می دانیم که از بین انواع انرژی های تجدیدپذیر که در جهان وجود دارد، خورشیدی پیشرفته ترین و شناخته شده ترین است. مکانی که انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود تا بتوان از آن استفاده کرد در نیروگاه فتوولتائیک. نیروگاه های فتوولتائیک انواع مختلفی دارند و هر کدام ویژگی ها و قابلیت های خود را دارند.
در این مقاله قصد داریم در مورد ویژگی های یک نیروگاه فتوولتائیک، انواع موجود و مزایایی که نسبت به نیروگاه های تولید انرژی مبتنی بر سوخت های فسیلی دارند، صحبت کنیم.
شاخص
ویژگی های یک نیروگاه فتوولتائیک
نیروگاه فتوولتائیک نیروگاهی است که از اثر فتوولتائیک برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی استفاده می کند. اثر فتوولتائیک زمانی اتفاق می‌افتد که فوتون‌ها به ماده برخورد کرده و الکترون‌ها را جابه‌جا کنند و جریان مستقیم ایجاد کنند.
یک نیروگاه فتوولتائیک اساساً از ماژول های فتوولتائیک و اینورترها تشکیل شده است. پنل های فتوولتائیک وظیفه تبدیل تشعشعات خورشیدی را بر عهده دارند. به نوبه خود، اینورتر توان جریان مستقیم را به توان جریان متناوب با ویژگی های مشابه شبکه تبدیل می کند.
در این نوع منظومه شمسی، تمام برق تولیدی به شبکه توزیع تزریق می شود. این عملیات منجر به عملکرد بهتر دستگاه می شود، زیرا تمام انرژی تولید شده از این طریق استفاده می شود.
بزرگترین نیروگاه فتوولتائیک در جهان است پارک خورشیدی Bhadla در هند با ظرفیت نصب شده 2.245 مگاوات. هزینه کلی نصب 1.200 میلیون یورو است. انرژی فتوولتائیک یک منبع انرژی پاک در نظر گرفته می شود زیرا گازهای آلاینده تولید نمی کند.
اجزای اصلی
اجزای اصلی که هر نوع نیروگاه فتوولتائیک باید داشته باشد، صرف نظر از نوع آن، به شرح زیر است:
- پنل های خورشیدی: پانل های فتوولتائیک ستون فقرات یک نیروگاه از این نوع هستند. آنها از سلول های فتوولتائیک تشکیل شده اند که انرژی نور خورشید را جذب کرده و آن را به جریان برق مستقیم تبدیل می کنند.
- سرمایه گذاران: برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی جریان مستقیم است، اما اکثر دستگاه ها و سیستم های الکتریکی از جریان متناوب استفاده می کنند. اینورترها الکتریسیته را از جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل می‌کنند و آن را با مصارف خانگی و ادغام در شبکه برق سازگار می‌کنند.
- ساختارهای پشتیبانی: پنل های خورشیدی بر روی سازه هایی نصب می شوند که به گونه ای طراحی شده اند که آنها را در جای خود نگه دارند و از جهت گیری صحیح آنها به سمت خورشید و محافظت در برابر شرایط نامساعد جوی اطمینان حاصل کنند.
- سیستم ذخیره سازی (اختیاری): برخی از نیروگاه‌های فتوولتائیک می‌توانند از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، مانند باتری‌ها، برای ذخیره الکتریسیته اضافی تولید شده در طول روز استفاده کنند و از آن در شب یا در مواقع کم تابش خورشیدی استفاده کنند.
- برج هواشناسی. جایی است که شرایط مختلف هواشناسی برای تعیین میزان تابش خورشیدی دریافت شده یا انتظار می رود که دریافت شود، تجزیه و تحلیل می شود.
- خطوط حمل و نقل. آنها خطوطی هستند که انرژی الکتریکی را به مراکز مصرف منتقل می کنند.
- اتاق کنترل: نظارت بر مکانی که کلیه عناصر نیروگاه فتوولتائیک در آن کار می کنند را بر عهده دارد.
یکی از جنبه های اساسی نیروگاه های فتوولتائیک این است که اجزای الکتریکی باید ابعادی داشته باشند تا افزایش احتمالی توان نصب شده نیروگاه در آینده در نظر گرفته شود.
انواع نیروگاه های فتوولتائیک
همانطور که قبلا ذکر کردیم، انواع مختلفی از نیروگاه های فتوولتائیک بسته به تقاضا، توان الکتریکی و بسیاری از جنبه های دیگر وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. بیایید ببینیم که انواع اصلی موجود چیست:
- نیروگاه های فتوولتائیک ایزوله: این نیروگاه ها در مناطق دور افتاده ای قرار دارند که دسترسی به شبکه برق معمولی وجود ندارد. آنها از پنل های خورشیدی برای تولید برق و ذخیره آن در باتری ها برای استفاده بعدی استفاده می کنند. آنها برای کاربردهایی مانند خانه های مزرعه، ایستگاه های هواشناسی یا چراغ های ناوبری ایده آل هستند.
