Vaatamised: 0 Autor: saidi toimetaja Avaldamisaeg: 2023-08-10 Päritolu: Sait
Fotogalvaaniline energiatootmine, mis kasutab fotogalvaanilist efekti pooljuhtide liidestes, muudab optilise energia otse elektrienergiaks. See tehnoloogia koosneb kolmest olulisest komponendist: päikesepaneelid (moodulid), kontrollerid ja inverterid. Need komponendid, mis koosnevad peamiselt elektroonilistest elementidest, ühinevad integreeritud fotogalvaaniliseks energiatootmissüsteemiks.
Oma eristavate eelistega on päikeseenergia tõusnud tähelepanu keskpunkti. Rikkalik päikesekiirgus on muutunud elutähtsaks energiaallikaks, mis hõlmab selliseid tunnuseid nagu piiramatu kättesaadavus, saastevabad omadused, taskukohasus ja piiramatu juurdepääs. Maapealne päikeseenergia sissevool võib ulatuda märkimisväärse tasemeni 800 MWhm sekundis. Päikeseenergia kütkestavad omadused on õhutanud selle kasvutrajektoori alates 1980. aastatest.
Fotogalvaanilise elektritootmise keskmes on pooljuhtide fotoelektriline efekt. Footonitega kiiritamisel neelavad need pooljuhid energiat ja vabastavad elektrone. Kui see vabanenud energia ületab aatomis olevad sidumisjõud, moodustab see elektrivoolu. Räni koos oma nelja välise elektroniga muundub N-tüüpi pooljuhtideks viie välise elektroni kaasamisel sellistest elementidest nagu fosfor. Vastupidi, boor annab P-tüüpi pooljuhte. P-tüüpi ja N-tüüpi pooljuhtide ristmik tekitab potentsiaalide erinevuse, sünnitades päikesepatarei. Kui päikesevalgus tabab PN-ristmikku, liigub vool P-tüüpi N-tüüpi küljele.
Fotoelektriline efekt, mis on füüsikas pöördeline nähtus, avaldub siis, kui teatud ained neelavad energiat elektromagnetlainetest, mis ületavad teatud sagedust, tekitades voolu – optilist elektrit.
Polükristallilise räni tootmine kulmineerub valuplokkide, viilude ja räniplaatidega, mida seejärel töödeldakse. Boori ja fosfori jälgede viimine räniplaadile moodustab PN-ristmiku. Järgnev siidvõrktrükk, peensobiva hõbepasta pealekandmine, paagutamine, tagaelektroodi pealekandmine ja peegeldumisvastase katte pealekandmine viivad lõpule päikesepatarei komplekti. Need elemendid on kombineeritud mooduliteks, mis on ümbritsetud esiosa katva klaasiga alumiiniumist korpusega ja varustatud tagumiste elektroodidega. Koos abiseadmetega moodustab see fotogalvaanilise energiatootmissüsteemi. Alalisvoolu vahelduvvooluks teisendamiseks on vaja inverterit, mis võimaldab voolu sisestada avalikku võrku või akuhoidlasse. Aku komponendid moodustavad tavaliselt 50% süsteemi kuludest, ülejäänud osa moodustavad muundurid, paigaldustasud, abikomponendid ja muud kulud.
Piiratud tavapäraste energiaressursside taustal kogu maailmas tõuseb päikeseenergia majakaks. Hiina piiratud fossiilkütuste varud on maailma keskmiste näitajatega võrreldes kahvatud, moodustades vaid 10%. Päikeseenergia, mis on täiendatav, ohutu, müra- ja saastevaba ressurss, ei ole piiratud geograafiliste piirangutega. Selle rakendused hõlmavad katusi, keeruka maastikuga piirkondi ja palju muud. Päikeseenergia välistab vajaduse kütusekulu ja kohapealse elektritootmise järele, sobides hästi pikaajaliste energiastrateegiatega.
Võrreldes tavapärase soojusenergia tootmisega on fotogalvaanilisel elektritootmisel mitmeid eeliseid:
1: puuduvad loomupärased ohud
2: Täiesti ohutu ja usaldusväärne, müra ja saastevaba
3: geograafilistele piirangutele mitteläbilaskev, sobib erinevatesse kohtadesse
4: kütusest sõltumatu, välistab vajaduse kohapealse elektritootmise järele
5: Pakub kvaliteetset energiat
6: kasutajate poolt emotsionaalselt aktsepteeritud
7: kiire ehitustsükkel ja kulutõhus energiatootmine
Päikesepaneelide tootmine võib aga olla energiamahukas ja keskkonnale kahjulik. Kuigi praegune päikesepaneelide tootmine on maailmale kasulik, võib see väliselt reostada, saades samal ajal siseriiklikult. 1m x 1,5m päikesepaneeli valmistamiseks on vaja põletada üle 40 kg kivisütt, samas kui kõige tõhusamad Hiina soojuselektrijaamad suudavad sama koguse kivisöega toota 130 kWh elektrit. Lisaks hõlmavad väljakutsed:
1: Madal energiatihedus, mis nõuab ulatuslikku maakasutust
2: Muutuv energia tootmine meteoroloogilistel tingimustel
3: soojusenergiaga võrreldes kõrgem tootmiskulu
4: fotogalvaaniliste paneelide keskkonnavaenulikud tootmisprotsessid
Iseseisev fotogalvaaniline elektritootmine, tuntud ka kui võrguväline fotogalvaaniline elektritootmine, koosneb päikesepaneelidest, kontrolleritest ja akudest. Vahelduvvoolu vajavatel juhtudel on muundur hädavajalik. See teenindab selliseid rakendusi nagu küla toiteallikas kaugemates piirkondades, kodumajapidamiste päikeseenergiasüsteemid, sidesignaali toiteallikas, katoodkaitse ja päikeseenergia tänavavalgustus.
Võrku ühendatud fotogalvaaniline elektritootmine muudab päikesepaneelide alalisvoolu elektrivõrku ühendatud inverterite kaudu vahelduvvoolu elektriks, mis vastab kohaliku omavalitsuse elektrivõrgu standarditele. See klassifikatsioon hõlmab süsteeme akusalvestusega ja ilma.
Akudega võrguga ühendatud süsteemid pakuvad reguleeritavaid funktsioone ja neid saab vajadusel elektrivõrguga ühendada või lahti ühendada. Need võivad toimida avariivarundusena elektrikatkestuste ajal. Selliseid süsteeme paigaldatakse sageli elamutesse. Teisest küljest pakuvad ilma akudeta võrguga ühendatud süsteemid toiteplaani ja varufunktsioone ning neid kasutatakse tavaliselt suuremate paigaldiste jaoks.
Jaotatud fotogalvaaniline energiatootmine hõlmab väikesemahulisi fotogalvaanilisi süsteeme kasutajakohtades või nende läheduses, et rahuldada konkreetseid energiavajadusi või tugevdada olemasolevat elektrivõrku. See sisaldab selliseid komponente nagu fotogalvaanilised paneelid, kronsteinid, alalisvoolu harukarbid, võrguga ühendatud inverterid ja vahelduvvoolu jaotuskapid. Päikesekiirguse all töötav süsteem muudab päikeseenergia alalisvooluks ja reguleerib energiabilanssi võrku ühendades.
