Žinome, kad iš pasaulyje egzistuojančių atsinaujinančios energijos rūšių saulės energija yra pati pažangiausia ir žinomiausia. Vieta, kur saulės energija paverčiama elektros energija, kad ją būtų galima panaudoti, yra fotovoltinė gamykla. Yra daug skirtingų fotovoltinių elektrinių tipų ir kiekviena iš jų turi savo ypatybes ir galimybes.
Šiame straipsnyje papasakosime apie fotovoltinės elektrinės ypatybes, esamas rūšis ir jų pranašumus, palyginti su iškastinio kuro energijos gamybos įrenginiais.
Fotovoltinės elektrinės charakteristikos
Fotovoltinė elektrinė yra elektrinė, kuri naudoja fotovoltinį efektą saulės energiją paverčianti elektros energija. Fotovoltinis efektas atsiranda, kai fotonai atsitrenkia į medžiagą ir sugeba išstumti elektronus, sukurdami nuolatinę srovę.
fotovoltinė gamykla Iš esmės jį sudaro fotovoltiniai moduliai ir keitikliai. Fotovoltinės plokštės yra atsakingos už saulės spinduliuotės konvertavimą. Savo ruožtu keitiklis nuolatinės srovės galią paverčia kintamosios srovės galia, kurios charakteristikos yra panašios į tinklo charakteristikas.
Tokio tipo saulės sistemoje visa pagaminta elektros energija suleidžiama į skirstomąjį tinklą. Ši operacija pagerina įrenginio veikimą, nes naudojama visa tokiu būdu pagaminta energija.
Didžiausia fotovoltinė gamykla pasaulyje yra Bhadla saulės parkas Indijoje, kurio instaliuota galia yra 2.245 XNUMX MW. Bendra įrengimo kaina – 1.200 XNUMX milijonų eurų. Fotovoltinė energija laikoma švariu energijos šaltiniu, nes ji neišskiria teršiančių dujų.
Pagrindiniai komponentai
Pagrindiniai komponentai, kuriuos turi turėti bet kokio tipo fotovoltinė įranga, neatsižvelgiant į jo tipą, yra šie:
- Saulės elementai: Fotovoltinės plokštės yra tokio tipo gamyklos pagrindas. Jie sudaryti iš fotovoltinių elementų, kurie fiksuoja saulės spindulių energiją ir paverčia ją nuolatine srove.
- Investuotojai: Saulės baterijų generuojama elektros energija yra nuolatinė, tačiau dauguma elektros prietaisų ir sistemų naudoja kintamąją srovę. Inverteriai paverčia elektrą iš nuolatinės srovės į kintamąją, todėl ją galima naudoti buityje ir integruoti į elektros tinklą.
- Pagalbinės struktūros: Saulės baterijos montuojamos ant konstrukcijų, skirtų išlaikyti jas vietoje, užtikrinant teisingą orientaciją į saulę ir apsaugą nuo nepalankių oro sąlygų.
- saugojimo sistema (neprivaloma): kai kuriose fotovoltinėse elektrinėse gali būti sumontuotos energijos kaupimo sistemos, pvz., baterijos, skirtos perteklinei elektros energijai kaupti per dieną ir naudoti naktį arba esant mažai saulės spindulių.
- orų bokštas. Čia analizuojamos skirtingos meteorologinės sąlygos, siekiant nustatyti gaunamos arba numatomos gauti saulės spinduliuotės kiekį.
- Transporto linijos. Tai linijos, kuriomis elektros energija tiekiama į vartojimo centrus.
- Kontrolės kambarys: Ji yra atsakinga už vietos, kurioje veikia visi fotovoltinės elektrinės elementai, priežiūrą.
Vienas iš pagrindinių fotovoltinių elektrinių aspektų yra tas, kad elektrinių komponentų matmenys turi būti tokie, kad būtų atsižvelgta į galimą elektrinės instaliuotos galios padidėjimą ateityje.
Fotovoltinių elektrinių tipai
Kaip jau minėjome anksčiau, yra įvairių tipų fotovoltinių įrenginių, priklausomai nuo poreikio, elektros galios ir daugelio kitų aspektų, į kuriuos reikia atsižvelgti. Pažiūrėkime, kokie yra pagrindiniai egzistuojantys tipai:
- Izoliuotos fotovoltinės elektrinės: Šios gamyklos yra atokiose vietovėse, kur nėra prieigos prie įprasto elektros tinklo. Jie naudoja saulės baterijas elektros energijos gamybai ir kaupia ją baterijose, kad vėliau galėtų naudoti. Jie idealiai tinka naudoti, pavyzdžiui, sodybose, meteorologinėse stotyse ar navigacijos švyturiuose.
