Conoscenze essenziali sulla generazione di energia solare fotovoltaica

1. La composizione e il principio di impianto solare fotovoltaico

IL impianto solare fotovoltaico è costituito dalle seguenti tre parti: componenti delle celle solari; regolatori di carica e scarica, inverter, strumenti di prova e monitoraggio del computer e altri dispositivi di potenza apparecchiature elettroniche E batterie o altre apparecchiature di accumulo di energia e di generazione di energia ausiliaria.

Impianti solari fotovoltaici hanno le seguenti caratteristiche:

Nessuna parte rotante, nessun rumore;
Nessun inquinamento atmosferico, nessuna acqua reflua;
Nessun processo di combustione, nessun carburante richiesto;
Manutenzione semplice e bassi costi di manutenzione;
Buona affidabilità e stabilità operativa;

La cella solare, in quanto componente chiave, ha una lunga durata utile: la durata della cella solare in silicio cristallino può superare i 25 anni;

È facile aumentare la produzione di energia in base alle necessità.

Impianti fotovoltaici sono ampiamente utilizzati e le forme di base delle applicazioni dei sistemi fotovoltaici possono essere suddivise in due categorie: indipendenti sistemi di generazione di energia e connesso alla rete sistemi di generazione di energiaI principali campi di applicazione sono principalmente aeromobili aerospaziali, sistemi di comunicazione, stazioni di ripetizione microonde, giradischi TV, pompe idrauliche fotovoltaiche e elettrodomestici. Alimentazione elettrica in aree senza elettricità e carenze di energia. Con le esigenze di sviluppo tecnologico e sviluppo sostenibile dell'economia mondiale, i paesi sviluppati hanno iniziato a promuovere la generazione di energia fotovoltaica urbana collegata alla rete in modo pianificato, principalmente costruendo sistemi di generazione di energia fotovoltaica sui tetti delle abitazioni e sistemi di generazione di energia centralizzati su larga scala collegati alla rete a livello di MW. L'applicazione di impianti solari fotovoltaici è stato promosso con vigore nei trasporti e nell'illuminazione urbana.

La scala e la forma di applicazione di impianti fotovoltaici sono diversi. Ad esempio, la scala del sistema è molto ampia, spaziando da luci solari da giardino da 0,3-2 W a luci da MW di livello centrali solari fotovoltaiche, come l'apparecchiatura di generazione di energia da tetto per uso domestico da 3,75 kWp e il progetto Dunhuang da 10 MW. Anche le sue forme di applicazione sono varie e può essere ampiamente utilizzato in molti campi, come applicazioni domestiche, di trasporto, di comunicazione e spaziali. Sebbene i sistemi fotovoltaici varino in termini di dimensioni, la loro composizione e i loro principi di funzionamento sono fondamentalmente gli stessi. La Figura 4-1 è uno schema di un tipico sistema fotovoltaico che fornisce un carico CC. Contiene diversi componenti principali nel sistema fotovoltaico:

Array quadrato di moduli fotovoltaici: è composto da elementi di celle solari (chiamati anche moduli di celle fotovoltaiche) in serie e parallelo in base ai requisiti del sistema. Converte l'energia solare in energia elettrica per l'uscita sotto l'irradiazione solare. È il componente principale del sistema solare fotovoltaico.

Magazzinaggio batteria: immagazzina l'energia elettrica generata dall'elemento della cella solare e rilascia l'energia elettrica immagazzinata per soddisfare la richiesta di energia del carico quando la luce è insufficiente o di notte, o quando la richiesta del carico è maggiore della potenza generata dall'elemento della cella solare. È la batteria di accumulo del impianto solare fotovoltaico. parti capaci. Attualmente, le batterie al piombo sono comunemente utilizzate nei sistemi solari fotovoltaici. Per i sistemi con requisiti più elevati, le batterie sigillate regolate da valvola a scarica profonda batterie al piombo, vengono solitamente utilizzate batterie al piombo-acido ad assorbimento di liquido a scarica profonda, ecc.

Regolatore: regola e controlla le condizioni di carica e scarica della batteria. batteria, e controlla la potenza in uscita dell'elemento della cella solare e della batteria al carico in base alla richiesta di potenza del carico. È la parte di controllo principale dell'intero sistema. Con lo sviluppo del solare nell'industria fotovoltaica, le funzioni del controller stanno diventando sempre più potenti e c'è una tendenza a integrare la parte di controllo tradizionale, invertitore e sistema di monitoraggio. Ad esempio, i controller delle serie SPP e SMD di AES integrano le tre funzioni sopra menzionate.

