Vemo, da je med vrstami obnovljive energije, ki obstajajo na svetu, sončna energija najbolj napredna in najbolj znana. Kraj, kjer se sončna energija pretvarja v električno energijo za uporabo, je v fotovoltaična elektrarna. Obstaja veliko različnih vrst fotovoltaičnih elektrarn in vsaka ima svoje značilnosti in zmogljivosti.
V tem članku vam bomo povedali o značilnostih fotovoltaičnih elektrarn, vrstah, ki obstajajo, in prednostih, ki jih imajo glede na elektrarne za proizvodnjo energije na fosilna goriva.
Značilnosti fotovoltaične elektrarne
Fotovoltaična elektrarna je elektrarna, ki s pomočjo fotovoltaičnega učinka pretvarja sončno energijo v električno. Fotonapetostni učinek nastane, ko fotoni zadenejo material in uspejo izpodriniti elektrone, kar ustvari enosmerni tok.
fotovoltaična elektrarna V osnovi je sestavljen iz fotovoltaičnih modulov in razsmernikov. Fotovoltaični paneli so odgovorni za pretvorbo sončnega sevanja. Razsmernik nato pretvori moč enosmernega toka v moč izmeničnega toka z značilnostmi, podobnimi tistim v omrežju.
Pri tem tipu solarnega sistema se vsa proizvedena električna energija vbrizga v distribucijsko omrežje. To delovanje vodi do boljšega delovanja naprave, saj se porabi vsa na ta način ustvarjena energija.
Največja fotovoltaična elektrarna na svetu je Sončni park Bhadla v Indiji z nameščeno zmogljivostjo 2.245 MW. Celotna vrednost namestitve je 1.200 milijonov evrov. Fotovoltaična energija velja za čisti vir energije, saj ne proizvaja škodljivih plinov.
Glavne komponente
Glavne komponente, ki jih mora imeti vsaka vrsta fotonapetostne elektrarne, ne glede na to, za katero vrsto gre, so naslednje:
- Sončni kolektorji: Fotovoltaični paneli so hrbtenica tovrstnega obrata. Sestavljeni so iz fotovoltaičnih celic, ki zajemajo energijo sončne svetlobe in jo pretvarjajo v enosmerni električni tok.
- Vlagatelji: Električna energija, ki jo proizvajajo sončni paneli, je enosmerni tok, vendar večina električnih naprav in sistemov uporablja izmenični tok. Razsmerniki pretvarjajo električno energijo iz enosmernega v izmenični tok, zaradi česar je združljiv z domačo uporabo in vključitvijo v električno omrežje.
- Podporne strukture: Solarni kolektorji so nameščeni na konstrukcijah, ki so zasnovane tako, da jih držijo na mestu, zagotavljajo njihovo pravilno orientacijo proti soncu in zaščito pred neugodnimi vremenskimi vplivi.
- sistem za shranjevanje (neobvezno): Nekatere fotonapetostne elektrarne lahko vključujejo sisteme za shranjevanje energije, kot so baterije, za shranjevanje odvečne električne energije, proizvedene podnevi, in njeno uporabo ponoči ali v času nizkega sončnega sevanja.
- vremenski stolp. Tam se analizirajo različni meteorološki pogoji, da se določi količina sončnega sevanja, ki je prejeto ali pričakovano prejeto.
- Prometne linije. So vodi, ki prenašajo električno energijo do odjemnih centrov.
- Kontrolna soba: Zadolžen je za nadzor prostora, kjer delujejo vsi elementi fotovoltaične elektrarne.
Eden temeljnih vidikov fotonapetostnih elektrarn je, da morajo biti električne komponente dimenzionirane tako, da upoštevajo možna povečanja inštalirane moči elektrarne v prihodnosti.
