Il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka hija teknoloġija li tikkonverti direttament l-enerġija ħafifa f'enerġija elettrika billi tuża l-effett fotovoltajku tal-interface tas-semikondutturi. L-element ewlieni ta 'din it-teknoloġija huwa ċ-ċellula solari. Wara li ċ-ċelloli solari jkunu konnessi f'serje, jistgħu jiġu ppakkjati u protetti biex jiffurmaw modulu ta 'ċelloli solari ta' żona kbira, u mbagħad ikkombinati ma 'kontrolluri tal-enerġija u komponenti oħra biex jiffurmaw apparat ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija fotovoltajka.
1 Effett fotovoltajku
Jekk id-dawl jolqot ċellula solari u d-dawl jiġi assorbit fis-saff tal-interface, fotoni b'enerġija suffiċjenti jistgħu jeċitaw elettroni minn bonds kovalenti kemm fis-silikon tat-tip P kif ukoll f'dak tat-tip N, li jirriżulta f'pari ta 'toqob tal-elettroni. L-elettroni u t-toqob ħdejn is-saff tal-interface se jkunu separati minn xulxin bl-effett tal-kamp elettriku tal-ħlasijiet tal-ispazju qabel ir-rikombinazzjoni. L-elettroni jimxu lejn ir-reġjun U t-toqob N iċċarġjati b'mod pożittiv lejn ir-reġjun P iċċarġjat b'mod negattiv. Is-separazzjoni tal-ċarġ permezz tas-saff tal-interface tiġġenera vultaġġ li jista 'jitkejjel' il barra bejn ir-reġjuni P u N. F'dan iż-żmien, l-elettrodi jistgħu jiżdiedu maż-żewġ naħat tal-wejfer tas-silikon u konnessi ma 'voltmeter. Għal ċelloli solari tas-silikon kristallin, il-valur tipiku tal-vultaġġ taċ-ċirkwit miftuħ huwa 0.5 sa 0.6V. Iktar ma jkun hemm pari ta 'toqob tal-elettroni ġġenerati mid-dawl fuq is-saff tal-interface, iktar ikun kbir il-fluss tal-kurrent. Iktar ma tkun kbira l-enerġija ħafifa assorbita mis-saff tal-interface, iktar ikun kbir is-saff tal-interface, jiġifieri ż-żona taċ-ċellula, u iktar ma tkun kbira l-kurrent iffurmat fiċ-ċellula solari.
2. Prinċipju
Id-dawl tax-xemx jiddi fuq il-junction tas-semikondutturi p-n biex jifforma par ġdid ta 'toqba-elettron. Taħt l-azzjoni tal-kamp elettriku tal-junction p-n, it-toqob joħorġu mir-reġjun n għar-reġjun p, u l-elettroni jiċċirkolaw mir-reġjun p għar-reġjun n. Wara li ċ-ċirkwit jinxtegħel, jiġi ffurmat kurrent. Dan huwa kif jaħdmu ċ-ċelloli solari b'effett fotoelettriku.
Hemm żewġ modi ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija solari, waħda hija konverżjoni ta 'dawl-elettriku, u l-ieħor huwa konverżjoni diretta ta' elettriku ħafif.
(1) Il-metodu ta 'konverżjoni elettrika tas-sħana ħafifa jiġġenera l-elettriku billi juża l-enerġija termali ġġenerata mir-radjazzjoni solari. Ġeneralment, il-kollettur solari jikkonverti l-enerġija termali assorbita fil-fwar tal-mezz tax-xogħol, u mbagħad imexxi t-turbina tal-fwar biex jiġġenera l-elettriku. Il-proċess preċedenti huwa proċess ta 'konverżjoni ħafif għas-sħana; dan il-proċess tal-aħħar huwa proċess ta' konverżjoni mis-sħana għall-elettriku, li huwa l-istess bħall-ġenerazzjoni ordinarja tal-enerġija termali. L-iżvantaġġ tal-ġenerazzjoni tal-enerġija termali solari huwa li l-effiċjenza hija baxxa ħafna u l-ispiża hija għolja. Huwa stmat li l-investiment tiegħu huwa mill-inqas ogħla minn dak tal-ġenerazzjoni ordinarja tal-enerġija termali. L-impjanti tal-enerġija jiswew 5 sa 10 darbiet aktar.
