Sistem de generare a energiei fotovoltaice
Aug 04, 2023
Introduce
——
Sistemul fotovoltaic sau fotovoltaic de generare a energiei este un sistem de generare a energiei care utilizează efectul fotovoltaic al materialelor semiconductoare pentru a converti energia radiantă solară în energie electrică. Energia sistemelor de generare a energiei fotovoltaice provine din energia solară inepuizabilă, care este o sursă de energie curată, sigură și regenerabilă. Procesul de generare a energiei fotovoltaice nu poluează mediul înconjurător și nici nu dăunează ecologiei.
Sistemele de generare a energiei fotovoltaice sunt împărțite în sisteme fotovoltaice independente și sisteme fotovoltaice conectate la rețea. Sistemul de generare a energiei fotovoltaice este compus din rețele de celule solare, pachete de baterii, controlere de încărcare și descărcare, invertoare, dulapuri de distribuție AC, sisteme de control al urmăririi solare și alte echipamente.
istorie
——
Heinrich Hertz a descoperit pentru prima dată efectul fotoelectric în 1887, iar Albert Einstein a explicat acest fenomen în 1905. Sistemele fotovoltaice (PV) utilizează efectul fotoelectric al materialelor semiconductoare pentru a transforma direct lumina în energie electrică. Compoziția semiconductorilor și intensitatea și lungimea de undă a radiației solare efective primite de dispozitivele fotovoltaice pot afecta ambele generarea de energie a dispozitivelor fotovoltaice (Hertz, 1887; Einstein, 1905). În 1954, trei cercetători de la Bell Labs au dezvoltat prima „celulă solară” practică. Această baterie poate converti 6% din energia solară incidentă în energie electrică (Pedin, 2004). Odată cu progresul continuu în cercetare și dezvoltare, eficiența de conversie a dispozitivelor fotovoltaice s-a îmbunătățit și ea.
clasificare
——
Sistemele de generare a energiei solare fotovoltaice pot fi împărțite în două categorii în funcție de relația lor cu sistemele de energie: sisteme de generare a energiei fotovoltaice independente și sisteme de generare a energiei fotovoltaice conectate la rețea.
Sistem independent de generare a energiei fotovoltaice
Sistemul independent de generare a energiei fotovoltaice este compus dintr-un sistem solar fotovoltaic, baterie de stocare, controler de încărcare, convertor electronic de putere (invertor), sarcină etc. Principiul său de funcționare este că energia radiației solare este mai întâi convertită în energie electrică prin sistemul fotovoltaic. , iar apoi sarcina este alimentată de convertorul electronic de putere după conversie. În același timp, surplusul de energie electrică este stocat în dispozitivul de stocare a energiei sub formă de energie chimică după trecerea prin controlerul de încărcare. În acest fel, atunci când lumina soarelui este insuficientă, energia stocată în baterie poate fi transformată în energie electrică AC 220V, 50 Hz pentru sarcinile AC, după ce a fost amplificată de invertoare electronice de putere, filtre și transformatoare de frecvență de putere. Caracteristica generarii de energie solara este de a genera energie electrica in timpul zilei, in timp ce sarcina este adesea folosita 24/7. Prin urmare, componentele de stocare a energiei sunt esențiale în sistemele independente de generare a energiei fotovoltaice, iar principalele componente de stocare a energiei utilizate în inginerie sunt bateriile.
sistem fotovoltaic conectat la rețea
Sistemul de generare a energiei fotovoltaice conectat la rețea constă dintr-un sistem fotovoltaic, un circuit de amplificare DC/DC de înaltă frecvență, un convertor electronic de putere (invertor) și o parte de monitorizare a sistemului. Principiul său de funcționare este că energia radiației solare este convertită de un sistem fotovoltaic, apoi transformată în curent continuu de înaltă tensiune după conversia CC de înaltă frecvență și apoi emite curent alternativ sinusoidal cu aceeași frecvență ca și tensiunea rețelei către rețea după ce a fost inversată. prin invertor electronic de putere.
Cea mai mare diferență între cele două sisteme de generare a energiei fotovoltaice de mai sus este că sistemul de generare a energiei fotovoltaice conectat la rețea este conectat direct la rețeaua electrică, astfel încât surplusul de energie electrică al sistemului fotovoltaic și al rețelei paralele pot fi complementare, eliminând stocarea necesară de energie. elemente precum bateriile din sistemul independent de generare a energiei fotovoltaice, care nu numai că reduce costul sistemului, ci asigură și fiabilitatea sistemului. În același timp, vara, intensitatea radiantă solară este mare, iar sistemul fotovoltaic generează mai multă putere, care poate regla sarcina de vârf a rețelei vara. Odată cu aplicarea pe scară largă a generării de energie solară fotovoltaică și scăderea rapidă a prețului modulelor de celule solare în ultimii ani, sistemele conectate la rețea vor fi, fără îndoială, mai utilizate pe scară largă.
avantaj
——
1) Funcționare fiabilă: poate furniza energie în mod normal chiar și în medii dure și condiții climatice.