Inverter: Nel solare fotovoltaico sistema di alimentazione, in presenza di un carico CA, viene utilizzato un dispositivo inverter per convertire la potenza CC generata dall'elemento della cella solare o la potenza CC rilasciata dalla batteria nella potenza CA richiesta dal carico.

Il principio di funzionamento di base del solare fotovoltaico sistema di alimentazione è caricare la batteria con l'energia elettrica generata dall'elemento della cella solare tramite il controllo del controller sotto l'irradiazione della luce solare, o fornire direttamente energia al carico quando viene soddisfatta la richiesta del carico. Quindi, la batteria fornisce energia al carico CC sotto il controllo del controller. Per un sistema fotovoltaico contenente un carico CA, è necessario aggiungere un inverter per convertire l'energia CC in energia CA. L'applicazione dei sistemi fotovoltaici assume molte forme, ma i principi di base sono simili. Per altri tipi di sistemi fotovoltaici, il meccanismo di controllo e i componenti del sistema sono diversi solo in base alle esigenze effettive e diversi tipi di sistemi fotovoltaici saranno descritti in dettaglio di seguito.

2. Classificazione e introduzione degli impianti fotovoltaici

In genere, i sistemi fotovoltaici sono suddivisi in sistemi indipendenti, sistemi collegati alla rete e sistemi ibridi. In base al modulo di domanda, alla scala di applicazione e al tipo di carico del sistema fotovoltaico, il sistema fotovoltaico sistema di alimentazione può essere suddiviso nei seguenti sei tipi: piccolo sistema di alimentazione solare (Small DC); semplice sistema DC (Simple DC system) DC); grande sistema di alimentazione solare (Large DC); sistema di alimentazione AC, DC (AC/DC); sistema collegato alla rete (Utility Grid Connect); ibrido sistema di alimentazione (Ibrido); sistema ibrido connesso alla rete.

La generazione di energia fotovoltaica è una tecnologia di componenti elettronici che utilizza l'effetto fotovoltaico dell'interfaccia semiconduttore per convertire direttamente l'energia luminosa in energia elettrica. Il componente chiave di questa tecnologia è la cella solare. Dopo che le celle solari sono collegate in serie, possono essere confezionate e protette per formare un elemento di cella solare di ampia superficie, quindi combinate con componenti come un regolatore di potenza per formare un dispositivo di generazione di energia fotovoltaica. Il vantaggio del fotovoltaico produzione di energia è che è meno limitato dalle aree geografiche, perché il sole splende sulla terra; il sistema fotovoltaico ha anche i vantaggi della sicurezza e dell'affidabilità, niente rumore, basso inquinamento, non c'è bisogno di consumare carburante e di erigere linee di trasmissione, e può generare elettricità e potenza localmente, e il periodo di costruzione è breve.

Fotovoltaico energia la generazione si basa sul principio dell'effetto fotovoltaico, utilizzando solare celle per convertire direttamente l'energia solare in energia elettricaIndipendentemente dal fatto che venga utilizzato in modo indipendente o collegato alla rete, il sistema di generazione di energia fotovoltaica è composto principalmente da tre parti: pannelli solari (componenti), controller e inverter. Sono composti principalmente da componenti elettronici e non coinvolgono parti meccaniche. Pertanto, le apparecchiature di generazione di energia fotovoltaica sono estremamente raffinate, affidabili e stabili, di lunga durata, di facile installazione e manutenzione. In teoria, produzione di energia fotovoltaica la tecnologia può essere utilizzata in qualsiasi occasione che richieda energia, che va dalle astronavi, fino all'energia domestica, dalle grandi alle centrali elettriche da megawatt, dalle piccole ai giocattoli, l'energia fotovoltaica è ovunque. I componenti più basilari della generazione di energia solare fotovoltaica sono le celle solari (fogli), tra cui silicio monocristallino, silicio policristallino, silicio amorfo e celle a film sottile. Attualmente, le batterie monocristalline e policristalline sono le più utilizzate, e le batterie amorfe sono utilizzate in alcuni piccoli sistemi e fonti di energia ausiliarie per calcolatrici.