(2) Metodu ta 'konverżjoni diretta light-to-electricity Dan il-metodu juża l-effett fotoelettriku biex jikkonverti direttament l-enerġija tar-radjazzjoni solari f'enerġija elettrika. L-apparat bażiku għall-konverżjoni mid-dawl għall-elettriku huwa ċelloli solari. Ċellula solari hija apparat li jikkonverti direttament l-enerġija tad-dawl tax-xemx f'enerġija elettrika minħabba l-effett fotovoltajku. Huwa fotodijowd semikonduttur. Meta x-xemx tiddi fuq il-fotodijowd, il-fotodijowd jikkonverti l-enerġija ħafifa tax-xemx f'enerġija elettrika u jiġġenera l-elettriku. Kurrenti. Meta ħafna ċelloli huma konnessi f'serje jew b'mod parallel, jista 'jsir firxa ta' ċelloli solari b'qawwa ta 'ħruġ relattivament kbira. Iċ-ċelloli solari huma tip ġdid promettenti ta 'sors ta' enerġija bi tliet vantaġġi ewlenin: permanenza, indafa u flessibilità. Iċ-ċelloli solari għandhom ħajja twila ta 'servizz. Sakemm teżisti x-xemx, iċ-ċelloli solari jistgħu jintużaw għal żmien twil b'investiment wieħed; u l-enerġija termali, il-ġenerazzjoni tal-enerġija nukleari. B'kuntrast, iċ-ċelloli solari ma jikkawżawx tniġġis ambjentali.
3. kompożizzjoni tas-sistema
Is-sistema ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija fotovoltajka hija magħmula minn matriċi ta 'ċelloli solari, pakketti ta' batteriji, kontrolluri ta 'ċarġ u ta' skarika, invertituri, kabinetti tad-distribuzzjoni tal-enerġija AC, sistemi ta 'kontroll ta' traċċar tax-xemx u tagħmir ieħor. Uħud mill-funzjonijiet tat-tagħmir tiegħu huma:
firxa ta 'batterija
Meta jkun hemm dawl (kemm jekk huwa dawl tax-xemx jew dawl iġġenerat minn illuminanti oħra), il-batterija tassorbi l-enerġija ħafifa, u l-akkumulazzjoni ta 'ħlasijiet tas-sinjal oppost isseħħ fiż-żewġt itruf tal-batterija, jiġifieri, jiġi ġġenerat "vultaġġ fotoġenerat", li huwa l- "effett fotovoltajku". Taħt l-azzjoni tal-effett fotovoltajku, iż-żewġt itruf taċ-ċellula solari jiġġeneraw forza elettromotiva, li tikkonverti l-enerġija ħafifa f'enerġija elettrika, li hija apparat li konverżjoni tal-enerġija. Iċ-ċelloli solari huma ġeneralment ċelloli tas-silikon, li huma maqsuma fi tliet tipi: ċelloli solari tas-silikon monokristallini, ċelloli solari tas-silikon polikristallini u ċelloli solari tas-silikon amorfu.
Pakkett tal-batterija
Il-funzjoni tiegħu hija li jaħżen l-enerġija elettrika emessa mill-firxa taċ-ċelloli solari meta jkun imdawwal u li jforni l-enerġija lit-tagħbija fi kwalunkwe ħin. Ir-rekwiżiti bażiċi għall-pakkett tal-batterija użat fil-ġenerazzjoni tal-enerġija taċ-ċelloli solari huma: a. rata baxxa ta 'awto-discharge; b. il-ħajja twila tas-servizz; c. kapaċità qawwija ta ' ħelsien fond; d. effiċjenza għolja tal-iċċarġjar; e. inqas manutenzjoni jew mingħajr manutenzjoni; f. temperatura tax-xogħol Firxa wiesgħa; g. prezz baxx.
