Componentele unui sistem fotoelectric depind de aplicaţie: locuinţă izolată sau în apropierea reţelei, utilizarea unei baterii sau doar a energiei solare, existenţa convertoarelor statice de putere.
Un sistem fotoelectric poate cuprinde:
După cum se poate vedea, celulele solare sunt tratate într-o lecţie separată. În continuare se vor detalia puţin celelalte componente.
În sistemele electrice autonome, stocarea energiei este asigurată, în general, de baterii de acumulatoare. Acestea sunt esenţiale pentru buna funcţionare a sistemelor autonome. Elementele de stocare reprezintă 13 - 15% din investiţia iniţială, pentru o durată de exploatare de douăzeci de ani.
Bateriile de acumulatoare sunt de tipul plumb-acid.
Bateriile se utilizează în cazul în care există un decalaj între perioadele când este solicitată energie şi perioadele însorite. Alegerea tipului de baterie se face în funcţie de puterea medie zilnică şi în funcţie de timpul necesar de stocare.
Figura 1: Caracteristicile generatoarelor fotoelectrice şi a bateriei.
După cum se vede din figura de mai sus, caracteristica bateriilor se adaptează destul de bine celor ale generatoarelor fotoelectrice, deoarece ele funcţionează la tensiune cvasi-constantă. Este suficient să se dimensioneze bateria pentru a plasa punctul de funcţionare în punctul de putere maximă, deoarece tensiunea sa Upmax (tensiunea corespunzătoare puterii maxime) se modifică puţin în funcţie de iluminare.
În sistemele fotoelectrice se pot utiliza mai multe tipuri de regulatoare. Acestea controlează fluxul de energie, trebuind să protejeze bateria de supraîncărcare (solară) şi de descărcare gravă (consumatori). De asemenea, regulatoarele asigură supravegherea şi siguranţa instalaţiei.
Există trei categorii principale de regulatoare:
• Regulatoare serie, care conţin un întreruptor între generatorul fotoelectric şi bateria de acumulatoare, pentru întreruperea încărcării.
• Regulatoare paralel, care scurtcircuitează generatorul fotoelectric la finalul încărcării bateriei de acumulatoare.
• Regulatoare ce urmăresc punctul de putere maximă (MPPT - Maximum Power Point Tracking), care permit extragerea din câmpul de celule, în permanenţă, a maximului de putere.
În funcţie de aplicaţie, se utilizează convertoare statice pentru adaptarea puterii generate la necesităţile sarcinii.
În principal, există convertoare c.c.-c.c., care adaptează tensiunea de c.c. furnizată de panourile fotoelectrice la necesităţile sarcinii şi convertoare c.c.-c.a., care transformă energia de c.c. în c.a., pentru alimentarea sarcinilor corespunzătoare.
În această categorie intră elementele conexe, dar care sunt indispensabile bunei funcţionăria sistemelor fotoelectrice: protecţiile contra descărcărilor atmosferice, disjunctoare şi siguranţe fuzibile.
Deoarece panourile solare sunt echipamente scumpe, ele trebuie protejate pentru a evita deteriorarea lor. Pericolele sunt multiple:
• Perturbaţii induse de comutaţiile elementelor din componenţa convertoarelor statice de putere. Se pot utiliza filtre pentru eliminarea armonicilor.
• Funcţionarea sarcinii: panourile se deteriorează repede dacă absorb putere electrică. Se pot utiliza diode care să împiedice circulaţia curentului în sensul nedorit.
• Descărcări atmosferice