- Prie tinklo prijungtos fotovoltinės elektrinės: Šios elektrinės yra prijungtos prie įprastinės elektros skirstymo sistemos. Jie gamina elektros energiją dideliu mastu ir tiekia ją tiesiai į tinklą, todėl ją galima paskirstyti vartotojams. Šie centrai gali būti dviejų tipų:
- Didelio masto fotovoltinės elektrinės: Taip pat žinomos kaip atviro lauko saulės elektrinės, jos sudarytos iš daugybės saulės baterijų plokščių, išdėstytų dideliame plote. Jie gali užimti neužimtą žemę, pavyzdžiui, dykumas ar kaimo vietoves, ir gaminti daug elektros energijos.
- Fotoelektriniai įrenginiai ant stogų: Šios elektrinės įrengiamos ant gyvenamųjų, komercinių ar pramoninių pastatų stogų. Jie naudoja turimas vietas ant stogų elektros energijai gaminti ir vidiniam suvartojimui tiekti arba net energijos perteklių į elektros tinklą.
- Plaukiojantys fotovoltiniai įrenginiai: Šie augalai statomi vandens telkiniuose, pavyzdžiui, ežeruose ar rezervuaruose. Saulės baterijos plūduriuoja vandens paviršiuje ir gamina elektros energiją. Šis metodas turi keletą privalumų, tokių kaip dirvožemio išsaugojimas, mažesnis vandens išgaravimas ir didesnis derlius dėl vėsinančio vandens poveikio.
- Nešiojamos fotovoltinės elektrinės: Šios gamyklos skirtos transportuoti ir dislokuoti įvairiose vietose pagal poreikius. Paprastai jie naudojami avarinėse situacijose arba laikinose vietose, kur reikia elektros energijos, pavyzdžiui, stovyklaujant ar renginiuose lauke.
Kaip veikia fotovoltinė jėgainė
Valdymo kambaryje yra prižiūrimas visos gamyklos įrangos veikimas. Valdymo kambaryje jis gauna informaciją iš meteorologinių bokštų, keitiklių, srovės spintų, pastočių centrų ir kt. Fotovoltinės saulės energijos konvertavimo į elektros energiją procesas yra toks:
Saulės energijos pavertimas nuolatine srove
Fotoelementai yra atsakingi už saulės spinduliuotės fiksavimą ir pavertimą elektra. Paprastai, yra sudaryti iš silicio puslaidininkinė medžiaga, palengvinanti fotoelektrinį efektą. Fotonui susidūrus su saulės elementu, išsiskiria elektronas. Elektra gaminama nuolatinės srovės pavidalu per daugelio laisvųjų elektronų sumą.
Elektros gamybos pajėgumai priklausys nuo oro sąlygų (radiacijos, drėgmės, temperatūros...). Priklausomai nuo oro sąlygų kiekvieną akimirką, saulės spinduliuotės kiekis, kurį gaus fotovoltiniai elementai, skirsis. Tam saulės elektrinėje pastatytas meteorologinis bokštas.
DC konvertavimas į AC
Fotovoltinės plokštės generuoja nuolatinę srovę. Tačiau Elektros energija, kuri cirkuliuoja perdavimo tinkle, tai kintamosios srovės forma. Norėdami tai padaryti, nuolatinė srovė turi būti konvertuojama į kintamąją.
Pirma, nuolatinė srovė iš saulės kolektorių tiekiama į nuolatinės srovės spintą. Šioje spintoje srovė paverčiama į kintamąją srovę galios keitikliu. Tada srovė tiekiama į kintamosios srovės spintą.
Elektros energijos transportavimas ir tiekimas
Į kintamosios srovės spintą atplaukianti srovė dar nėra paruošta maitinti tinklą. Todėl generuojama elektros energija eina per konversijos centrą, kur yra pritaikytas perdavimo linijų galios ir įtampos sąlygoms skirtas naudoti vartotojų centre.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie tai, kas yra fotovoltinė jėgainė ir kokias savybes jis turi.