• • • • 1. 1. واحد ذخیره سازی انرژی در سیستم های فوتوولتائیک

         

         

     

     

باتغییر شرایط محیط مانند دما و شدت نور، توان تولید شده در سلول های خورشیدی تغییر خواهد کرد که ممکن است این توان زمانی بیشتروزمانی کمتر از توان مورد نیاز بار باشد ، بنابراین نیاز به یک سیستم ذخیره سازی انرژی الکتریکی تولیدی در سلول های خورشیدی در سیستم های جدا از شبکه ضروری به نظر می رسد تا توان مازاد تولید شده توسط سلول های خورشیدی در آن ذخیره شده و در شرایط کاهش تولید الکتریسیته مثل روزهای ابری یا شب ها، کمبود توان مورد نیاز را جبران کند .

در حال حاضر روش معمول جهت ذخیره سازی انرژی الکتریکی مازاد سیستم های فوتوولتائیک ، استفاده از باتری های الکتروشیمیایی با قابلیت شارژ مجدد می باشد تا انرژی ذخیره شده در باتری ها ، در مواقع مورد نیاز در اختیار مصرف کننده قرار گیرد . باتری ها در انواع مختلف با سطوح ولتاژ ، جریان ، ظرفیت و مدت زمان دشارژ متفاوت طراحی می گردد و جهت فراهم آوردن ولتاژ و ظرفیت مورد نیاز باتری ها از یک مجموع سری وموازی باتری که به سلول باتری معروف است ، استفاده می شود . در هنگام شارژ باتری الکترون ها از آند به سمت بار جاری می شوند این عمل باعث اکسید شدن آند و احیا مواد تشکیل دهنده کاتد به علت جذب الکترون ها می گردد . در الکترولیت یون های منفی به سمت آند و یون های مثبت به سمت کاتد جاری می شود . پروسه دشارژ باتری مشابه حالت شارژ است با این تفاوت که الکترودی که در روند شارژ نقش آند را داشته است در حالت دشارژ نقش کاتد را به خود می گیرد  نوع باتری به کاربرد سلول های فوتوولتائیک بستگی دارد . برای مثال در کاربردهای فضایی عمدتا از باتری نیکل کادیوم و یا نیکل هیدروژن استفاده می شود . این باتری ها دارای ظرفیت بالایی می باشند و توانایی شارژ و دشارژ نامحدود را دارند ( بدون آسیب دیدگی ) و می توانند سرمای زیادی را تحمل کنند و نیز توانایی باقی ماندن شارژ در مدت زمان زیاد را دارند ولی قیمت زیاد و بازدهی انرژی کم از معایب این باتری ها هستند.
نوع دیگر سیستم های پیشرفته ذخیره سازی انرژی ، استفاده از سیستم های متشکل از الکترولایزر و پیل سوختی است . در این سیستم ها انرژی الکتریکی مازاد تولیدی در پانل های خورشیدی در دستگاه الکترولیز آب جهت تولید هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرد ، هیدروژن تولید شده در مخازنی ذخیره می شود و در مواقع نیاز در پیل های سوختی تولید برق می کند و نیز از هیدروژن ذخیره شده می توان در نیروگاه های متداول حرارتی برای تولید برق یا در تجهیزات گرمایش برای تولید گرما استفاده نمود .

• • • • 1. 1. تنظیم کننده ولتاژ خروجی

         

         

     

     

با توجه به این موضوع که ولتاژ خروجی MPPT و نیز باتری ها ( در صورت استفاده از آنها به عنوان ذخیره کننده انرژی ) ثابت نمی ماند و همچنین سطح ولتاژ مورد نیاز در مصرف کننده ها بالا است ، معمولا یک مبدل ولتاژ DC به DC به منظور بالا بردن سطح ولتاژ و تثبیت آن در یک ولتاژ مرجع مورد استفاده قرار می گیرد .

• • • • 1. 1. اینورتر ولتاژ

         

         

     

     

اگر مصرف کننده های سیستم فوتوولتائیک از نوع مصرف کننده های با جریان متناوب باشند ، لازم است که ولتاژ خروجی DC تولید شده در پنل فوتوولتائیک توسط یک مبدل به ولتاژ متناوب تبدیل شود که بسته به کاربرد سیستم می تواند تک فاز یا سه فاز باشد . مدار الکترونیکی که کار تبدیل ولتاژ DC به AC را انجام می دهد اینورتر می نامند . ولتاژ DC ورودی به اینورتر یک نیروگاه فوتوولتاییک می تواند از خروجی سلول ها یا از خروجی باتری های ذخیره کننده ، به اینورتر متصل شده باشد . مدار یک اینوتور سه فاز DC به AC در قسمت پایین نمایش داده شده است .
ولتاژ متناوب فاز به زمین(Vph) خروجی از اینورتر در فرکانس ۵۰ یا ۶۰ هرتز بر طبق فرمول زیر با ولتاژ DC ورودی اینورتر(Vd) رابطه دارد . ولتاژ خط به خط خروجی اینورتر برابر Vph است و در حالت پایدار مقدار توان DC ورودی به اینورتر (Pdc) برابر با مجموع توان تلف شده در اینورتر و توان خروجی سه فاز اینورتر می باشد و می توان بازده اینورتر را از رابطه مقابل به دست آورد که PAC توان خروجی از اینورتر و PDC توان ورودی به اینورتر می باشد .]۲[

• 1. طبقه بندی سیستم های فوتوولتائیک از لحاظ نحوه تامین بار مصرف کننده