاربردهای مختلف، مصرف برق، زمان مصرف برق و الزامات برای قابلیت اطمینان منبع تغذیه متفاوت است. برخی از تجهیزات الکتریکی دارای الگوی مصرف برق ثابت هستند، در حالی که برخی از بارها دارای الگوی مصرف برق نامنظم هستند. توان خروجی (W) سیستم فتوولتائیک خورشیدی مستقیماً بر پارامترهای کل سیستم تأثیر می گذارد. راندمان تبدیل فوتوالکتریک آرایه سلول خورشیدی تحت تأثیر دمای خود سلول خورشیدی، شدت نور خورشید و ولتاژ شارژ شناور باتری است و این سه در عرض یک روز تغییر خواهند کرد، بنابراین راندمان تبدیل فوتوالکتریک خورشیدی آرایه سلولی نیز متغیر است. بنابراین توان خروجی فالانکس سلول خورشیدی نیز با تغییرات این عوامل در نوسان است.
3) زمان کار (h) سیستم فتوولتائیک خورشیدی پارامتر اصلی است که اندازه اجزای سلول خورشیدی را در سیستم فتوولتائیک خورشیدی تعیین می کند. با تعیین زمان کار می توان در ابتدا توان مصرفی روزانه بار و جریان شارژ متناظر اجزای سلول خورشیدی را محاسبه کرد.
4) پارامتر تعداد روزهای بارانی متوالی (d) در مکانی که از سیستم فتوولتائیک خورشیدی استفاده می شود، اندازه ظرفیت باتری و قدرت اجزای سلول خورشیدی مورد نیاز برای بازیابی ظرفیت باتری پس از روز بارانی را تعیین می کند. تعیین تعداد روزهای D بین دو روز بارانی متوالی برای تعیین توان جزء باتری مورد نیاز سیستم برای شارژ کامل باتری پس از یک روز بارانی مداوم است.
5) بسته باتری در حالت شارژ شناور کار می کند و ولتاژ آن با تولید برق آرایه سلول خورشیدی و مصرف برق بار تغییر می کند. انرژی تامین شده توسط باتری نیز تحت تاثیر دمای محیط است.
6) کنترل کننده های شارژ و تخلیه باتری خورشیدی و اینورترها از قطعات الکترونیکی تشکیل شده اند. هنگامی که آنها در حال اجرا هستند، مصرف انرژی دارند که بر راندمان کاری آنها تأثیر می گذارد. عملکرد و کیفیت قطعات انتخاب شده توسط کنترلرها و اینورترها نیز با مصرف برق مرتبط است. اندازه انرژی، بنابراین بر کارایی سیستم تولید برق فتوولتائیک توزیع شده تأثیر می گذارد.
این عوامل کاملاً پیچیده هستند. در اصل، هر سیستم تولید برق نیاز به محاسبه جداگانه دارد. برای برخی از عوامل تأثیرگذار که کمیت آنها قابل تعیین نیست، فقط می توان از برخی ضرایب برای تخمین آنها استفاده کرد. با توجه به عوامل مختلف در نظر گرفته شده و پیچیدگی آنها، روش های اتخاذ شده نیز متفاوت است.
وظیفه طراحی یک سیستم تولید برق پراکنده فتوولتائیک خورشیدی انتخاب آرایه مربع سلول خورشیدی تحت شرایط محیطی مربع سلول خورشیدی است، باتری، کنترل کننده و اینورتر یک سیستم منبع تغذیه را تشکیل می دهند که نه تنها دارای مزایای اقتصادی بالایی است، بلکه قابلیت اطمینان بالای سیستم را تضمین می کند.
چرخه تغییر نور خورشید و تابش در مناطق مختلف زمین 24 ساعت شبانه روز است و تولید برق آرایه های سلول خورشیدی در منطقه خاصی نیز به صورت دوره ای در عرض 24 ساعت تغییر می کند. قوانین یکسان است. اما تغییرات آب و هوا بر میزان انرژی تولید شده توسط آرایه خورشیدی تأثیر می گذارد. اگر چندین روز از روزهای بارانی مداوم وجود داشته باشد، فالانکس سلول خورشیدی به سختی می تواند برق تولید کند، و فقط می تواند با باتری تغذیه شود، و باتری باید در اسرع وقت پس از تخلیه عمیق، دوباره پر شود. در طراحی باید از کل انرژی تابشی روزانه خورشید یا مقدار متوسط ساعات تابش سالانه ارائه شده توسط ایستگاه هواشناسی به عنوان داده های اصلی طراحی استفاده شود. از آنجایی که داده ها در یک منطقه از سالی به سال دیگر متفاوت است، حداقل داده ها در ده سال گذشته باید برای قابلیت اطمینان در نظر گرفته شود. با توجه به توان مصرفی بار، باتری باید هم در زیر نور آفتاب و هم بدون آفتاب تغذیه شود، بنابراین کل تابش خورشیدی یا کل ساعات آفتابی ارائه شده توسط ایستگاه هواشناسی داده های ضروری برای تعیین ظرفیت باتری است.
برای آرایه های سلول خورشیدی، بار باید شامل مصرف تمام دستگاه های مصرف کننده برق در سیستم باشد (به جز وسایل برقی، باتری ها و خطوط، کنترلرها، اینورترها و غیره). توان خروجی آرایه سلول خورشیدی به تعداد ماژول های متصل به صورت سری و موازی مربوط می شود. اتصال سری برای به دست آوردن ولتاژ کاری مورد نیاز و اتصال موازی برای به دست آوردن جریان کاری مورد نیاز است. با توجه به توان مصرفی بار، برای تعداد مناسبی از ماژول های سلول خورشیدی، پس از اتصال سری-موازی، توان خروجی مورد نیاز آرایه سلول خورشیدی تشکیل می شود.