Fotovoltaický systém výroby energie
Aug 04, 2023
Predstaviť
——
Fotovoltaický alebo fotovoltaický systém na výrobu energie je systém na výrobu energie, ktorý využíva fotovoltaický efekt polovodičových materiálov na premenu slnečnej radiačnej energie na elektrickú energiu. Energia fotovoltaických systémov na výrobu elektriny pochádza z nevyčerpateľnej slnečnej energie, ktorá je čistým, bezpečným a obnoviteľným zdrojom energie. Proces výroby fotovoltaickej energie neznečisťuje životné prostredie ani nepoškodzuje ekológiu.
Fotovoltické systémy na výrobu elektriny sa delia na nezávislé fotovoltické systémy a fotovoltické systémy pripojené do siete. Fotovoltaický systém výroby energie sa skladá z polí solárnych článkov, batérií, regulátorov nabíjania a vybíjania, invertorov, rozvodných skríň striedavého prúdu, riadiacich systémov solárneho sledovania a ďalších zariadení.
histórie
——
Heinrich Hertz prvýkrát objavil fotoelektrický efekt v roku 1887 a Albert Einstein vysvetlil tento jav v roku 1905. Fotovoltaické (PV) systémy využívajú fotoelektrický efekt polovodičových materiálov na priamu premenu svetla na elektrickú energiu. Zloženie polovodičov a intenzita a vlnová dĺžka efektívneho slnečného žiarenia prijímaného fotovoltaickými zariadeniami môžu ovplyvniť výrobu energie vo fotovoltaických zariadeniach (Hertz, 1887; Einstein, 1905). V roku 1954 vyvinuli traja výskumníci z Bell Labs prvý praktický „solárny článok“. Táto batéria dokáže premeniť 6 percent dopadajúcej slnečnej energie na elektrickú energiu (Pedin, 2004). S neustálym pokrokom vo výskume a vývoji sa zlepšila aj účinnosť konverzie fotovoltaických zariadení.
klasifikácia
——
Solárne fotovoltaické systémy na výrobu elektriny možno rozdeliť do dvoch kategórií na základe ich vzťahu s energetickými systémami: nezávislé fotovoltaické systémy na výrobu elektriny a fotovoltaické systémy na výrobu elektriny pripojené k sieti.
Nezávislý fotovoltaický systém výroby energie
Nezávislý fotovoltaický systém výroby energie sa skladá zo solárneho fotovoltaického systému, akumulátora, regulátora nabíjania, výkonového elektronického meniča (invertoru), záťaže atď. Jeho pracovný princíp spočíva v tom, že energia slnečného žiarenia sa najskôr premení na elektrickú energiu prostredníctvom fotovoltaického systému a potom je záťaž po konverzii napájaná z výkonového elektronického meniča. Zároveň sa prebytočná elektrická energia po prechode regulátorom nabíjania ukladá do zásobníka energie vo forme chemickej energie. Týmto spôsobom, keď je slnečné svetlo nedostatočné, energia uložená v batérii sa môže premeniť na elektrickú energiu AC 220 V, 50 Hz pre AC záťaže po zosilnení výkonovými elektronickými invertormi, filtrami a transformátormi výkonovej frekvencie. Charakteristickým znakom výroby solárnej energie je výroba elektriny počas dňa, pričom záťaž sa často využíva 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Preto sú komponenty na ukladanie energie nevyhnutné v nezávislých fotovoltaických systémoch na výrobu energie a hlavné komponenty na ukladanie energie používané v strojárstve sú batérie.
FV systém pripojený k sieti
Fotovoltaický systém na výrobu elektrickej energie pripojený k sieti pozostáva z fotovoltaického systému, vysokofrekvenčného DC/DC boostovacieho obvodu, výkonového elektronického meniča (invertora) a časti monitorovania systému. Jeho pracovný princíp spočíva v tom, že energia slnečného žiarenia je premieňaná fotovoltaickým systémom, potom transformovaná na vysokonapäťový jednosmerný prúd po vysokofrekvenčnej jednosmernej konverzii a potom po invertovaní dodáva do siete sínusový striedavý prúd s rovnakou frekvenciou ako sieťové napätie. pomocou výkonového elektronického meniča.
