Znamo da je od vrsta obnovljivih izvora energije koje postoje u svijetu, solarna energija najnaprednija i najpoznatija. Mjesto gdje se solarna energija pretvara u električnu energiju da bi se mogla koristiti je u fotonaponsko postrojenje. Postoji mnogo različitih vrsta fotonaponskih elektrana i svaka ima svoje karakteristike i mogućnosti.
U ovom članku ćemo vam govoriti o karakteristikama fotonaponskih postrojenja, vrstama koje postoje i prednostima koje imaju u odnosu na postrojenja za proizvodnju energije koja se temelje na fosilnim gorivima.
Karakteristike fotonaponskog postrojenja
Fotonaponska elektrana je elektrana koja koristi fotonaponski učinak za pretvaranje sunčeve energije u električnu energiju. Fotonaponski efekt nastaje kada fotoni udare u materijal i uspiju istisnuti elektrone, stvarajući istosmjernu struju.
fotonaponska elektrana U osnovi se sastoji od fotonaponskih modula i pretvarača. Fotonaponski paneli odgovorni su za pretvaranje sunčevog zračenja. Zauzvrat, pretvarač pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju sa karakteristikama sličnim onima mreže.
U ovom tipu solarnog sustava sva proizvedena električna energija ubrizgava se u distribucijsku mrežu. Ovaj postupak dovodi do boljeg rada uređaja, jer se koristi sva energija koja se na taj način stvori.
Najveća fotonaponska elektrana na svijetu je Solarni park Bhadla u Indiji s instaliranim kapacitetom od 2.245 MW. Ukupna cijena instalacije je 1.200 milijuna eura. Fotonaponska energija smatra se čistim izvorom energije jer ne proizvodi zagađujuće plinove.
Glavne komponente
Glavne komponente koje svaka vrsta fotonaponskog postrojenja mora imati, bez obzira o kojoj se vrsti radi, su sljedeće:
- Solarni paneli: Fotonaponski paneli okosnica su postrojenja ove vrste. Sastoje se od fotonaponskih ćelija koje hvataju energiju sunčeve svjetlosti i pretvaraju je u istosmjernu struju.
- investitori: Električna energija koju generiraju solarni paneli je istosmjerna struja, ali većina električnih uređaja i sustava koristi izmjeničnu struju. Inverteri pretvaraju električnu energiju iz istosmjerne u izmjeničnu struju, čineći je kompatibilnom s kućnom uporabom i integracijom u električnu mrežu.
- Potporne strukture: Solarni paneli postavljaju se na konstrukcije koje su dizajnirane da ih drže na mjestu, osiguravaju njihovu pravilnu orijentaciju prema suncu i zaštitu od nepovoljnih vremenskih uvjeta.
- sustav skladištenja (opcionalno): Neka fotonaponska postrojenja mogu uključivati sustave za pohranu energije, kao što su baterije, za pohranjivanje viška električne energije proizvedene tijekom dana i korištenje noću ili u vrijeme niske sunčeve radijacije.
- vremenski toranj. To je mjesto gdje se analiziraju različiti meteorološki uvjeti kako bi se odredila količina sunčevog zračenja koja je primljena ili se očekuje da će biti primljena.
- Prijevozne linije. To su vodovi koji prenose električnu energiju do centara potrošnje.
- Kontrolna soba: Zadužen je za nadzor mjesta rada svih elemenata fotonaponskog postrojenja.
Jedan od temeljnih aspekata fotonaponskih elektrana je da električne komponente moraju biti dimenzionirane tako da uzmu u obzir moguća povećanja instalirane snage postrojenja u budućnosti.
Vrste fotonaponskih elektrana
Kao što smo već spomenuli, postoje različite vrste fotonaponskih elektrana ovisno o potražnji, električnoj snazi i mnogim drugim aspektima koje treba uzeti u obzir. Pogledajmo koje su glavne vrste koje postoje:
- Izolirana fotonaponska postrojenja: Ova postrojenja nalaze se u udaljenim područjima gdje nema pristupa konvencionalnoj električnoj mreži. Koriste solarne ploče za proizvodnju električne energije i pohranjuju je u baterije za kasniju upotrebu. Idealni su za primjene kao što su farme, meteorološke stanice ili navigacijski svjetionici.