- نیروگاه های فتوولتائیک متصل به شبکه: این نیروگاه ها به سیستم توزیع برق معمولی متصل هستند. آنها برق را در مقیاس بزرگ تولید می کنند و آن را مستقیماً به شبکه تغذیه می کنند و به مصرف کنندگان اجازه توزیع آن را می دهند. این مراکز می توانند دو نوع باشند:
- نیروگاه های فتوولتائیک در مقیاس بزرگ: همچنین به عنوان نیروگاه های خورشیدی میدان باز شناخته می شود، آنها از تعداد زیادی پنل خورشیدی تشکیل شده اند که در یک منطقه بزرگ چیده شده اند. آنها می توانند زمین های غیر اشغالی مانند بیابان ها یا مناطق روستایی را اشغال کنند و مقدار قابل توجهی برق تولید کنند.
- نیروگاه های فتوولتائیک روی پشت بام: این نیروگاه ها بر روی پشت بام ساختمان های مسکونی، تجاری یا صنعتی نصب می شوند. آنها از فضاهای موجود روی پشت بام ها برای تولید برق و تغذیه مصرف داخلی یا حتی تزریق انرژی اضافی به شبکه برق استفاده می کنند.
- نیروگاه های فتوولتائیک شناور: این گیاهان در توده های آبی مانند دریاچه ها یا مخازن ساخته می شوند. پنل های خورشیدی روی سطح آب شناور می شوند و برق تولید می کنند. این روش دارای چندین مزیت از جمله حفاظت از خاک، کاهش تبخیر آب و بازده بالاتر به دلیل اثر خنک کنندگی آب است.
- نیروگاه های فتوولتائیک قابل حمل: این نیروگاه ها برای حمل و نقل و استقرار در مکان های مختلف با توجه به نیاز طراحی شده اند. آنها معمولاً در شرایط اضطراری یا در مناطق موقتی که به برق نیاز است، مانند کمپینگ یا رویدادهای خارج از منزل استفاده می شوند.
یک نیروگاه فتوولتائیک چگونه کار می کند
در اتاق کنترل بر عملکرد کلیه تجهیزات کارخانه نظارت می شود. در اتاق کنترل اطلاعات برج های هواشناسی، اینورترها، کابینت های فعلی، مراکز پست و ... را دریافت می کند. فرآیند تبدیل انرژی خورشیدی فتوولتائیک به برق به شرح زیر است:
تبدیل انرژی خورشیدی به جریان مستقیم
فتوسل ها وظیفه جذب تابش خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته را بر عهده دارند. معمولا، از سیلیکون تشکیل شده اند یک ماده نیمه هادی که اثر فوتوالکتریک را تسهیل می کند. هنگامی که یک فوتون با یک سلول خورشیدی برخورد می کند، یک الکترون آزاد می شود. الکتریسیته به صورت جریان مستقیم از مجموع تعداد زیادی الکترون آزاد تولید می شود.
ظرفیت تولید برق به آب و هوا (تابش، رطوبت، دما...) بستگی دارد. بسته به شرایط آب و هوایی در هر لحظه، میزان تابش خورشیدی که سلول های فتوولتائیک دریافت می کنند متغیر خواهد بود. برای این کار، یک برج هواشناسی در نیروگاه خورشیدی ساخته شده است.
تبدیل DC به AC
پانل های فتوولتائیک جریان مستقیم تولید می کنند. با این حال، انرژی الکتریکی که از طریق شبکه انتقال به گردش در می آید به شکل جریان متناوب انجام می شود. برای انجام این کار، جریان مستقیم باید به جریان متناوب تبدیل شود.
ابتدا برق DC از پانل های خورشیدی به کابینت DC تغذیه می شود. در این کابینت جریان توسط یک اینورتر برق به جریان متناوب تبدیل می شود. سپس جریان به کابینت AC تحویل داده می شود.
حمل و نقل و تامین برق
جریان ورودی به کابینت AC هنوز برای تغذیه شبکه آماده نیست. بنابراین، انرژی الکتریکی تولید شده است از یک مرکز تبدیل عبور می کند که در آن با شرایط توان و ولتاژ خطوط انتقال سازگار است. برای استفاده در مرکز مصرف
امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد اینکه نیروگاه فتوولتائیک چگونه است و ویژگی های آن بیشتر بدانید.
اولین کسی باشید که نظر