Kontrollur
Huwa apparat li jista 'awtomatikament jipprevjeni l-batterija milli tiaħam żejjed u tissigja żżejjed. Peress li n-numru ta 'ċikli ta' ċarġ u skariku u l-fond ta 'skarika tal-batterija huma fatturi importanti fid-determinazzjoni tal-ħajja tas-servizz tal-batterija, kontrollur ta' ċarġ u skariku li jista 'jikkontrolla l-ħlas żejjed jew id-disċarġ żejjed tal-pakkett tal-batterija huwa apparat essenzjali.
Invertitur
Apparat li jikkonverti kurrent dirett għal kurrent alternanti. Peress li ċ-ċelloli u l-batteriji solari huma sorsi ta 'enerġija DC,
Meta t-tagħbija tkun tagħbija AC, inverter huwa essenzjali. Skond il-mod ta 'operazzjoni, l-invertituri jistgħu jinqasmu f'invertituri ta' operazzjoni indipendenti u invertituri konnessi mal-grilja. Invertituri awtonomi jintużaw f'sistemi tal-enerġija taċ-ċelloli solari awtonomi biex iħaddmu tagħbijiet awtonomi. Invertituri konnessi mal-grilja jintużaw għal sistemi ta' ġenerazzjoni ta' enerġija ta' ċelloli solari konnessi mal-grilja. L-inverter jista 'jinqasam f'inverter tal-mewġ kwadru u inverter tal-mewġ sine skont il-forma tal-mewġa tal-ħruġ. L-inverter tal-mewġ kwadru għandu ċirkwit sempliċi u bi prezz baxx, iżda għandu komponent armoniku kbir. Ġeneralment jintuża f'sistemi taħt diversi mijiet ta 'watts u b'rekwiżiti armoniċi baxxi. Invertituri tal-mewġ Sine huma għaljin, iżda jistgħu jiġu applikati għal diversi tagħbijiet.
4. Klassifikazzjoni tas-sistema
Is-sistema ta' ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka hija maqsuma f'sistema indipendenti ta' ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka, sistema ta' ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka konnessa mal-grilja u sistema distribwita ta' ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka.
1. Il-ġenerazzjoni indipendenti ta 'l-enerġija fotovoltajka tissejjaħ ukoll ġenerazzjoni ta' enerġija fotovoltajka off-grid. Huwa magħmul prinċipalment minn komponenti taċ-ċelloli solari, kontrolluri, u batteriji. Biex tforni l-enerġija lit-tagħbija AC, inverter AC jeħtieġ li jiġi kkonfigurat. Impjanti tal-enerġija fotovoltajċi indipendenti jinkludu sistemi ta 'provvista ta' enerġija tar-raħal f'żoni remoti, sistemi ta 'provvista ta' enerġija tad-dar solari, provvisti ta 'enerġija ta' sinjal ta 'komunikazzjoni, protezzjoni katodika, dwal tat-toroq solari u sistemi oħra ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija fotovoltajka b'batteriji li jistgħu joperaw b'mod indipendenti.
2. Il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka mqabbda mal-grilja tfisser li l-kurrent dirett iġġenerat mill-moduli solari jiġi kkonvertit f'kurrent alternanti li jissodisfa r-rekwiżiti tal-grilja tal-mejns permezz tal-inverter imqabbad mal-grilja u mbagħad imqabbad direttament mal-grilja pubblika.
Jista 'jinqasam f'sistemi ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija konnessi mal-grilja bi u mingħajr batteriji. Is-sistema ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija konnessa mal-grilja bil-batterija hija schedulable u tista 'tiġi integrata jew irtirata mill-grilja tal-enerġija skont il-ħtiġijiet. Għandu wkoll il-funzjoni ta 'provvista ta' enerġija ta 'riżerva, li tista' tipprovdi provvista ta 'enerġija ta' emerġenza meta l-grilja tal-enerġija tinqata 'għal xi raġuni. Sistemi ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija konnessi mal-grilja fotovoltajka b'batteriji spiss jiġu installati f'bini residenzjali; sistemi ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija konnessi mal-grilja mingħajr batteriji m'għandhomx il-funzjonijiet ta 'dispaċċ u qawwa ta' riżerva, u ġeneralment huma installati fuq sistemi akbar. Il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka konnessa mal-grilja ċċentralizzat impjanti tal-enerġija fotovoltajċi konnessi mal-grilja fuq skala kbira, li ġeneralment huma impjanti tal-enerġija fil-livell nazzjonali. Madankollu, dan it-tip ta 'power station ma żviluppax ħafna minħabba l-investiment kbir tiegħu, il-perjodu twil ta' kostruzzjoni u ż-żona kbira. Fotovoltajċi distribwiti konnessi mal-grilja fuq skala żgħira, speċjalment il-ġenerazzjoni fotovoltajka integrata tal-enerġija fotovoltajka għall-bini, huma l-mainstream tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka konnessa mal-grilja minħabba l-vantaġġi ta 'investiment żgħir, kostruzzjoni mgħaġġla, impronta żgħira, u appoġġ qawwi ta' politika.