2) Durată de viață lungă: Durata de viață a componentelor din siliciu cristalin este de obicei de peste 25 de ani, în timp ce durata de viață a componentelor din siliciu amorf este de obicei de peste 20 de ani.
3) Costuri reduse de întreținere: După finalizare, este necesar doar un număr mic de personal pentru a inspecta și întreține în mod regulat sistemul. În comparație cu centralele convenționale, costurile de întreținere sunt mari.
4) Energia naturală: Energia este o sursă inepuizabilă de energie solară, fără a fi nevoie de costuri energetice.
5) Fără poluare fonică: Întregul sistem nu are părți mecanice în mișcare și nu generează zgomot.
6) Modular: Selectați capacitatea sistemului în funcție de nevoi, instalare flexibilă și convenabilă și extindere ușoară.
7) Siguranță: Nu există articole inflamabile în sistem, iar performanța de siguranță este ridicată.
8) Alimentare autonomă: poate funcționa în afara rețelei, poate furniza energie independent și nu este afectată de rețeaua publică de energie.
9) Generarea de energie distribuită: pot fi construite centrale fotovoltaice distribuite pentru a reduce impactul și daunele asupra rețelei publice de energie.
10) Altitudine mare: În zonele cu altitudine mare și lumină solară puternică, puterea de ieșire a sistemului poate fi crescută și mai mult. (Comparativ cu generarea de energie fotovoltaică în zonele de mare altitudine, eficiența generatorului diesel și puterea de ieșire sunt reduse din cauza presiunii scăzute a aerului.
Scenariul aplicației
——
Pe lângă centralele solare tradiționale și fotovoltaicele distribuite pe acoperiș, fotovoltaica poate fi aplicată și în diferite scenarii, cum ar fi arhitectură, agricultură, pescuit, facilități publice, construcții de peisaj etc. Aceste modele compozite și transfrontaliere permit echilibrarea proiectelor de construcții fotovoltaice. dezvoltarea economică și protecția ecologică în timp ce se generează energie electrică curată; Pe de altă parte, acest mod de utilizare eficientă și intensivă a spațiului va ajuta noile proiecte de dezvoltare energetică să obțină resursele de teren necesare construcției.
În județul Zhongba, China, toată furnizarea de căldură din acest județ este asigurată de energia solară. Partea neagră din partea stângă a imaginii este un colector solar cu o suprafață de 35000 de metri pătrați, la fel ca încălzitorul de apă pe care îl folosim de obicei, care poate transforma energia solară în căldură. Adună căldura și o stochează în borcanul colorat din imagine. Acest borcan poate genera căldură 24 de ore pe zi și poate asigura încălzirea orașului de județ. Aceasta este 100% energie solară, complet zero carbon.
Fotovoltaic plus Restaurare Ecologica Teren
Conform statisticilor Convenției Națiunilor Unite pentru Combaterea Deșertificării, suprafața globală de pământ în condiții de secetă extremă și secetă este de aproximativ 25500 de kilometri pătrați, reprezentând 17,2% din suprafața terestră globală. Mai mult, zona deșertului continuă să se extindă în fiecare an. Neutralitatea degradării terenurilor (LDN) și restaurarea ecologică a terenurilor degradate au fost întotdeauna probleme importante cu care se confruntă Pământul. Deși terenul deșertificat trebuie reparat, acesta oferă și o cantitate mare de resurse de teren. Prin urmare, combinarea refacerii ecologice a terenurilor deșertificate cu construcția fotovoltaică va aduce diverse beneficii. Panourile solare din deșerturi nu numai că furnizează energie, ci și reduc cantitatea de radiații solare și evaporarea apei pe sol. Apa pulverizată în timpul curățării panourilor bateriei crește conținutul de umiditate al suprafeței solului și favorizează creșterea și refacerea vegetației. Centralele solare din deșert pot promova fixarea biologică a carbonului a solului, colonizarea plantelor, îmbunătățirea biodiversității și restabilirea activității solului, ceea ce favorizează conservarea apei și a solului, rezistența la vânt și nisip, reglarea climei și îmbunătățirea mediului ecologic. Proprietarii de terenuri, după un ciclu de funcționare de 25-an al centralelor fotovoltaice, vor primi teren de înaltă calitate, cu o acoperire mai mare cu vegetație, un sol mai sănătos, o productivitate mai mare a terenului și beneficii de închiriere a terenului în timpul perioadei de utilizare.