Najväčší rozdiel medzi vyššie uvedenými dvoma fotovoltaickými systémami na výrobu elektriny je v tom, že fotovoltický systém na výrobu elektriny pripojený k sieti je priamo napojený na elektrickú sieť, takže prebytok elektriny z fotovoltického systému a paralelnej siete sa môže navzájom dopĺňať, čím sa eliminuje potrebné skladovanie energie. prvky, ako sú batérie v nezávislom systéme fotovoltaickej výroby energie, čo nielen znižuje náklady na systém, ale zabezpečuje aj spoľahlivosť systému. Zároveň je v lete intenzita slnečného žiarenia vysoká a fotovoltaický systém generuje viac energie, ktorá dokáže regulovať špičkové zaťaženie siete v lete. S rozsiahlou aplikáciou výroby solárnej fotovoltaickej energie a rapídnym poklesom ceny modulov solárnych článkov v posledných rokoch budú nepochybne širšie využívané systémy pripojené k sieti.
výhodu
——
1) Spoľahlivá prevádzka: Môže napájať normálne aj v drsnom prostredí a klimatických podmienkach.
2) Dlhá životnosť: Životnosť komponentov kryštalického kremíka je zvyčajne viac ako 25 rokov, zatiaľ čo životnosť komponentov amorfného kremíka je zvyčajne viac ako 20 rokov.
3) Nízke náklady na údržbu: Po dokončení je potrebný len malý počet zamestnancov na pravidelnú kontrolu a údržbu systému. V porovnaní s konvenčnými elektrárňami sú náklady na údržbu vysoké.
4) Prírodná energia: Energia je nevyčerpateľný zdroj slnečnej energie, bez potreby nákladov na energiu.
5) Žiadne hlukové znečistenie: Celý systém nemá žiadne mechanické pohyblivé časti a nevytvára hluk.
6) Modulárny: Vyberte kapacitu systému podľa potrieb, flexibilnú a pohodlnú inštaláciu a jednoduché rozšírenie.
7) Bezpečnosť: V systéme nie sú žiadne horľavé predmety a bezpečnostný výkon je vysoký.
8) Autonómne napájanie: Môže fungovať mimo siete, nezávisle napájať energiu a nie je ovplyvnené verejnou elektrickou sieťou.
9) Distribuovaná výroba energie: Distribuované fotovoltaické elektrárne môžu byť postavené tak, aby sa znížil dopad a poškodenie verejnej elektrickej siete.
10) Vysoká nadmorská výška: V oblastiach s vysokou nadmorskou výškou a silným slnečným žiarením je možné výstupný výkon systému ešte zvýšiť. (V porovnaní s výrobou fotovoltaickej energie vo vysokých nadmorských výškach je účinnosť dieselového generátora a výstupný výkon znížené v dôsledku nízkeho tlaku vzduchu.
Aplikačný scenár
——
Okrem tradičných solárnych elektrární a distribuovanej strešnej fotovoltaiky možno fotovoltaiku použiť aj v rôznych scenároch, ako je architektúra, poľnohospodárstvo, rybné hospodárstvo, verejné zariadenia, krajinná výstavba atď. ekonomický rozvoj a ekologická ochrana pri výrobe čistej elektriny; Na druhej strane tento spôsob efektívneho a intenzívneho využívania priestoru pomôže novým projektom rozvoja energetiky získať pôdne zdroje potrebné na výstavbu.
V čínskom okrese Zhongba sú všetky dodávky tepla v tomto kraji zabezpečené solárnou energiou. Čierna časť na ľavej strane obrázku je solárny kolektor s plochou 35 000 metrov štvorcových, rovnako ako bežne používaný ohrievač vody, ktorý dokáže premieňať slnečnú energiu na teplo. Zhromažďuje teplo a ukladá ho do farebnej nádoby na obrázku. Táto nádoba dokáže generovať teplo 24 hodín denne a zabezpečiť vykurovanie krajského mesta. Toto je 100 percent slnečnej energie, úplne nulový uhlík.
