Vieme, že spomedzi typov obnoviteľnej energie, ktoré existujú na svete, je solárna energia najpokročilejšia a najznámejšia. Miesto, kde sa slnečná energia premieňa na elektrickú energiu, aby ju bolo možné využiť, je v fotovoltaická elektráreň. Existuje mnoho rôznych typov fotovoltaických elektrární a každá z nich má svoje vlastnosti a možnosti.
V tomto článku vám povieme o charakteristikách fotovoltaickej elektrárne, jej typoch a výhodách, ktoré majú vzhľadom na elektrárne na výrobu energie založené na fosílnych palivách.
Charakteristika fotovoltaickej elektrárne
Fotovoltaická elektráreň je elektráreň, ktorá využíva fotovoltaický efekt na premenu slnečnej energie na elektrickú energiu. Fotovoltaický efekt nastáva, keď fotóny zasiahnu materiál a podarí sa im vytesniť elektróny, čím vznikne jednosmerný prúd.
fotovoltaická elektráreň V podstate pozostáva z fotovoltaických modulov a meničov. Fotovoltaické panely sú zodpovedné za premenu slnečného žiarenia. Striedač zase premieňa výkon jednosmerného prúdu na výkon striedavého prúdu s charakteristikami podobnými charakteristikám siete.
V tomto type solárneho systému sa všetka vyrobená elektrina vstrekuje do distribučnej siete. Táto operácia vedie k lepšiemu výkonu zariadenia, pretože sa využíva všetka takto vytvorená energia.
Najväčšia fotovoltická elektráreň na svete je Bhadla Solar Park v Indii s inštalovaným výkonom 2.245 XNUMX MW. Celkové náklady na inštaláciu sú 1.200 XNUMX miliónov eur. Fotovoltaická energia sa považuje za čistý zdroj energie, pretože neprodukuje znečisťujúce plyny.
Hlavné komponenty
Hlavné komponenty, ktoré musí mať každý typ fotovoltického zariadenia, bez ohľadu na jeho typ, sú tieto:
- Solárne panely: Fotovoltické panely sú chrbtovou kosťou závodu tohto typu. Sú tvorené fotovoltaickými článkami, ktoré zachytávajú energiu zo slnečného žiarenia a premieňajú ju na elektrinu jednosmerného prúdu.
- Investori: Elektrina generovaná solárnymi panelmi je jednosmerný prúd, ale väčšina elektrických zariadení a systémov používa striedavý prúd. Invertory transformujú elektrinu z jednosmerného prúdu na striedavý prúd, vďaka čomu je kompatibilný s domácim používaním a integráciou do elektrickej siete.
- Podporné konštrukcie: Solárne panely sú inštalované na konštrukciách navrhnutých tak, aby ich držali na mieste, zaisťovali ich správnu orientáciu voči slnku a ich ochranu pred nepriaznivými poveternostnými vplyvmi.
- úložný systém (voliteľné): Niektoré fotovoltaické elektrárne môžu obsahovať systémy na uchovávanie energie, ako sú batérie, na ukladanie prebytočnej elektriny vyrobenej počas dňa a jej využitie v noci alebo v čase slabého slnečného žiarenia.
- meteorologická veža. Je to miesto, kde sa analyzujú rôzne meteorologické podmienky, aby sa určilo množstvo slnečného žiarenia, ktoré je prijaté alebo očakávané, že bude prijaté.
- Dopravné linky. Sú to vedenia, ktoré vedú elektrickú energiu do stredísk spotreby.
- Kontrolná miestnosť: Má na starosti dohľad nad miestom, kde fungujú všetky prvky fotovoltaickej elektrárne.
Jedným zo základných aspektov fotovoltaických elektrární je, že elektrické komponenty musia byť dimenzované tak, aby zohľadňovali možné zvýšenie inštalovaného výkonu elektrárne v budúcnosti.
