Safbwyntiau: 0 Awdur: Golygydd Safle Amser Cyhoeddi: 2023-08-10 Tarddiad: Safle
Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, gan ddefnyddio'r effaith ffotofoltäig ar ryngwynebau lled-ddargludyddion, yn trosi ynni optegol yn ynni trydanol yn uniongyrchol. Mae'r dechnoleg hon yn cynnwys tair cydran hanfodol: paneli solar (modiwlau), rheolwyr, a gwrthdroyddion. Mae'r cydrannau hyn, sy'n cynnwys elfennau electronig yn bennaf, yn cyfuno i system cynhyrchu pŵer ffotofoltäig integredig.
Gyda'i fanteision nodedig, mae ynni'r haul wedi cymryd y sylw. Mae ymbelydredd solar helaeth wedi dod i'r amlwg fel ffynhonnell ynni hanfodol, gan ymgorffori nodweddion fel argaeledd diderfyn, priodoleddau di-lygredd, fforddiadwyedd, a hygyrchedd anghyfyngedig. Gall mewnlifiad ynni solar lefel y ddaear gyrraedd lefelau rhyfeddol o 800 MWhm yr eiliad. Mae nodweddion cyfareddol ynni'r haul wedi hybu ei lwybr twf ers yr 1980au.
Wrth wraidd cynhyrchu pŵer ffotofoltäig mae'r effaith ffotodrydanol o fewn lled-ddargludyddion. Ar ôl eu harbelydru gan ffotonau, mae'r lled-ddargludyddion hyn yn amsugno egni ac yn rhyddhau electronau. Pan fydd yr egni rhydd hwn yn goresgyn y grymoedd rhwymo o fewn yr atom, mae'n ffurfio cerrynt trydan. Mae silicon, gyda'i bedwar electron allanol, yn trawsnewid yn lled-ddargludyddion math N wrth ymgorffori pum electron allanol o elfennau fel ffosfforws. I'r gwrthwyneb, mae boron yn cynhyrchu lled-ddargludyddion math P. Mae cyffordd lled-ddargludyddion math P a math N yn cynhyrchu gwahaniaeth posibl, gan roi genedigaeth i gell solar. Pan fydd golau'r haul yn taro cyffordd PN, mae cerrynt yn llifo o'r math P i'r ochr math N.
Mae'r effaith ffotodrydanol, ffenomen ganolog mewn ffiseg, yn amlygu pan fydd rhai sylweddau yn amsugno egni o donnau electromagnetig uwchlaw amledd penodol, gan gynhyrchu cerrynt - trydan optegol.
Mae cynhyrchu silicon polycrystalline yn arwain at ingotau, sleisys, a wafferi silicon, sydd wedyn yn cael eu prosesu. Mae cyflwyno symiau hybrin o boron a ffosfforws i'r wafer silicon yn ffurfio cyffordd PN. Mae argraffu rhwyll sidan dilynol, cymhwyso past arian wedi'i gydweddu'n fân, sintering, cymhwysiad electrod cefn, a dyddodiad cotio gwrth-adlewyrchol yn cwblhau'r cynulliad celloedd solar. Mae'r celloedd hyn yn cael eu cyfuno'n fodiwlau, wedi'u gorchuddio mewn casin alwminiwm gyda gwydr yn gorchuddio'r blaen, a'u gosod ag electrodau cefn. Ynghyd â dyfeisiau ategol, mae hyn yn ffurfio system cynhyrchu pŵer ffotofoltäig. Mae trosi DC-i-AC yn gofyn am wrthdröydd, gan alluogi chwistrelliad pŵer i'r grid cyhoeddus neu storfa batri. Mae cydrannau batri fel arfer yn cyfrif am 50% o gostau system, gyda'r gweddill yn cynnwys trawsnewidwyr, ffioedd gosod, cydrannau ategol, a threuliau eraill.
Yn erbyn cefndir o adnoddau ynni confensiynol cyfyngedig ledled y byd, mae ynni'r haul yn dod i'r amlwg fel esiampl. Mae cronfeydd tanwydd ffosil cyfyngedig Tsieina yn welw o gymharu â chyfartaleddau byd-eang, sef dim ond 10%. Nid yw ynni solar, adnodd y gellir ei ailgyflenwi, diogel, di-sŵn, heb lygredd, wedi'i gyfyngu gan gyfyngiadau daearyddol. Mae ei gymwysiadau yn rhychwantu toeau, rhanbarthau â thirwedd cymhleth, a mwy. Mae ynni solar yn osgoi'r angen i ddefnyddio tanwydd a chynhyrchu pŵer ar y safle, gan alinio'n dda â strategaethau ynni hirdymor.