În prezent, țări precum Pakistan și Egipt, precum și Mongolia Interioară, Shanxi, Qinghai, Ningxia și alte regiuni din China, au astfel de proiecte de „restaurare ecologică fotovoltaică plus terenuri”. Luați ca exemplu proiectul de restaurare ecologică din bazinul Qinghai Gonghe. Proiectul de 850 MW acoperă o suprafață de 54 de kilometri pătrați. După construirea centralelor fotovoltaice, acoperirea de vegetație a terenului de sub și între panouri fotovoltaice a crescut semnificativ, iar acoperirea de vegetație a crescut cu 15 la sută; Acoperirea vegetației în zonele de irigare cu pompe fotovoltaice de apă s-a îmbunătățit, de asemenea, semnificativ. La 10 cm, 20 cm și 40 cm sub panoul fotovoltaic, conținutul de umiditate a solului a crescut cu 78 la sută, 43 la sută și, respectiv, 40 la sută. Vara, conținutul de materie organică din sol și azot a crescut de 11,6 ori, respectiv de 11,3 ori față de anul precedent, iar microorganismele din sol au crescut, îmbunătățind astfel productivitatea terenului. Generarea de energie fotovoltaică a redus emisiile de carbon cu aproximativ 1,2 milioane de tone, iar vegetația și carbonul organic din sol au format, de asemenea, un anumit grad de depunere de carbon. Zona centralei electrice are un efect de reglementare semnificativ asupra climei locale: viteza vântului în interiorul parcului fotovoltaic a scăzut cu 40,3 la sută comparativ cu cea din afara parcului; Umiditatea relativă a aerului este cu 2,8 la sută mai mare decât în afara parcului. De asemenea, are un efect de reglare a temperaturii solului.
Fotovoltaic plus clădire
Cel mai mare consum de energie din Europa provine din industria construcțiilor, care consumă aproximativ 40 la sută din energie și emite aproximativ 36 la sută din gazele cu efect de seră. În prezent, aproape 75 la sută din clădirile din Uniunea Europeană sunt slab eficiente din punct de vedere energetic. Dacă clădirile existente sunt modernizate cu energie, se poate economisi multă energie, ceea ce se așteaptă să reducă consumul total de energie al UE cu 5% până la 6% și să reducă emisiile de dioxid de carbon cu 5% . În prezent, Europa promovează proiecte de integrare a clădirilor fotovoltaice la scară largă. Combinarea construcției fotovoltaice cu clădiri poate reduce consumul de resurse de teren. Țările europene estimează mai întâi suprafața disponibilă a clădirii atunci când construiesc proiecte „fotovoltaic plus clădire”, pentru a maximiza utilizarea suprafeței clădirii. Din rezultatele implementării practice la scară largă a sistemelor fotovoltaice în zona metropolitană Paris, se poate observa că, datorită acoperirii acoperișului, panourile solare pot crește cererea de încălzire a gospodăriilor pe timp de iarnă cu 3%, dar vara, această acoperire poate reduce consumul de energie pentru aer condiționat cu 12 la sută.
Liechtenstein este o țară foarte tipică care beneficiază de pe urma construcției fotovoltaice. Această țară este situată între Elveția și Austria, cu o suprafață de doar 160,5 kilometri pătrați și 38244 de locuitori. Liechtenstein are un teren mic și o populație rară, un consum mare de energie pe cap de locuitor, un consum mare de energie electrică pe cap de locuitor și o rată scăzută de autosuficiență energetică. Cu toate acestea, este prima țară din lume căreia i se permite să fie numită „centrală energetică”. Din perspectiva fotovoltaicii pe cap de locuitor, în 2015, Liechtenstein a depășit Germania, care anterior ocupase primul loc (cu o capacitate instalată pe cap de locuitor de 473 de wați), și a primit titlul de „campion pe cap de locuitor la fotovoltaic” de către Asociația Solar Super State. cu o capacitate instalată pe cap de locuitor de 532 wați. Este de remarcat faptul că toate proiectele fotovoltaice din această țară sunt construite pe clădiri. În condițiile resurselor luminoase din Liechtenstein, un sistem fotovoltaic modern cu o suprafață de 40-50 metri pătrați poate acoperi aproximativ consumul de energie electrică al unei familii de patru persoane și poate continua să genereze electricitate timp de aproximativ 25 de ani, ajutând Liechtensteinul să realizeze autosuficiența în energie electrică casnică și furnizarea unei părți din energie electrică industriei. Pe 10 mai 2020, producția internă de energie electrică a Liechtensteinului a depășit sarcina de energie electrică a țării, marcând pentru prima dată în istoria sa când țara a avut o operare complet autonomă cu energie electrică, fără a fi nevoie de nicio energie externă. Deși acesta este un eveniment ocazional într-o perioadă specială, demonstrează și posibilitatea ca țara să se bazeze pe construcția fotovoltaică pentru a obține independența energetică. Actualul plan energetic public al țării este de a atinge o capacitate fotovoltaică pe cap de locuitor de 2,2 kilowați până în 2030 și de cel puțin 4,5 kilowați până în 2050. Toate aceste fotovoltaice sunt încă planificate pentru construcție, iar poziția clădirilor fotovoltaice în țară a fost consolidată în continuare.