Fotovoltika plus ekologická obnova pôdy
Podľa štatistík Dohovoru Organizácie Spojených národov o boji proti dezertifikácii je celosvetová rozloha krajiny v extrémnom suchu a suchu asi 25 500 štvorcových kilometrov, čo predstavuje 17,2 percenta globálneho povrchu zeme. Okrem toho sa oblasť púšte každým rokom rozširuje. Neutralita degradácie pôdy (LDN) a ekologická obnova degradovanej pôdy boli vždy dôležitými problémami, ktorým Zem čelí. Pôda spôsobená dezertifikáciou síce musí byť opravená, no zároveň poskytuje veľké množstvo pôdnych zdrojov. Spojenie ekologickej obnovy dezertifikačnej pôdy s fotovoltaickou výstavbou preto prinesie rôzne výhody. Solárne panely v púšti nielenže poskytujú energiu, ale tiež znižujú množstvo slnečného žiarenia a odparovanie vody na zemi. Voda rozprášená pri čistení panelov batérií zvyšuje vlhkosť povrchu pôdy a podporuje rast a obnovu vegetácie. Solárne elektrárne v púšti môžu podporovať biologickú fixáciu uhlíka v pôde, kolonizáciu rastlín, zlepšiť biodiverzitu a obnoviť aktivitu pôdy, čo prispieva k ochrane vody a pôdy, odolnosti voči vetru a piesku, regulácii klímy a zlepšovaniu ekologického prostredia. Vlastníci pôdy po 25-ročnom prevádzkovom cykle fotovoltaických elektrární získajú kvalitnú pôdu s vyšším pokrytím vegetácie, zdravšiu pôdu, vyššiu produktivitu pôdy a výhody prenájmu pôdy počas obdobia užívania.
V súčasnosti takéto projekty „fotovoltaickej a ekologickej obnovy pôdy“ majú krajiny ako Pakistan a Egypt, ako aj Vnútorné Mongolsko, Shanxi, Qinghai, Ningxia a ďalšie regióny v Číne. Vezmite si ako príklad projekt ekologickej obnovy v povodí Qinghai Gonghe. Projekt s výkonom 850 MW pokrýva plochu 54 kilometrov štvorcových. Po výstavbe fotovoltaických elektrární sa vegetačné pokrytie územia pod a medzi fotovoltaickými panelmi výrazne zvýšilo a vegetačné pokrytie sa zvýšilo o 15 percent; Výrazne sa zlepšilo aj pokrytie vegetáciou v závlahových oblastiach fotovoltaickými vodnými čerpadlami. Vo výške 10 cm, 20 cm a 40 cm pod fotovoltaickým panelom sa obsah pôdnej vlhkosti zvýšil o 78 percent, 43 percent a 40 percent. V lete sa v porovnaní s predchádzajúcim rokom zvýšil obsah pôdnej organickej hmoty 11,6-krát a dusíka 11,3-krát a pôdne mikroorganizmy sa zvýšili, čím sa zlepšila produktivita pôdy. Výroba fotovoltaickej energie znížila emisie uhlíka približne o 1,2 milióna ton a vegetácia a organický uhlík v pôde tiež vytvorili určitý stupeň ukladania uhlíka. Oblasť elektrárne má významný regulačný vplyv na miestnu klímu: rýchlosť vetra vo fotovoltaickom parku sa znížila o 40,3 percenta v porovnaní s mimo parku; Relatívna vlhkosť vzduchu je o 2,8 percenta vyššia ako mimo parku. Má tiež regulačný účinok na teplotu pôdy.
