یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه که به عنوان یک سیستم خورشیدی مستقل نیز شناخته می شود، مستقل از شبکه برق معمولی عمل می کند. این برای تولید، ذخیره و مدیریت برق خود با استفاده از پنل های خورشیدی، باتری ها و گاهی اوقات ژنراتورهای پشتیبان طراحی شده است. اصل پشت سیستم خورشیدی خارج از شبکه شامل تبدیل نور خورشید به الکتریسیته، ذخیره آن در باتری ها و توزیع آن برای تامین انرژی بارهای الکتریکی مختلف است.
در اینجا نحوه عملکرد یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه آمده است:
آرایه پنل خورشیدی:پنل های خورشیدی (ماژول های فتوولتائیک) برای جذب نور خورشید و تبدیل آن به جریان مستقیم برق (DC) از طریق اثر فتوولتائیک نصب می شوند. این پانل ها معمولاً روی پشت بام ها یا مناطق باز با قرار گرفتن در معرض نور خورشید کافی نصب می شوند.
کنترل کننده شارژ:برق DC تولید شده توسط پنل های خورشیدی به یک کنترل کننده شارژ تغذیه می شود. کنترل کننده شارژ جریان برق را از پنل ها به باتری ها تنظیم می کند. از شارژ بیش از حد باتری ها جلوگیری می کند و کارایی بهینه شارژ را تضمین می کند.
بانک باتری:برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی در یک بانک باتری ذخیره می شود. باتری‌ها انرژی اضافی تولید شده در دوره‌های آفتابی را ذخیره می‌کنند تا در مواقعی که نور خورشید در دسترس نیست، مانند شب یا روزهای ابری، بتوان از آن استفاده کرد. انواع باتری های رایج عبارتند از باتری های سرب اسید و باتری های لیتیوم یون.
معکوس کننده:از آنجایی که اکثر لوازم خانگی و دستگاه ها با جریان متناوب (AC) کار می کنند، از یک اینورتر برای تبدیل برق DC ذخیره شده از بانک باتری به برق AC استفاده می شود که می تواند برای تغذیه لوازم و تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد.
توزیع بار:الکتریسیته متناوب تولید شده توسط اینورتر سپس برای تغذیه بارهای الکتریکی مختلف در سیستم خارج از شبکه، از جمله چراغ ها، لوازم خانگی، الکترونیک و سایر دستگاه ها توزیع می شود. بارها به خروجی AC اینورتر متصل می شوند.
تولید کننده پشتیبان (اختیاری):در برخی از سیستم‌های خارج از شبکه، یک ژنراتور پشتیبان ممکن است برای تامین برق در طول دوره‌های طولانی نور خورشید کم یا تقاضای انرژی بالا یکپارچه شود. ژنراتور می تواند باتری ها را شارژ کند یا در صورت نیاز مستقیما بارها را تغذیه کند.
اصل اصلی یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه، دستیابی به تعادل بین تولید، مصرف و ذخیره برق است. این سیستم بر برنامه ریزی دقیق و اندازه گیری اجزاء متکی است تا اطمینان حاصل شود که تولید انرژی با تقاضا مطابقت دارد و انرژی مازاد برای استفاده بعدی ذخیره می شود. نظارت و مدیریت سطح باتری برای جلوگیری از تخلیه بیش از حد و حفظ طول عمر آنها بسیار مهم است.
به طور کلی، یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه استقلال از شبکه برق سنتی ارائه می‌کند و منبع برق پایدار و قابل اعتمادی را برای مکان‌های دورافتاده، کابین‌ها، قایق‌ها و مناطقی با دسترسی غیرقابل اعتماد به شبکه فراهم می‌کند.