نحن نعلم أنه من بين أنواع الطاقة المتجددة الموجودة في العالم ، تعد الطاقة الشمسية هي الأكثر تقدمًا وشهرة. المكان الذي يتم فيه تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية لتكون قادرة على استخدامها هو في مصنع الفولتية الضوئية. هناك العديد من الأنواع المختلفة لمحطات الطاقة الكهروضوئية ولكل منها خصائصه وقدراته.
في هذه المقالة سوف نخبرك عن خصائص مصنع الطاقة الكهروضوئية ، والأنواع الموجودة والمزايا التي تتمتع بها فيما يتعلق بمحطات إنتاج الطاقة القائمة على الوقود الأحفوري.
خصائص المصنع الكهروضوئي
المحطة الكهروضوئية هي محطة طاقة تستخدم التأثير الكهروضوئي لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. يحدث التأثير الكهروضوئي عندما تصطدم الفوتونات بمادة وتقوم بإزاحة الإلكترونات ، مما ينتج عنه تيار مباشر.
نبات فلطائي ضوئي يتكون أساسًا من وحدات ضوئية ومحولات. الألواح الكهروضوئية هي المسؤولة عن تحويل الإشعاع الشمسي. بدوره ، يقوم العاكس بتحويل الطاقة الحالية المباشرة إلى طاقة تيار متردد بخصائص مشابهة لتلك الخاصة بالشبكة.
في هذا النوع من النظام الشمسي ، يتم حقن كل الكهرباء المولدة في شبكة التوزيع. تؤدي هذه العملية إلى أداء أفضل للجهاز ، حيث يتم استخدام كل الطاقة المولدة بهذه الطريقة.
أكبر مصنع للطاقة الكهروضوئية في العالم حديقة بهادلا للطاقة الشمسية في الهند بطاقة إنتاجية تبلغ 2.245،XNUMX ميجاوات. التكلفة الإجمالية للتركيب 1.200 مليون يورو. تعتبر الطاقة الكهروضوئية مصدر طاقة نظيف لأنها لا تنتج غازات ملوثة.
المكونات الرئيسية
المكونات الرئيسية التي يجب أن يحتوي عليها أي نوع من أنواع النباتات الكهروضوئية ، بغض النظر عن نوعها ، هي كما يلي:
- الألواح الشمسية: الألواح الكهروضوئية هي العمود الفقري لمصنع من هذا النوع. وهي تتكون من خلايا ضوئية تلتقط الطاقة من ضوء الشمس وتحولها إلى تيار كهربائي مباشر.
- معكوس: الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية هي تيار مباشر ، لكن معظم الأجهزة والأنظمة الكهربائية تستخدم التيار المتردد. تقوم المحولات بتحويل الكهرباء من التيار المباشر إلى التيار المتردد ، مما يجعلها متوافقة مع الاستخدام المنزلي والتكامل مع شبكة الكهرباء.
- الهياكل الداعمة: يتم تثبيت الألواح الشمسية على هياكل مصممة لإبقائها في مكانها ، مما يضمن توجيهها الصحيح نحو الشمس وحمايتها من الظروف الجوية السيئة.
- نظام التخزين (اختياري): يمكن لبعض المحطات الكهروضوئية أن تدمج أنظمة تخزين الطاقة ، مثل البطاريات ، لتخزين الكهرباء الزائدة المتولدة أثناء النهار واستخدامها في الليل أو في أوقات انخفاض الإشعاع الشمسي.
- برج الطقس. إنه المكان الذي يتم فيه تحليل ظروف الأرصاد الجوية المختلفة لتحديد كمية الإشعاع الشمسي التي يتم تلقيها أو توقع تلقيها.
- خطوط النقل. هي الخطوط التي تنقل الطاقة الكهربائية إلى مراكز الاستهلاك.
- غرفة التحكم: وهي مسؤولة عن الإشراف على المكان الذي تعمل فيه جميع عناصر المحطة الكهروضوئية.
أحد الجوانب الأساسية لمحطات الطاقة الكهروضوئية هو أنه يجب تحديد أبعاد المكونات الكهربائية لمراعاة الزيادات المحتملة في الطاقة المركبة للمحطة في المستقبل.
أنواع محطات الطاقة الكهروضوئية
كما ذكرنا من قبل ، هناك أنواع مختلفة من محطات الطاقة الكهروضوئية حسب الطلب والطاقة الكهربائية والعديد من الجوانب التي يجب مراعاتها. دعونا نرى ما هي الأنواع الرئيسية الموجودة:
- النباتات الكهروضوئية المعزولة: تقع هذه المحطات في مناطق نائية حيث لا يمكن الوصول إلى شبكة الكهرباء التقليدية. يستخدمون الألواح الشمسية لتوليد الكهرباء وتخزينها في بطاريات لاستخدامها لاحقًا. إنها مثالية للتطبيقات مثل البيوت الزراعية أو محطات الطقس أو المنارات الملاحية.
