Hệ thống điện mặt trời độc lập là hệ nguồn khụng nối với mạng lưới điện quốc gia hay địa phương. Hệ nguồn này được ứng dụng ở cỏc khu vực khụng cú lưới điện. Ngoài dàn pin Mặt trời, trong một hệ nguồn điện mặt trời cũn cú cỏc thành phần khỏc nhau trong sơ đồ:
Hỡnh 2.1: Sơ đồ khối tổng quỏt của một hệ nguồn điện Mặt trời
Dàn pin Mặt trời (PMT) bao gồm một hay nhiều mođun PMT ghộp lại
với nhau. Pin mặt trời được ghộp nối từ nhiều tế bào quang điện, tế bào quang điện là thiết bị bỏn dẫn chứa lượng lớn cỏc Điot P - N, duới ỏnh sỏng mặt trời nú cú khả năng tạo ra dũng điện tức là cú khả năng chuyển đổi quang năng thành điện năng. Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện. Người ta cú thể ghộp nối nhiều tấm pin mặt trời thành hệ thống pin mặt trời. Pin năng lượng mặt trời (NLMT) cú dạng đơn tinh thể (monocrystalline) hoặc đa tinh thể (polycrystalline). Tựy loại, cỏc tấm pin cú thể cú hiệu suất từ 15% đến 18%, cụng suất từ 25Wp đến 200Wp và cú tuổi thọ trung bỡnh khoảng 25 - 30 năm. Tựy yờu cầu về cụng suất, điện thế và dũng điện mà cỏc mụđun PMT được ghộp nối tiếp, song song hay hỗn hợp. Hàng ngày khi cú ỏnh sỏng mặt trời chiếu vào
Dàn PMT Bộ điều khiển Ắc quy Tải DC Tải AC AC DC K
dàn Pin mặt trời thỡ dàn pin mặt trời sẽ phỏt ra dũng điện một chiều. Cụng suất phỏt của dàn pin tỷ lệ thuận với cường độ bức xạ Mặt trời.
Bộ ắc quy cũng cú thể gồm một hay một số bỡnh ắc quy được nối nối
tiếp, song song hay hỗn hợp. Nhiệm vụ của nú là tớch trữ điện năng để cung cấp cho cỏc thiết bị tiờu thụ điện hay cũn gọi là cỏc tải. Trong thời gian khụng cú ỏnh sỏng Mặt trời (ban đờm, những hụm trời mưa...). Dung lượng của ắc quy (đo bằng Ah hay Wh) phải được tớnh toỏn phự hợp với cụng suất dàn pin Mặt trời.
Bộ điều khiển (BĐK) là một thiết bị điện tử cú nhiệm vụ tự động điều
hũa cỏc quỏ trỡnh dàn Pin mặt trời nạp điện cho bộ ắc quy cấp điện cho cỏc tải. Cụ thể là khi ắc quy đó no, dung lượng đạt 100%, thỡ BĐK tự động cắt hay giảm dũng điện nạp từ dàn PMT, để trỏnh cho ắc quy khỏi bị sụi làm hỏng ắc quy. Sau đú khi dung lượng ắc quy đó giảm đến giỏ trị chọn trước xấu nào đú, BĐK lại tự động đúng mạch nạp điện cho ắc quy. Ngược lại vỡ lý do nào đú như thời tiết xấu, ớt hay khụng cú nắng dài ngày, ắc quy cú thể bị dựng kiệt dẫn đến hư hỏng ắc quy. Vỡ vậy khi thấy dung lượng bộ ắc quy giảm đến “giới hạn dưới nguy hiểm” (thụng thường khi dung lượng ắc quy chỉ cũn lại 30 – 40%) thỡ BĐK tự động cắt mạch tải, khụng cho cỏc tải tiếp tục sử dụng điện. Khi dung lượng ắc quy đó đạt cao hơn giới hạn dưới núi trờn thỡ BĐK lại tự động đúng mạch tải. Như vậy BĐK tự động bảo vệ ắc quy khỏi cỏc trạng thỏi “quỏ no” hoặc “quỏ đúi”.
Tải một chiều (tải DC) là cỏc thiết bị tiờu thụ điện một chiều. Nú được
nối vào trực tiếp ngay sau BĐK. Tất nhiờn cụng suất và hiệu điện thế của BĐK phải tương thớch với cụng suất và hiệu điện thế của cỏc tải một chiều.
Tải xoay chiều (tải AC) là cỏc thiết bị tiờu thụ điện xoay chiều (vớ dụ sử
dụng điện 220V, 50Hz).
Bộ biến đổi DC/AC là bộ biến đổi điện một chiều từ dàn pin Mặt trời
hay bộ Ắc quy thành điện xoay chiều để cấp điện cho cỏc tải xoay chiều.
Trong thực tế chỳng ta đó gặp rất nhiều nguồn điện Mặt trời độc lập. Cụng nghệ nguồn loại này thường được ứng dụng cho cỏc khu vực khụng cú lưới điện
cụng nghiệp hoặc cho cỏc tải tiờu thụ đặc biệt, cụng suất nhỏ. Nhược điểm của cụng nghệ nguồn độc lập là phải dựng bộ ắc quy, vừa đắt tiền, vừa phải chăm súc thường xuyờn và vừa gõy ụ nhiễm mụi trường. Mặt khỏc bộ ắc quy cũng chỉ tớch được một lượng điện năng cú hạn, cũn với cỏc dàn pin mặt trời hàng chục hay hàng trăm kW thỡ sử dụng ắc quy tớch điện là một vấn đề khú khăn rất lớn, thậm chớ là khụng thể.
Đối với cỏc ứng dụng quy mụ lớn, như ở cỏc nước phỏt triển hiện nay,