O'i gymharu â chynhyrchu pŵer thermol confensiynol, mae sawl rhinwedd i gynhyrchu pŵer ffotofoltäig:
1: Dim peryglon cynhenid
2: Yn hollol ddiogel a dibynadwy, heb sŵn a llygredd
3: Anhydraidd i gyfyngiadau daearyddol, sy'n addas ar gyfer lleoliadau amrywiol
4: Tanwydd-annibynnol, gan ddileu'r angen am gynhyrchu pŵer ar y safle
5: Yn cynnig ynni o ansawdd uchel
6: Derbynnir yn emosiynol gan ddefnyddwyr
7: Cylch adeiladu cyflym a chynhyrchu ynni cost-effeithiol
Fodd bynnag, gall cynhyrchu paneli solar fod yn ynni-ddwys ac yn niweidiol i'r amgylchedd. Gall gweithgynhyrchu paneli solar presennol, er ei fod yn fuddiol i'r byd, achosi llygredd yn allanol tra'n halogi domestig. Mae creu panel solar 1m x 1.5m yn golygu bod angen llosgi dros 40 kg o lo, tra gall y gweithfeydd pŵer thermol Tsieineaidd mwyaf effeithlon gynhyrchu 130 kWh o drydan gyda'r un faint o lo. Ar ben hynny, mae heriau yn cynnwys:
1: Dwysedd ynni isel sy'n gofyn am ddefnydd helaeth o dir
2: Cynhyrchu ynni amrywiol yn seiliedig ar amodau meteorolegol
3: Cost cynhyrchu uwch o'i gymharu â phŵer thermol
4: Prosesau gweithgynhyrchu anghyfeillgar i'r amgylchedd ar gyfer paneli ffotofoltäig
Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig annibynnol, a elwir hefyd yn gynhyrchu pŵer ffotofoltäig oddi ar y grid, yn cynnwys paneli solar, rheolwyr a batris. Mewn achosion lle mae angen pŵer AC, mae gwrthdröydd yn hanfodol. Mae'n gwasanaethu cymwysiadau fel cyflenwad pŵer pentref mewn ardaloedd anghysbell, systemau pŵer cartref solar, cyflenwad pŵer signal cyfathrebu, amddiffyn catod, a goleuadau stryd solar.
Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig sy'n gysylltiedig â'r grid yn trawsnewid trydan DC o baneli solar yn drydan AC sy'n bodloni safonau grid pŵer trefol trwy wrthdroyddion sy'n gysylltiedig â grid. Mae'r dosbarthiad hwn yn cynnwys systemau gyda storio batri a hebddo.
Mae systemau sy'n gysylltiedig â grid gyda batris yn cynnig nodweddion addasadwy a gallant gysylltu neu ddatgysylltu o'r grid pŵer yn ôl yr angen. Gallant weithredu fel copi wrth gefn brys yn ystod toriadau pŵer. Mae systemau o'r fath yn aml yn cael eu gosod mewn adeiladau preswyl. Ar y llaw arall, mae systemau sy'n gysylltiedig â grid heb fatris yn darparu swyddogaethau amserlennu pŵer a gwneud copi wrth gefn ac fe'u defnyddir fel arfer ar gyfer gosodiadau mwy.
Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig gwasgaredig yn golygu systemau ffotofoltäig ar raddfa fach ar safleoedd defnyddwyr neu'n agos atynt i ddiwallu anghenion ynni penodol neu i gryfhau'r grid pŵer presennol. Mae'n cynnwys cydrannau fel paneli ffotofoltäig, cromfachau, blychau cyffordd DC, gwrthdroyddion sy'n gysylltiedig â grid, a chabinetau dosbarthu pŵer AC. Gan weithredu o dan ymbelydredd solar, mae'r system hon yn trosi ynni solar yn bŵer DC ac yn addasu'r cydbwysedd ynni trwy gysylltu â'r grid.