Vrste fotovoltaičnih elektrarn
Kot smo že omenili, obstajajo različne vrste fotovoltaičnih elektrarn glede na povpraševanje, električno moč in številne druge vidike, ki jih je treba upoštevati. Poglejmo, katere so glavne vrste, ki obstajajo:
- Izolirane fotovoltaične naprave: Te elektrarne se nahajajo na oddaljenih območjih, kjer ni dostopa do običajnega električnega omrežja. Za proizvodnjo električne energije uporabljajo sončne celice in jo shranjujejo v baterije za kasnejšo uporabo. Idealne so za aplikacije, kot so kmečke hiše, vremenske postaje ali navigacijski svetilniki.
- Mrežne fotovoltaične naprave: Te elektrarne so povezane s klasičnim distribucijskim sistemom električne energije. Proizvajajo električno energijo v velikem obsegu in jo dovajajo neposredno v omrežje, kar omogoča distribucijo porabnikom. Ti centri so lahko dveh vrst:
- Velike fotovoltaične elektrarne: Znane tudi kot sončne elektrarne na prostem, so sestavljene iz velikega števila sončnih kolektorjev, razporejenih na velikem območju. Lahko zasedejo nezasedena zemljišča, kot so puščave ali podeželska območja, in proizvedejo znatno količino električne energije.
- Fotovoltaične naprave na strehah: Te elektrarne so nameščene na strehah stanovanjskih, poslovnih ali industrijskih zgradb. Razpoložljive prostore na strehah uporabljajo za pridobivanje električne energije in napajanje notranje porabe ali celo vbrizgavanje odvečne energije v električno omrežje.
- Plavajoče fotovoltaične elektrarne: Te rastline so zgrajene v vodnih telesih, kot so jezera ali rezervoarji. Sončne plošče lebdijo na površini vode in proizvajajo elektriko. Ta pristop ima številne prednosti, kot so ohranjanje tal, zmanjšano izhlapevanje vode in višji donosi zaradi hladilnega učinka vode.
- Prenosne fotovoltaične naprave: Te naprave so zasnovane za prevoz in namestitev na različnih mestih glede na potrebe. Običajno se uporabljajo v izrednih razmerah ali na začasnih območjih, kjer je potrebna električna energija, kot so kampiranje ali dogodki na prostem.
Kako deluje fotovoltaična elektrarna
V komandni sobi se nadzoruje delovanje celotne opreme obrata. V nadzorni sobi sprejema informacije iz meteoroloških stolpov, razsmernikov, tokovnih omar, centrov transformatorskih postaj itd. Postopek pretvorbe fotovoltaične sončne energije v električno je naslednji:
Pretvorba sončne energije v enosmerni tok
Fotocelice so odgovorne za zajemanje sončnega sevanja in njegovo pretvarjanje v električno energijo. običajno, so sestavljeni iz silicija polprevodniški material, ki olajša fotoelektrični učinek. Ko foton trči v sončno celico, se sprosti elektron. Električna energija se proizvaja v obliki enosmernega toka z vsoto številnih prostih elektronov.
Zmogljivost proizvodnje električne energije bo odvisna od vremena (sevanje, vlaga, temperatura ...). Glede na vremenske razmere v posameznem trenutku bo količina sončnega sevanja, ki ga bodo prejele fotovoltaične celice, spremenljiva. Za to je v sončni elektrarni zgrajen meteorološki stolp.
Pretvorba DC v AC
Fotovoltaični paneli ustvarjajo enosmerni tok. vendar Električna energija, ki kroži po prenosnem omrežju, kroži v obliki izmeničnega toka. Za to je treba enosmerni tok pretvoriti v izmenični.
Najprej se enosmerna energija iz sončnih kolektorjev napaja v enosmerno omarico. V tej omari se tok pretvori v izmenični tok z močnostnim pretvornikom. Tok se nato dovaja v omarico za izmenični tok.
Prevoz in dobava električne energije
Tok, ki prihaja v AC omarico, še ni pripravljen za napajanje omrežja. Zato proizvedena električna energija gre skozi pretvorniški center, kjer se prilagodi močnostnim in napetostnim razmeram daljnovodov za uporabo v potrošniškem centru.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kakšna je fotovoltaična elektrarna in njene značilnosti.