Fotovoltika plus budova
Najväčšiu spotrebu energie v Európe má stavebníctvo, ktoré spotrebuje asi 40 percent energie a vypúšťa asi 36 percent skleníkových plynov. V súčasnosti je takmer 75 percent budov v Európskej únii energeticky úsporných. Ak budú existujúce budovy energeticky dovybavené, môže to ušetriť veľa energie, čo by malo znížiť celkovú spotrebu energie v EÚ o 5 až 6 percent a znížiť emisie oxidu uhličitého o 5 percent. V súčasnosti Európa vo veľkom propaguje projekty integrácie fotovoltaických budov. Kombinácia fotovoltaickej výstavby s budovami môže znížiť spotrebu pôdnych zdrojov. Európske krajiny najskôr odhadujú dostupnú plochu budov pri výstavbe projektov „fotovoltaické plus budovy“, aby sa maximalizovalo využitie plochy budovy. Z výsledkov rozsiahleho praktického nasadenia fotovoltaických systémov v metropolitnej oblasti Paríža je vidieť, že solárne panely môžu vďaka prekrytiu strechy zvýšiť potrebu tepla domácností v zime o 3 percentá, no v lete môže toto prekrytie zvýšiť znížiť spotrebu energie klimatizácie o 12 percent.
Lichtenštajnsko je veľmi typická krajina, ktorá ťaží z budovania fotovoltaiky. Táto krajina sa nachádza medzi Švajčiarskom a Rakúskom, má rozlohu len 160,5 štvorcových kilometrov a 38 244 ľudí. Lichtenštajnsko má malú pôdu a riedku populáciu, vysokú spotrebu energie na obyvateľa, vysokú spotrebu elektriny na obyvateľa a nízku mieru energetickej sebestačnosti. Je to však prvá krajina na svete, ktorej bolo dovolené nazývať sa „energetickou veľmocou“. Z pohľadu fotovoltaiky na obyvateľa Lichtenštajnsko v roku 2015 prekonalo Nemecko, ktoré bolo predtým na prvom mieste (s inštalovaným výkonom na obyvateľa 473 wattov) a získalo titul „šampión vo fotovoltike na obyvateľa“ od Solar Super State Association. s inštalovaným výkonom na obyvateľa 532 wattov. Stojí za zmienku, že všetky fotovoltické projekty v tejto krajine sú postavené na budovách. V podmienkach svetelných zdrojov v Lichtenštajnsku môže moderný fotovoltaický systém s plochou 40-50 štvorcových metrov približne pokryť spotrebu elektriny štvorčlennej rodiny a môže pokračovať vo výrobe elektriny približne 25 rokov, čo Lichtenštajnsku pomôže dosiahnuť sebestačnosť v elektrine domácností a poskytovanie časti elektriny priemyslu. 10. mája 2020 domáca výroba elektrickej energie v Lichtenštajnsku prekročila elektrickú záťaž krajiny, čo znamená po prvý raz v histórii, kedy krajina mala úplne sebestačnú elektrickú prevádzku bez potreby akejkoľvek externej energie. Aj keď ide o príležitostnú udalosť počas špeciálneho obdobia, ukazuje to aj možnosť krajiny spoliehať sa na vybudovanie fotovoltaiky, aby dosiahla energetickú nezávislosť. Aktuálnym verejným energetickým plánom krajiny je dosiahnuť do roku 2030 kapacitu fotovoltiky na obyvateľa 2,2 kilowattu a do roku 2050 aspoň 4,5 kilowattu. Všetky tieto fotovoltiky sú stále plánované na výstavbu a postavenie budovania fotovoltiky v krajine ďalej konsolidované.