3. Sistema ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija fotovoltajka distribwita, magħrufa wkoll bħala ġenerazzjoni ta 'enerġija distribwita jew provvista ta' enerġija distribwita, tirreferi għall-konfigurazzjoni ta 'sistema iżgħar ta' provvista ta 'enerġija fotovoltajka fis-sit ta' l-utent jew ħdejn is-sit ta 'l-enerġija biex tissodisfa l-ħtiġijiet ta' utenti speċifiċi u tappoġġja t-tħaddim ekonomiku eżistenti tan-netwerk ta 'distribuzzjoni, jew tissodisfa r-rekwiżiti taż-żewġ aspetti fl-istess ħin.
4. It-tagħmir bażiku tas-sistema distribwita tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka jinkludi komponenti taċ-ċelloli fotovoltajċi, parentesi ta 'matriċi kwadri fotovoltajċi, kaxxi tal-combiner DC, kabinetti tad-distribuzzjoni tal-enerġija DC, invertituri konnessi mal-grilja, kabinetti tad-distribuzzjoni tal-enerġija AC u tagħmir ieħor, kif ukoll apparat ta' monitoraġġ tas-sistema tal-provvista tal-enerġija u Apparat ta 'monitoraġġ ambjentali. Il-mod ta 'tħaddim tiegħu huwa li taħt il-kundizzjoni tar-radjazzjoni solari, il-firxa tal-modulu taċ-ċelloli solari tas-sistema tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka tikkonverti l-enerġija elettrika tal-ħruġ mill-enerġija solari, u tibgħatha lill-kabinett tad-distribuzzjoni tal-enerġija DC permezz tal-kaxxa tal-għaqqad DC, u l-inverter konness mal-grilja jikkonvertiha fi provvista ta' enerġija AC. Il-bini nnifsu huwa mgħobbi, u l-elettriku żejjed jew insuffiċjenti huwa rregolat mill-konnessjoni mal-grilja.
5. Vantaġġi u żvantaġġi
Meta mqabbel mas-sistemi ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija użati b'mod komuni, il-vantaġġi tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka solari huma prinċipalment riflessi fi:
L-enerġija solari tissejjaħ l-iktar enerġija ġdida ideali. (1)L-ebda periklu ta' tnaqqis; (2)Sikuri u affidabbli, l-ebda storbju, l-ebda skariku ta 'tniġġis, assolutament nadif (l-ebda tniġġis); (3)Mhuwiex limitat mid-distribuzzjoni ġeografika tar-riżorsi, u jistgħu jintużaw il-vantaġġi tas-soqfa tal-bini; (4)M'hemmx għalfejn tikkonsma fjuwil u twaqqaf linji ta 'trasmissjoni Il-ġenerazzjoni tal-enerġija lokali u l-provvista ta' enerġija; (5) Kwalità għolja ta 'enerġija; (6)L-utenti huma faċli li jaċċettaw emozzjonalment; (7)Il-perjodu ta' kostruzzjoni huwa qasir, u ż-żmien li tieħu biex tinkiseb l-enerġija huwa qasir.