- محطات كهروضوئية متصلة بالشبكة: ترتبط هذه المحطات بنظام توزيع الكهرباء التقليدي. يولدون الكهرباء على نطاق واسع ويغذونها مباشرة في الشبكة ، مما يسمح بتوزيعها على المستهلكين. يمكن أن تكون هذه المراكز من نوعين:
- محطات توليد الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق: تُعرف أيضًا باسم محطات الطاقة الشمسية المفتوحة ، وهي تتكون من عدد كبير من الألواح الشمسية مرتبة على مساحة كبيرة. يمكنهم شغل أراضٍ غير مأهولة ، مثل الصحاري أو المناطق الريفية ، وتوليد كمية كبيرة من الكهرباء.
- النباتات الكهروضوئية على الأسطح: يتم تركيب محطات الطاقة هذه على أسطح المباني السكنية أو التجارية أو الصناعية. يستخدمون المساحات المتاحة على الأسطح لتوليد الكهرباء وتغذية الاستهلاك الداخلي أو حتى ضخ الطاقة الزائدة في شبكة الكهرباء.
- النباتات الكهروضوئية العائمة: يتم بناء هذه النباتات في المسطحات المائية ، مثل البحيرات أو الخزانات. تطفو الألواح الشمسية على سطح الماء وتولد الكهرباء. يتمتع هذا النهج بالعديد من المزايا ، مثل الحفاظ على التربة ، وتقليل تبخر المياه ، وزيادة الغلات بسبب تأثير تبريد الماء.
- محطات فلطائية ضوئية محمولة: تم تصميم هذه المحطات ليتم نقلها ونشرها في أماكن مختلفة حسب الحاجة. يتم استخدامها عادة في حالات الطوارئ أو في المناطق المؤقتة التي تتطلب الكهرباء ، مثل التخييم أو الأحداث في الهواء الطلق.
كيف يعمل النبات الكهروضوئي
في غرفة التحكم ، يتم الإشراف على تشغيل جميع معدات المصنع. في غرفة التحكم ، يتلقى معلومات من أبراج الأرصاد الجوية ، والمحولات ، والخزانات الحالية ، ومراكز المحطات الفرعية ، إلخ. تتم عملية تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية إلى كهرباء على النحو التالي:
تحويل الطاقة الشمسية إلى تيار مباشر
الخلايا الضوئية مسؤولة عن التقاط الإشعاع الشمسي وتحويله إلى كهرباء. عادة، مصنوعة من السيليكون مادة شبه موصلة تسهل التأثير الكهروضوئي. عندما يصطدم فوتون بخلية شمسية ، يتم إطلاق إلكترون. يتم إنتاج الكهرباء في شكل تيار مباشر من خلال مجموع العديد من الإلكترونات الحرة.
تعتمد قدرة توليد الطاقة على الطقس (الإشعاع ، الرطوبة ، درجة الحرارة ...). اعتمادًا على الظروف الجوية في كل لحظة ، ستتغير كمية الإشعاع الشمسي الذي ستتلقاه الخلايا الكهروضوئية. لهذا الغرض ، تم بناء برج للأرصاد الجوية في محطة الطاقة الشمسية.
DC لتحويل التيار المتردد
تولد الألواح الكهروضوئية تيارًا مباشرًا. لكن، الطاقة الكهربائية التي تدور عبر شبكة النقل تفعل ذلك في شكل تيار متردد. للقيام بذلك ، يجب تحويل التيار المباشر إلى تيار متردد.
أولاً ، يتم تغذية طاقة التيار المستمر من الألواح الشمسية إلى خزانة التيار المستمر. في هذه الخزانة ، يتم تحويل التيار إلى تيار متردد بواسطة عاكس طاقة. ثم يتم تسليم التيار إلى خزانة التيار المتردد.
النقل وتزويد الكهرباء
التيار الذي يصل إلى خزانة التيار المتردد ليس جاهزًا بعد لتغذية الشبكة. لذلك ، يتم توليد الطاقة الكهربائية يمر عبر مركز تحويل حيث يتكيف مع ظروف الطاقة والجهد لخطوط النقل للاستخدام في مركز المستهلك.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول شكل النبات الكهروضوئي وخصائصه.