Fotovoltika plus poľnohospodárstvo
„Fotovoltaika plus poľnohospodárstvo“ sa týka súčasného rozvoja výroby fotovoltaickej energie na lešení a činností poľnohospodárskej výroby na tom istom pozemku. Globálna plocha poľnohospodárskej pôdy je asi 500 miliónov štvorcových kilometrov, čo predstavuje 38 percent celkovej plochy pôdy. Približne jednu tretinu tvorí orná pôda, zvyšné dve tretiny tvoria trávnaté plochy a pasienky. Poľnohospodárska pôda zaberá veľké množstvo pôdneho fondu a či je možné tieto pozemky využiť ako úžitkové plochy na výstavbu fotovoltiky, bolo vždy kontroverzné. Na tento účel najväčšia výskumná inštitúcia solárnej energie v Európe, Fraunhofer ISE v Nemecku, spustila v roku 2015 poľnohospodársky a solárny integrovaný výskumný projekt APV RESOLA s cieľom otestovať vplyv fotovoltaických panelov na úrodu rôznych plodín, ako je ozimná pšenica, zeler. a zemiaky. Vedecká kontrola ukazuje, že kombinácia fotovoltaiky a pestovania zemiakov zvýši úrodu zemiakov o 3 percentá na hektár a poľnohospodárska pôda vyprodukuje 83 percent dodatočnej zelenej energie prostredníctvom fotovoltaiky a celková miera využitia pôdy sa zvýši o {{7 }} percent . Tento úspech bol ohlásený na medzinárodnej poľnohospodárskej fotovoltaickej konferencii AgriVoltaics, ktorú organizoval Fraunhofer Solar Systems Research Institute v Nemecku v októbri 2020. Režim „fotovoltaika plus poľnohospodárstvo“, ktorý kombinuje čistenie fotovoltaických panelov so zavlažovaním poľnohospodárskej pôdy, môže zlepšiť účinnosť vody. využívanie zdrojov a fotovoltaické panely môžu tiež zohrávať úlohu pri znižovaní nepriaznivého vplyvu nadmerného poludňajšieho svetla na plodiny a pri znižovaní vyparovania vody. Na základe integrovaných poľnohospodárskych a solárnych zariadení je možné vybrať vhodné plodiny na rozumné zavlažovanie. Inteligentný systém fotovoltaického napájania môže tiež zabezpečiť proces poľnohospodárskej výroby, dosiahnuť „fotovoltaický skleník plus inteligentnú výsadbu“ a zlepšiť ekonomiku a kvalitu poľnohospodárstva. Model „fotovoltaika plus poľnohospodárstvo“ rieši problém pozemkovej konkurencie medzi fotovoltaickou výstavbou a poľnohospodárskou výrobou a prostredníctvom niektorých intervenčných opatrení vo fotovoltaickej výstavbe zvyšuje úrodu plodín a zároveň v maximálnej možnej miere zabezpečuje výrobu fotovoltaickej energie, čím sa dosahuje kombinované využitie pôdy.
Ak si vezmeme ako príklad poľnohospodársku fotovoltaickú elektráreň nachádzajúcu sa na východnom brehu Žltej rieky v Ningxia, východný breh Žltej rieky v Ningxia bol kedysi jednou z najvážnejšie dezertifikovaných krajín s výškou nad priemernou hladinou mora 1200 metrov. , maximálny ročný úhrn zrážok 273 mm a ročný výpar 2722 mm. Všade bol žltý piesok a prach. Developerská spoločnosť vykonala ekologický manažment na 160 000 akroch (približne 10 666 hektárov) pôdy na rozširovanie púšte, postavila doplnkové poľnohospodárske a fotovoltaické elektrárne, plánovala vybudovať 3GWp fotovoltaickú výrobu elektriny a dokončila 1GWp fotovoltaickú výrobu elektrickej energie pripojenú do siete. V rovnakom čase sa realizoval reťazec zeleného priemyslu „výskum a vývoj, pestovanie a predaj spracovania“ vysokokvalitných organických plodov goji, ktoré poskytujú pracovné príležitosti pre miestneho 30 000 chudobných obyvateľov. Fotovoltaické moduly znižujú intenzitu žiarenia. „Fotovoltaické plus poľnohospodárstvo“ predlžuje obdobie kvitnutia Lycium barbarum v porovnaní s miestnym podobným Lycium barbarum o 5 týždňov a produkcia sa zvyšuje o 29 percent.