Fotovoltaic plus Agricultura
„Fotovoltaic plus Agricultura” se referă la desfășurarea simultană a activităților de producere a energiei fotovoltaice pe schele și de producție agricolă pe același teren. Suprafața globală a terenurilor agricole este de aproximativ 500 de milioane de kilometri pătrați, reprezentând 38% din suprafața globală a terenului. Aproximativ o treime din el este teren arabil, în timp ce restul de două treimi sunt pășuni și pășuni. Terenurile agricole ocupă o cantitate mare de resurse de teren, iar dacă aceste terenuri pot fi folosite ca suprafețe utilizabile pentru construcția fotovoltaică a fost întotdeauna controversată. În acest scop, cea mai mare instituție de cercetare a energiei solare din Europa, Fraunhofer ISE din Germania, a lansat în 2015 proiectul de cercetare integrată agricolă și solară APV RESOLA pentru a testa impactul panourilor fotovoltaice asupra randamentului diferitelor culturi precum grâul de toamnă, țelina. , și cartofi. Controlul științific arată că combinația dintre fotovoltaic și plantarea de cartofi va crește randamentul de cartofi cu 3% la hectar, iar terenul agricol va produce 83% energie verde suplimentară prin fotovoltaic, iar rata de utilizare globală a terenului va crește cu {{7 }} la sută. Această realizare a fost anunțată la Conferința Internațională de Fotovoltaică Agricolă AgriVoltaics găzduită de Institutul de Cercetare a Sistemelor Solare Fraunhofer din Germania în octombrie 2020. Modul „fotovoltaic plus agricultură”, care combină curățarea panourilor fotovoltaice cu irigarea terenurilor agricole, poate îmbunătăți eficiența apei. utilizarea resurselor și panourile fotovoltaice pot juca, de asemenea, un rol în reducerea impactului negativ al luminii excesive la amiază asupra culturilor și în reducerea evaporării apei. Pe baza instalațiilor agricole și solare integrate, pot fi selectate culturi adecvate pentru o irigare rezonabilă. Sistemul inteligent de alimentare cu energie fotovoltaică poate asigura, de asemenea, procesul de producție agricolă, poate realiza „sera fotovoltaică plus plantare inteligentă” și poate îmbunătăți economia și calitatea agriculturii. Modelul „fotovoltaic plus agricultură” rezolvă problema concurenței pe teren între construcțiile fotovoltaice și producția agricolă, iar prin unele măsuri de intervenție în construcțiile fotovoltaice, crește randamentul culturilor, asigurând în același timp producția de energie fotovoltaică pe cât posibil, realizând utilizarea compozitelor de teren.
Luând ca exemplu centrala agricolă fotovoltaică situată pe malul de est al Râului Galben din Ningxia, malul de est al Râului Galben din Ningxia a fost odată unul dintre cele mai serios deșertizate terenuri, cu o înălțime deasupra nivelului mediu al mării de 1200 de metri. , precipitația maximă anuală de 273 mm, iar evaporarea anuală de 2722 mm. Nisip galben și praf erau peste tot. Compania de dezvoltare a efectuat management ecologic pe 160000 de acri (aproximativ 10666 hectare) de teren deșertificat, a construit centrale agricole și fotovoltaice complementare, a planificat construirea de energie fotovoltaică de 3 GWp și a finalizat generarea de energie fotovoltaică de 1 GWp conectată la rețea. În același timp, a fost realizat lanțul industriei ecologice de „plantarea vânzărilor de procesare de cercetare și dezvoltare” de boabe de goji organice de înaltă calitate, oferind oportunități de angajare pentru populația locală de 30.000 de oameni săraci. Modulele fotovoltaice reduc intensitatea radiantă. „Fotovoltaic plus agricultura” face ca sezonul de înflorire al Lycium barbarum să fie mai lung decât cel al Lycium barbarum similar local timp de 5 săptămâni, iar producția crește cu 29 la sută.