- Fotonaponska postrojenja spojena na mrežu: Ova postrojenja su spojena na konvencionalni sustav distribucije električne energije. Oni proizvode električnu energiju u velikim količinama i daju je izravno u mrežu, omogućujući njezinu distribuciju do potrošača. Ovi centri mogu biti dvije vrste:
- Velike fotonaponske elektrane: Poznate i kao solarne elektrane otvorenog polja, sastoje se od velikog broja solarnih ploča raspoređenih na velikom području. Oni mogu zauzeti nenaseljenu zemlju, poput pustinja ili ruralnih područja, i generirati značajnu količinu električne energije.
- Fotonaponska postrojenja na krovovima: Ove elektrane postavljaju se na krovove stambenih, poslovnih ili industrijskih zgrada. Oni koriste raspoloživi prostor na krovovima za proizvodnju električne energije i opskrbu unutarnje potrošnje ili čak ubrizgavanje viška energije u električnu mrežu.
- Plutajuće fotonaponske elektrane: Ova postrojenja su izgrađena u vodenim tijelima, kao što su jezera ili rezervoari. Solarni paneli plutaju na površini vode i proizvode električnu energiju. Ovaj pristup ima nekoliko prednosti, kao što je očuvanje tla, smanjeno isparavanje vode i veći prinosi zbog rashladnog učinka vode.
- Prijenosna fotonaponska postrojenja: Ova postrojenja su dizajnirana za transport i postavljanje na različita mjesta prema potrebama. Obično se koriste u hitnim situacijama ili u privremenim područjima gdje je potrebna električna energija, poput kampiranja ili događanja na otvorenom.
Kako radi fotonaponska elektrana
U upravljačkoj sobi se nadzire rad cjelokupne opreme postrojenja. U kontrolnoj sobi prima informacije od meteoroloških tornjeva, pretvarača, strujnih ormara, centara trafostanica itd. Proces pretvorbe fotonaponske solarne energije u električnu je sljedeći:
Pretvorba sunčeve energije u istosmjernu struju
Fotoćelije su odgovorne za hvatanje sunčevog zračenja i njegovo pretvaranje u električnu energiju. Obično, sastoje se od silicija poluvodički materijal koji olakšava fotoelektrični učinak. Kada se foton sudari sa solarnom ćelijom, oslobađa se elektron. Električna energija se proizvodi u obliku istosmjerne struje kroz zbroj mnogih slobodnih elektrona.
Kapacitet proizvodnje električne energije ovisit će o vremenskim prilikama (zračenje, vlaga, temperatura...). Ovisno o vremenskim uvjetima u svakom trenutku, količina sunčevog zračenja koju će fotonaponske ćelije primiti bit će promjenjiva. Za to je u solarnoj elektrani izgrađen meteorološki toranj.
Pretvorba DC u AC
Fotonaponski paneli generiraju istosmjernu struju. Međutim, Električna energija koja cirkulira prijenosnom mrežom čini to u obliku izmjenične struje. Da biste to učinili, istosmjerna struja mora se pretvoriti u izmjeničnu.
Prvo, istosmjerna struja iz solarnih ploča dovodi se u istosmjerni ormar. U ovom ormariću, struja se pretvara u izmjeničnu struju pomoću pretvarača. Struja se zatim isporučuje u AC ormar.
Prijevoz i opskrba električnom energijom
Struja koja dolazi u AC ormar još nije spremna za napajanje mreže. Stoga proizvedena električna energija prolazi kroz pretvorbeni centar gdje se prilagođava uvjetima snage i napona dalekovoda za korištenje u potrošačkom centru.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o fotonaponskim postrojenjima i njihovim karakteristikama.