Fotovoltaika plus rybárstvo
Photovoltaic plus Fisheries "označuje výstavbu fotovoltaických elektrární so základom na vodnej hladine, ktoré vyrábajú elektrickú energiu a zároveň rozvíjajú rybolov pod fotovoltaickými panelmi. Ide o viacvývojový model kompozitného využitia priestorových zdrojov. Pre vodné produkty: po prvé, chladiace a tieniace účinky fotovoltaických modulov môžu znížiť spánkovú teplotu vodných produktov, znížiť odparovanie vody, zlepšiť mieru prežitia rýb, kreviet a krabov a znížiť inváziu rias; Po druhé, inteligentné systémy na dodávku fotovoltaickej energie môžu účinne kontrolovať podmienky vodných útvarov akvakultúry, ako je teplota vody a pH; Môže tiež dosiahnuť úspornú cirkuláciu vody, vypúšťanie znečistenia z dna bazéna, sterilizáciu a okysličovanie a diaľkovú detekciu, čím sa vytvára lepšie ekologické prostredie a neustále sa zlepšuje výnos a kvalita vodných produktov. Pre prevádzku na výrobu energie a šetrenie energie a znižovanie emisií má rybolov poháňaný fotovoltaikou nulové znečistenie, znižuje emisie prachu, oxidu uhličitého, oxidu siričitého a oxidov dusíka; Povrchovým fotovoltaickým elektrárňam sa dá vyhnúť aj škodám spôsobeným požiarmi, pohryznutím káblov zvieratami a inými situáciami. Súčasné zvýšenie produkcie rybolovu a úspory energie a zníženie emisií môže výrazne zvýšiť ekonomickú hodnotu na jednotku plochy pôdy.
Na základe údajov z integrovaného projektu Jiangsu Fishery and Light dosiahol výnos rybníkov s amurmi na jeden mu v rámci integrovaného projektu Fishery and Light 35550-39705 kg/ha, čo je oveľa viac ako priemerná úroveň miestnych konvenčných rybníky (18750 kg/ha). Nainštalujte 50 až 75 percent fotovoltaických modulov na 339 akrov vodnej plochy akvakultúry, zriaďte 10 megawattové integrované jazierko na rybolov a osvetlenie, vyrobte celkovo 13 miliónov kilowatthodín elektriny ročne, vyrobte 38300-kilowatthodín elektriny za rok aker za rok a generujú v priemere 3196-kilowatthodín elektriny na aker za mesiac. Rybo-zeleninová (ryžová) symbióza, využívajúca ryžu a vodný špenát na biologické ošetrenie, vyprodukovala spolu 194,48 kilogramov ryže a 3529 kilogramov vodného špenátu, pričom celkovo absorbovala 161,99 kilogramov dusíka, 27,63 kilogramov fosforu a 202,44 kilogramov draslíka a dosiahnutie dodatočnej výstupnej hodnoty takmer 4 000 juanov a zisku viac ako 3 000 juanov. Využitím organickej kombinácie fyzikálnej, biologickej purifikácie a technológie akvakultúry sme dosiahli cieľ „využívať ryby na kŕmenie vody a trávu na čistú vodu“ a účinne kontrolovať problém vnútorného a vonkajšieho znečistenia v akvakultúre. Miera degradácie SS je viac ako 80 percent a rýchlosť degradácie CHSK, TN a TP je viac ako 90 percent. Kvalita vyčistenej vody spĺňa štandard prvej úrovne „Požiadavky na vypúšťanie pre sladkovodnú vodu z rybníkov“ (SC/T9101-2007).
Naša spoločnosť sa zameriava na špičkovú medenú koncovku, kontakty poistkovej svorky, (ELEKTRICKÉ VOZIDLO) EV fóliovú kondenzátorovú prípojnicu, (SOLAR POWER) PV invertorovú prípojnicu, laminovanú prípojnicu, hliníkové puzdrá pre nové energetické batérie, meď/mosadz/hliník/nehrdzavejúca oceľ Lisovacie diely a iné elektrické výrobky Montáž na lisovanie a zváranie kovov už viac ako 18 rokov v Číne. Začali sme ako malá prevádzka, ale teraz sme sa stali jedným z popredných dodávateľov v odvetví EV a PV v Číne.
Ak máte nejaké potreby, neváhajte nás kontaktovať a my vám odpovieme čo najskôr!
