سیستم هاي فتوولتائیک مستقل از شبکه ي سراسري برق

طراحی سیستم هاي فتوولتاییک مستقل از شبکه به گونه اي است که باید مستقل از شبکه ي برق سراسري عمل نموده و قابلیت تغذیه بارهاي مستقیم و متناوب را دارا باشد. این واحدها مستقیماً به بار متصل می شوند و تمام بار را بر خلاف سیستم هاي متصل به شبکه تامین می نمایند. بنابراین براي طراحی اینگونه واحدها، بایستی مدل بار و کل توان مورد نیاز بار در یک دوره شبانه روزي محاسبه شود و ظرفیت واحد و تعداد آرایه هاي فتوولتاییک بر این اساس محاسبه شود. همچنین به دلیل عدم وجود شبکه برق سراسري، تمامی توان می بایستی از طریق سیستم فتوولتاییک تامین شود.
از آنجایی که سیستم فتوولتاییک قابلیت تولید پیوسته توان را ندارد (شب هنگام) و میزان تولید توان آن کاملاً به شرایط جوي وابسته می باشد (کاهش تولید در روزهاي ابري و بارانی)، براي تغذیه مناسب و مطمئن بار باید واحد فتوولتاییک به سیستم ذخیره ساز انرژي مجهز شود. ظرفیت ذخیره ساز انرژي به میزان مصرف بار در ساعت هایی که تولید وجود ندارد، بستگی دارد. همچنین براي افزایش حاشیه امنیت، باید سیستم ذخیره ساز انرژي قابلیت تغذیه کل بار سیستم را بدون استفاده از انرژي سیستم فتوولتاییک براي چند روز داشته باشد. زیرا در صورتیکه چند روز متوالی شرایط جوي مناسب نباشد (چند روز ابري متوالی)، می بایست بارهاي محلی را تغذیه نماید. شکل زیر طرح کلی یک سیستم فتوولتاییک – مستقل از شبکه را نشان می دهد. همانگونه که دیده می شود، سیستم فتوولتاییک مجهز به باتري براي ذخیره انرژي است و قابلیت تغذیه بارهاي DC و متناوب را دارا می باشد. در این حالت، سیستم فتوولتاییک باید مجهز به مکانیزمی براي تولید فرکانس و ولتاژ مناسب براي تغذیه بار مصرفی باشد.

از جمله مزایایی که در رشد و توسعه ي سیستم هاي فتوولتاییک مجزا از شبکه نقش عمده اي دارد، می توان به موارد زیر اشاره کرد

عدم نیاز به شبکه ي سراسري، سیستم انتقال شبکه و تعمیر و نگهداري آن.
عدم نیاز به سوخت و رفع مشکلات سوخت رسانی به ویژه در مناطق صعب العبور.
عدم نیاز به تعمیر و نگهداري مداوم و طول عمر مناسب.

کاربرد اصلی اینگونه واحدها در مکان هایی است که شبکه ي اصلی قدرت در دسترس نبوده و یا براي اتصال به شبکه ي قدرت هزینه زیادي لازم است. براي مثال در سایت هاي مخابراتی که در کوهستان ایجاد شده اند، براي تأمین برق خانه هاي مسکونی، کلبه هاي روستایی، پمپ هاي آبرسانی، روشنایی و به طور کلی رفع نیاز الکتریکی مناطقی که داراي شبکه سراسري برق نمی باشند، می توان از سیستم فتوولتاییک مستقل از شبکه استفاده کرد. در این سیستم ها از آرایه هاي نصب
شده بر بام ها و یا بر زمین، یک کنترل کننده ي شارژ باتري و یک مبدل براي تأمین برق استفاده می شود.