Автономные фотоэлектрические энергетические установки в общем случае состоят из массива фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), аккумуляторных батарей (АБ), инвертора-преобразователя постоянного напряжения в переменное (если необходимо потребителю) и контроллера заряда-разряда аккумуляторных батарей (КЗАБ). Соединение данных элементов системы производится согласно структурной схеме АФЭУ, представленной на рис. 1.
В зависимости от места расположения и условий эксплуатации в состав фотоэлектрической установки могут вводиться дополнительные источники энергии: ветрогенератор и дизель-генератор (бензогенератор). Структурная схема такой гибридной АФЭУ представлена на рис. 2, где ДГ – дизель-генератор; ВГ – ветрогенератор. Подключение дополнительных элементов системы производится аналогично, через контроллер.
Известна структура фотоэлектрической установки [1] (рис. 3), в которой реализовано как экстремальное регулирование мощности солнечных батарей, так и автоматическое наведение СБ на Солнце.
На схеме приняты следующие обозначения: СБ – солнечная батарея; КНС – контроллер наведения СБ на Солнце; ДШД1, ДШД2 – драйверы управления шаговыми двигателями; М1, М2 – шаговые двигатели; Р1-Р4 – редукторы; КЗАБ – контроллер заряда аккумуляторных батарей; И – инвертор; АБ – аккумуляторная батарея.
Состав и структура фотоэлектрической установки в основном зависят от условий эксплуатации и требований конечного потребителя. В настоящее время известны различные методы определения структуры, параметров и характеристик АФЭУ. В основном это методики или автоматические программы расчета, представленные в интернет-магазинах фирм-производителей и поставщиков энергетических установок, которые не оптимальны и зачастую искусственно увеличивают состав и стоимость АФЭУ для выгоды поставщика.
Солнечные батареи – основная часть фотоэлектрической энергетической установки. Преобразование энергии в ФЭП основано на фотоэлектрическом эффекте, возникающем при воздействии солнечного излучения в неоднородных полупроводниковых структурах.