Прегледи: 0 Аутор: Уредник сајта Време објаве: 10.08.2023 Порекло: Сајт
Производња фотонапонске енергије, користећи фотонапонски ефекат на полупроводничким интерфејсима, директно претвара оптичку енергију у електричну енергију. Ова технологија се састоји од три основне компоненте: соларних панела (модула), контролера и инвертора. Ове компоненте, првенствено састављене од електронских елемената, спајају се у интегрисани фотонапонски систем за производњу енергије.
Са својим карактеристичним предностима, соларна енергија је преузела пажњу. Обилно сунчево зрачење се појавило као витални извор енергије, утјеловљујући особине као што су неограничена доступност, атрибути без загађења, приступачност и неограничена доступност. Прилив соларне енергије на нивоу земље може достићи изузетне нивое од 800 МВхм у секунди. Занимљиви атрибути соларне енергије подстичу њену путању раста од 1980-их.
У основи фотонапонске производње енергије лежи фотоелектрични ефекат у полупроводницима. Након зрачења фотонима, ови полупроводници апсорбују енергију и ослобађају електроне. Када ова ослобођена енергија превазиђе силе везивања унутар атома, она формира електричну струју. Силицијум, са своја четири спољашња електрона, трансформише се у полупроводнике Н-типа након уградње пет спољашњих електрона из елемената као што је фосфор. Насупрот томе, бор даје полупроводнике П-типа. Спој полупроводника П-типа и Н-типа ствара разлику потенцијала, рађајући соларну ћелију. Када сунчева светлост удари у ПН спој, струја тече са П-типа на страну Н-типа.
Фотоелектрични ефекат, кључни феномен у физици, манифестује се када одређене супстанце апсорбују енергију из електромагнетних таласа изнад одређене фреквенције, генеришући струју - оптички електрицитет.
Производња поликристалног силицијума кулминира у инготима, кришкама и силицијумским плочицама, које се затим обрађују. Увођењем у траговима бора и фосфора на силицијумску плочицу формира се ПН спој. Накнадно штампање свилене мреже, наношење фино усклађене сребрне пасте, синтеровање, наношење задње електроде и наношење антирефлексног премаза завршавају склоп соларне ћелије. Ове ћелије су комбиноване у модуле, обавијене алуминијумским кућиштем са стаклом које покрива предњу страну, и опремљене задњим електродама. Заједно са помоћним уређајима, ово формира фотонапонски систем за производњу енергије. ДЦ-то-АЦ конверзија захтева инвертер, који омогућава убризгавање енергије у јавну мрежу или складиштење батерија. Компоненте батерија обично чине 50% трошкова система, док остатак чине претварачи, накнаде за инсталацију, помоћне компоненте и други трошкови.
На позадини ограничених конвенционалних енергетских ресурса широм света, соларна енергија се појављује као светионик. Коначне кинеске резерве фосилних горива бледе у поређењу са глобалним просецима, и износе само 10%. Соларна енергија, ресурс који се може допунити, сигуран, без буке и загађења, није ограничен географским ограничењима. Његове примене обухватају кровове, регионе са сложеним тереном и још много тога. Соларна енергија елиминише потребу за потрошњом горива и производњом електричне енергије на лицу места, што је добро у складу са дугорочним енергетским стратегијама.
У поређењу са конвенционалном производњом топлотне енергије, фотонапонска производња електричне енергије има неколико предности:
1: Нема инхерентних опасности
2: Потпуно безбедан и поуздан, без буке и загађења
3: Отпоран на географска ограничења, погодан за различите локације
4: Независно од горива, елиминишући потребу за производњом електричне енергије на лицу места
5: Нуди енергију високог квалитета
6: Емоционално прихваћен од стране корисника
7: Брзи циклус изградње и исплатива производња енергије
Међутим, производња соларних панела може бити енергетски интензивна и штетна по животну средину. Тренутна производња соларних панела, иако је корисна за свет, може загађивати споља док контаминира у земљи. Израда соларног панела димензија 1м к 1,5м захтева сагоревање преко 40 кг угља, док најефикасније кинеске термоелектране могу да произведу 130 кВх електричне енергије са истом количином угља. Штавише, изазови укључују:
1: Ниска густина енергије која захтева екстензивну употребу земљишта
2: Променљива производња енергије на основу метеоролошких услова
3: Већи трошак производње у поређењу са топлотном снагом
4: Еколошки неприкладни производни процеси за фотонапонске панеле
Самостална фотонапонска производња енергије, позната и као производња фотонапонске енергије ван мреже, састоји се од соларних панела, контролера и батерија. У случајевима који захтевају напајање наизменичном струјом, инвертер је неопходан. Служи апликацијама као што су сеоско напајање у удаљеним областима, соларни системи за напајање домаћинстава, напајање комуникационим сигналом, катодна заштита и соларно улично осветљење.
Производња фотонапонске енергије повезана са мрежом претвара једносмерну струју из соларних панела у електричну енергију наизменичне струје која испуњава стандарде општинске електричне мреже преко инвертера повезаних на мрежу. Ова класификација укључује системе са и без складиштења батерија.
Системи повезани на мрежу са батеријама нуде подесиве карактеристике и могу се повезати или искључити из електричне мреже по потреби. Они могу деловати као резервна копија у хитним случајевима током нестанка струје. Такви системи се често инсталирају у стамбеним зградама. С друге стране, системи повезани на мрежу без батерија обезбеђују планирање напајања и резервне функције и обично се користе за веће инсталације.
Дистрибуирана фотонапонска производња електричне енергије подразумева мале фотонапонске системе на или близу корисничких локација како би се задовољиле специфичне енергетске потребе или ојачала постојећа електрична мрежа. Састоји се од компоненти као што су фотонапонски панели, носачи, ДЦ разводне кутије, претварачи повезани на мрежу и дистрибутивни ормарићи наизменичне струје. Радећи под сунчевим зрачењем, овај систем претвара соларну енергију у једносмерну енергију и прилагођава енергетски биланс повезивањем на мрежу.