Typy fotovoltických elektrární
Ako sme už spomenuli, existujú rôzne typy fotovoltaických elektrární v závislosti od dopytu, elektrickej energie a mnohých ďalších aspektov, ktoré treba vziať do úvahy. Pozrime sa, aké sú hlavné typy, ktoré existujú:
- Izolované fotovoltaické elektrárne: Tieto elektrárne sa nachádzajú v odľahlých oblastiach, kde nie je prístup ku konvenčnej elektrickej sieti. Na výrobu elektriny využívajú solárne panely a ukladajú ju do batérií na neskoršie použitie. Sú ideálne pre aplikácie, ako sú farmy, meteorologické stanice alebo navigačné majáky.
- Fotovoltaické elektrárne pripojené do siete: Tieto elektrárne sú napojené na klasický rozvodný systém elektriny. Vyrábajú elektrickú energiu vo veľkom meradle a dodávajú ju priamo do siete, čo umožňuje jej distribúciu spotrebiteľom. Tieto centrá môžu byť dvoch typov:
- Veľké fotovoltaické elektrárne: Tiež známe ako otvorené solárne elektrárne, sú tvorené veľkým počtom solárnych panelov usporiadaných na veľkej ploche. Môžu zaberať neobývanú pôdu, ako sú púšte alebo vidiecke oblasti, a vyrábať značné množstvo elektriny.
- Fotovoltaické elektrárne na strechách: Tieto elektrárne sú inštalované na strechách obytných, obchodných alebo priemyselných budov. Využívajú dostupné priestory na strechách na výrobu elektriny a napájanie vlastnej spotreby alebo dokonca vstrekovanie prebytočnej energie do elektrickej siete.
- Plávajúce fotovoltaické elektrárne: Tieto rastliny sú postavené vo vodných plochách, ako sú jazerá alebo nádrže. Solárne panely plávajú na hladine vody a vyrábajú elektrinu. Tento prístup má niekoľko výhod, ako je ochrana pôdy, znížené vyparovanie vody a vyššie výnosy v dôsledku chladiaceho účinku vody.
- Prenosné fotovoltaické elektrárne: Tieto rastliny sú určené na prepravu a rozmiestnenie na rôznych miestach podľa potrieb. Zvyčajne sa používajú v núdzových situáciách alebo v dočasných priestoroch, kde je potrebná elektrická energia, ako sú kempingy alebo vonkajšie akcie.
Ako funguje fotovoltaická elektráreň
Vo velíne je dohliadaná prevádzka všetkých zariadení závodu. Vo velíne prijíma informácie z meteorologických veží, striedačov, prúdových skríň, centier rozvodní a pod. Proces premeny fotovoltaickej slnečnej energie na elektrickú energiu je nasledovný:
Premena slnečnej energie na jednosmerný prúd
Fotočlánky sú zodpovedné za zachytávanie slnečného žiarenia a jeho premenu na elektrinu. zvyčajne sú vyrobené z kremíka polovodičový materiál, ktorý uľahčuje fotoelektrický efekt. Keď sa fotón zrazí so solárnym článkom, uvoľní sa elektrón. Elektrina sa vyrába vo forme jednosmerného prúdu súčtom mnohých voľných elektrónov.
Kapacita výroby elektrickej energie bude závisieť od počasia (žiarenie, vlhkosť, teplota...). V závislosti od poveternostných podmienok v každom okamihu bude množstvo slnečného žiarenia, ktoré fotovoltaické články dostanú, premenlivé. Na tento účel je v solárnom zariadení postavená meteorologická veža.
Konverzia DC na AC
Fotovoltaické panely generujú jednosmerný prúd. však Elektrická energia, ktorá cirkuluje cez prenosovú sieť, tak robí vo forme striedavého prúdu. Na tento účel je potrebné premeniť jednosmerný prúd na striedavý prúd.
Po prvé, jednosmerný prúd zo solárnych panelov sa privádza do DC skrine. V tejto skrini sa prúd mení na striedavý prúd pomocou meniča výkonu. Prúd je potom dodávaný do AC skrine.
Doprava a dodávka elektriny
Prúd prichádzajúci do AC skrine ešte nie je pripravený na napájanie siete. Preto vzniká elektrická energia prechádza cez konverzné centrum, kde sa prispôsobuje výkonovým a napäťovým podmienkam prenosových vedení na použitie v spotrebiteľskom centre.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o tom, aká je fotovoltická elektráreň a jej vlastnosti.