Nuqqas:
(1)Id-densità tad-distribuzzjoni tal-enerġija tal-irradjazzjoni hija żgħira, jiġifieri tieħu żona enormi; (2)L-enerġija miksuba hija relatata mal-erba' staġuni, il-jum u l-lejl, is-sħab u x-xemx u kundizzjonijiet meteoroloġiċi oħrajn. L-użu tal-enerġija solari biex tiġġenera l-elettriku għandu spejjeż għoljin tat-tagħmir, iżda r-rata ta 'utilizzazzjoni tal-enerġija solari hija baxxa, u għalhekk ma tistax tintuża ħafna. Jintuża prinċipalment f'xi ambjenti speċjali, bħas-satelliti.
6. Żoni ta 'applikazzjoni
1. Provvista ta 'enerġija solari utent: (1) Provvista ta' enerġija żgħira li tvarja minn 10-100W, użata f'żoni remoti mingħajr elettriku bħal plateaus, gżejjer, żoni pastorali, postijiet tal-fruntiera u elettriku militari u ta 'ħajja ċivili ieħor, bħal dawl, TV, tape recorders, eċċ.; (2) Sistema ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija konnessa mal-grid tal-bjut tad-dar ta '3 -5KW; (3) Pompa fotovoltajka tal-ilma: issolvi l-problema tax-xorb u l-irrigazzjoni tal-bjar fondi f'żoni mingħajr elettriku.
2. Oqsma tat-traffiku bħal dwal tan-navigazzjoni, dwal tas-sinjali tat-traffiku / tal-ferroviji, dwal ta 'twissija tat-traffiku / sinjal, dwal tat-toroq Yuxiang, dwal li jixjqfu f'altitudni għolja, awtostrada / kabini tat-telefon mingħajr fili tal-ferrovija, provvista ta ' enerġija shift tat-triq waħedha , eċċ.
3. Qasam ta 'komunikazzjoni / komunikazzjoni: stazzjon tar-relay microwave li waħdu solari, stazzjon tal-manutenzjoni tal-kejbil ottiku, sistema ta' provvista ta 'enerġija tax-xandir / komunikazzjoni / paging; sistema fotovoltajka tat-telefon tat-trasportatur rurali, magna żgħira tal-komunikazzjoni, provvista tal-enerġija tal-GPS għas-suldati, eċċ.
4. Oqsma taż-żejt, tal-baħar u meteoroloġiċi: sistema ta 'enerġija solari ta' protezzjoni katodika għal pipelines taż-żejt u xtiebi tal-ġibjun, provvista ta 'enerġija ta' ħajja u emerġenza għal pjattaformi tat-tħaffir taż-żejt, tagħmir ta 'skoperta tal-baħar, tagħmir ta' osservazzjoni meteoroloġika / idroloġika, eċċ.
5. Provvista ta 'enerġija għal lampi tad-dar: bħal lampi tal-ġnien, lampi tat-toroq, lampi portabbli, lampi tal-kampeġġ, bozoz tal-muntanji, lampi tas-sajd, lampi tad-dawl iswed, lampi ta' tapping, lampi li jiffrankaw l-enerġija, eċċ.
6. stazzjon ta ' l-enerġija fotovoltajka: power station indipendenti fotovoltajka 10KW-50MW, power station komplementari wind-solari (diesel), diversi stazzjonijiet ta ' l-iċċarġjar ta ' l-impjant ta ' parkeġġ kbar, eċċ.
7. Il-bini solari jgħaqqad il-ġenerazzjoni tal-enerġija solari ma 'materjali tal-bini biex jippermetti bini kbir fil-futur jikseb awtosuffiċjenza fl-elettriku, li hija direzzjoni ewlenija għall-iżvilupp fil-futur.
8. Oqsma oħra jinkludu: (1) Tqabbil ma 'karozzi: vetturi solari / vetturi elettriċi, tagħmir għall-iċċarġjar tal-batterija, kondizzjonaturi tal-arja tal-karozzi, fannijiet tal-ventilazzjoni, kaxxi tax-xorb kiesaħ, eċċ.; (2) sistemi ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija riġenerattiva għall-produzzjoni tal-idroġenu solari u ċ-ċelloli tal-fjuwil; (3) provvista ta 'enerġija ta' tagħmir ta 'Desalinizzazzjoni ta' ilma baħar; (4) Satelliti, inġenji spazjali, impjanti tal-enerġija solari spazjali, eċċ.