Visninger: 0 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstid: 2023-08-10 Opprinnelse: nettsted
Fotovoltaisk kraftproduksjon, som utnytter den fotovoltaiske effekten ved halvledergrensesnitt, konverterer direkte optisk energi til elektrisk energi. Denne teknologien består av tre essensielle komponenter: solcellepaneler (moduler), kontrollere og omformere. Disse komponentene, hovedsakelig sammensatt av elektroniske elementer, smelter sammen til et integrert fotovoltaisk kraftgenereringssystem.
Med sine særegne fordeler har solenergi inntatt søkelyset. Rikelig solstråling har dukket opp som en viktig energikilde, og legemliggjør egenskaper som grenseløs tilgjengelighet, forurensningsfrie egenskaper, rimelige priser og ubegrenset tilgjengelighet. Tilstrømningen av solenergi på bakkenivå kan nå bemerkelsesverdige nivåer på 800 MWhm per sekund. De fengslende egenskapene til solenergi har drevet vekstbanen siden 1980-tallet.
I kjernen av fotovoltaisk kraftproduksjon ligger den fotoelektriske effekten i halvledere. Ved bestråling av fotoner absorberer disse halvlederne energi og frigjør elektroner. Når denne frigjorte energien overvinner de bindende kreftene i atomet, danner den en elektrisk strøm. Silisium, med sine fire ytre elektroner, forvandles til N-type halvledere ved inkorporering av fem ytre elektroner fra elementer som fosfor. Omvendt gir bor P-type halvledere. Krysset mellom P-type og N-type halvledere genererer en potensiell forskjell, og gir fødsel til en solcelle. Når sollys treffer PN-krysset, flyter en strøm fra P-typen til N-typen.
Den fotoelektriske effekten, et sentralt fenomen i fysikk, manifesterer seg når visse stoffer absorberer energi fra elektromagnetiske bølger over en bestemt frekvens, og genererer en strøm - optisk elektrisitet.
Produksjonen av polykrystallinsk silisium kulminerer i ingots, skiver og silisiumwafere, som deretter behandles. Å introdusere spormengder av bor og fosfor på silisiumplaten danner et PN-kryss. Påfølgende silkenettingsutskrift, påføring av fintilpasset sølvpasta, sintring, påføring av bakelektroder og avsetning av antireflekterende belegg fullfører solcellemonteringen. Disse cellene er kombinert til moduler, innhyllet i aluminiumshus med glass som dekker fronten, og utstyrt med bakre elektroder. Sammen med hjelpeenheter danner dette et solcelleanlegg. DC-til-AC-konvertering krever en inverter, som muliggjør strøminjeksjon i det offentlige nettet eller batterilagring. Batterikomponenter står vanligvis for 50 % av systemkostnadene, mens resten består av omformere, installasjonsavgifter, hjelpekomponenter og andre utgifter.
På bakgrunn av begrensede konvensjonelle energiressurser over hele verden, fremstår solenergi som et fyrtårn. Kinas begrensede fossile brenselreserver blekner sammenlignet med globale gjennomsnitt, og står på bare 10 %. Solenergi, en påfyllbar, trygg, støyfri og forurensningsfri ressurs, er ikke begrenset av geografiske begrensninger. Dens applikasjoner spenner over hustak, regioner med komplekst terreng og mer. Solenergi eliminerer behovet for drivstofforbruk og kraftproduksjon på stedet, og samsvarer godt med langsiktige energistrategier.
Sammenlignet med konvensjonell termisk kraftproduksjon har fotovoltaisk kraftproduksjon flere fordeler:
1: Ingen iboende farer
2: Helt sikker og pålitelig, fri for støy og forurensning
3: Ugjennomtrengelig for geografiske begrensninger, egnet for forskjellige steder
4: Drivstoffuavhengig, eliminerer behovet for kraftproduksjon på stedet
5: Tilbyr energi av høy kvalitet
6: Følelsesmessig akseptert av brukere
7: Rask byggesyklus og kostnadseffektiv energiproduksjon
Produksjon av solcellepaneler kan imidlertid være energikrevende og miljøskadelig. Den nåværende produksjonen av solcellepaneler, selv om den er gunstig for verden, kan forårsake forurensning eksternt mens den forurenser innenlands. Å lage et 1m x 1,5m solcellepanel krever forbrenning av over 40 kg kull, mens de mest effektive kinesiske termiske kraftverkene kan generere 130 kWh elektrisitet med samme mengde kull. I tillegg inkluderer utfordringer:
1: Lav energitetthet som krever omfattende arealbruk
2:Variabel energiproduksjon basert på meteorologiske forhold
3: Høyere generasjonskostnad sammenlignet med termisk kraft
4:Miljøuvennlige produksjonsprosesser for solcellepaneler
Frittstående fotovoltaisk kraftproduksjon, også kjent som off-grid fotovoltaisk kraftproduksjon, består av solcellepaneler, kontrollere og batterier. I tilfeller som krever vekselstrøm, er en omformer avgjørende. Den betjener applikasjoner som landsbystrømforsyning i avsidesliggende områder, solenergihusholdningskraftsystemer, kommunikasjonssignalstrømforsyning, katodebeskyttelse og solcellegatebelysning.
Nettkoblet fotovoltaisk kraftproduksjon transformerer likestrøm fra solcellepaneler til vekselstrøm som oppfyller kommunale strømnettstandarder via netttilkoblede omformere. Denne klassifiseringen inkluderer systemer med og uten batterilagring.
Netttilkoblede systemer med batterier tilbyr justerbare funksjoner og kan koble til eller fra strømnettet etter behov. De kan fungere som nødhjelp under strømbrudd. Slike systemer er ofte installert i boligbygg. På den annen side gir netttilkoblede systemer uten batterier strømplanlegging og backup-funksjoner og brukes vanligvis til større installasjoner.
Distribuert solcellekraftproduksjon innebærer småskala solcelleanlegg på eller i nærheten av brukersteder for å møte spesifikke energibehov eller forsterke det eksisterende strømnettet. Den består av komponenter som fotovoltaiske paneler, braketter, DC-koblingsbokser, nettkoblede omformere og vekselstrømsfordelingsskap. Dette systemet opererer under solstråling, og konverterer solenergi til likestrøm og justerer energibalansen ved å koble til nettet.