Fotovoltaic plus Pescuit
Fotovoltaic plus Pescuit „se referă la construcția de centrale fotovoltaice cu o fundație la suprafața apei, care generează energie electrică în timp ce desfășoară pescuit sub panouri fotovoltaice. Este un model de dezvoltare multiplă al utilizării compozite a resurselor spațiale. Pentru produsele acvatice: în primul rând, Efectele de răcire și umbrire ale modulelor fotovoltaice pot reduce temperatura de somn a produselor acvatice, pot reduce evaporarea apei, pot îmbunătăți rata de supraviețuire a peștilor, creveților și crabilor și pot reduce invazia algelor; În al doilea rând, sistemele inteligente de alimentare cu energie fotovoltaică pot controla eficient condițiile a corpurilor de apă din acvacultură, cum ar fi temperatura și pH-ul apei; De asemenea, poate realiza o circulație care economisește apa, deversarea poluării din fundul piscinei, sterilizarea și oxigenarea și detectarea de la distanță, creând un mediu ecologic mai bun și îmbunătățind continuu randamentul și calitatea produselor acvatice. Pentru operarea de generare a energiei și conservarea energiei și reducerea emisiilor, pescuitul condus de fotovoltaic are poluare zero, reducând emisiile de praf, dioxid de carbon, dioxid de sulf și oxid de azot; Centralele fotovoltaice de suprafață pot evita, de asemenea, daunele cauzate de incendii, mușcături de animale pe cabluri și alte situații. Creșterea simultană a producției de pescuit și conservarea energiei și reducerea emisiilor pot spori considerabil valoarea economică pe unitatea de suprafață de teren.
Pe baza datelor din Proiectul integrat de pescuit și lumină din Jiangsu, randamentul iazurilor de crap ierb per mu din Proiectul integrat de pescuit și lumină a atins 35550-39705 kg/ha, ceea ce este mult mai mare decât nivelul mediu al convenționalelor locale. iazuri (18750 kg/ha). Instalați module fotovoltaice de 50% până la 75% pe 339 de acri de suprafață de apă de acvacultură, înființați un iaz integrat de pescuit și iluminat de 10 megawați, generați un total de 13 milioane de kilowați-oră de electricitate pe an, generați 38300-kilowați-oră de electricitate per fiecare acri pe an și generează o medie de 3196-kilowați-oră de electricitate pe acru pe lună. Simbioza de pește și legume (orez), folosind orez și spanac de apă pentru tratament biologic, a produs un total de 194,48 kilograme de orez și 3529 kilograme de spanac de apă, absorbind un total de 161,99 kilograme de azot, 27,63 kilograme de fosfor și 202,44 kilograme. de potasiu și obținerea unei valori suplimentare a producției de aproape 4000 de yuani și un profit de peste 3000 de yuani. Utilizând combinația organică a tehnologiei de purificare fizică, biologică și acvacultură, am atins obiectivul de a „utiliza peștii pentru a hrăni apa și iarba pentru a curăța apa”, controlând eficient problema poluării interne și externe în acvacultură. Rata de degradare a SS este de peste 80 la sută, iar rata de degradare a COD, TN și TP este de peste 90 la sută. Calitatea apei purificate îndeplinește standardul de prim nivel al „Cerințe de evacuare pentru apa de acvacultură din iaz de apă dulce” (SC/T9101-2007).
Compania noastră se concentrează pe capac de capăt din cupru de calitate superioară, contacte terminale pentru siguranțe, (VEHICUL ELECTRIC) Bara colectoare pentru condensator de film EV, (PUTERE SOLAR) Bara comună cu invertor PV, Bara colectoare laminată, Carcase din aluminiu pentru baterii de energie nouă, Cupru/Alama/Aluminiu/Oțel inoxidabil Piese de ștanțare și alte produse electrice Ansamblu de ștanțare și sudare a metalelor de peste 18 ani în China. Am început ca o operațiune mică, dar acum am devenit unul dintre cei mai importanți furnizori din industria EV și PV din China.
Dacă aveți orice nevoie, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați și vă vom răspunde cât mai curând posibil!
