Waarom fotovoltaïese kragopwekking 'n leidende posisie in hernubare energiekragopwekking kan beklee?

Verbruikers, nywerhede en regerings neem almal maatreëls om die gebruik van hernubare energie te verhoog.Dit stoot die kragopwekking en -verspreidingstelsel van 'n gesentraliseerde spilpunt-en-speek-argitektuur na 'n meer netwerkgebaseerde gelokaliseerde kragopwekking en -verbruik, en stabiele vraag en aanbod deur slimnetwerk-interkonneksie.

Volgens die Internasionale Energieagentskap (IEA) se brandstofverslag van Oktober 2019,teen 2024 sal die opwekking van hernubare energie met 50% toeneem.

Dit beteken dat die wêreldwye hernubare energie-opwekkingskapasiteit met 1200GW sal toeneem, wat gelykstaande is aan die huidige geïnstalleerde kapasiteit van die Verenigde State.Die verslag voorspel dat 60% van die toename in die opwekking van hernubare energie in die vorm van fotovoltaïese sonkragtoerusting sal wees.

Die verslag beklemtoon ook die belangrikheid van verspreide fotovoltaïese kragopwekkingstelsels, aangesien verbruikers, kommersiële geboue en industriële fasiliteite self elektrisiteit begin opwek.Dit voorspel dat verspreide fotovoltaïese kragopwekking teen 2024 meer as verdubbel tot meer as 500 GW.Dit beteken datverspreide fotovoltaïese kragopwekking sal byna die helfte uitmaak van die totale groei van fotovoltaïese sonkragopwekking.

Sonkrag voordeel

Waarom neem fotovoltaïese kragopwekking deur sonkrag so 'n leidende posisie in in die groei van kragopwekking van hernubare energie?

Een ooglopende rede is dat die son op ons almal skyn, dus word die energie daarvan wyd gebruik.Dit bring die kragopwekking nader aan die kragverbruik en lewer die krag na die af-netwerkpunt, wat veral nuttig is om kragverspreidingsverliese te verminder.

Nog 'n ooglopende rede is ditdaar is baie sonkrag.Daar is baie subtiele verskille in die berekening van hoeveel energie die aarde van die son ontvang.'n Duimreël is dat die gemiddelde seevlak 1kW per vierkante meter op 'n sonnige dag is, of wanneer faktore soos die dag/nag-siklus, invalshoek en seisoenaliteit in ag geneem word, is die gemiddelde per vierkante meter per dag.M 6kWh.

Sonselle gebruik die foto-elektriese effek om invallende lig in elektriese energie om te skakel in die vorm van 'n stroom fotone.Fotone word geabsorbeer deur halfgeleiermateriale soos gedoteerde silikon, en hul energie wek elektrone uit hul molekulêre of atoomorbitale.Hierdie elektrone is dan vry om die oortollige energie as hitte te verdryf en na sy wentelbaan terug te keer, of na die elektrode te versprei en deel van die stroom te word om die potensiaalverskil wat dit op die elektrode skep, te verreken.

Soos met alle energie-omskakelingsprosesse, word nie alle energie-insette na sonselle in die voorkeurvorm van elektriese energie uitgegee nie.Trouens, die energie-doeltreffendheid van monokristallyne silikon sonselle beweeg al vir baie jare tussen 20% en 25%.Die geleentheid vir fotovoltaïese sonkrag is egter so groot dat die navorsingspan al dekades lank werk om toenemend komplekse strukture en materiale te gebruik om selomsettingsdoeltreffendheid te verbeter, soos in hierdie prent deur NREL getoon.

Die bereiking van die hoër energiedoeltreffendheid wat gewys word, is gewoonlik ten koste van die gebruik van veelvuldige verskillende materiale en meer komplekse en duur vervaardigingstegnieke.

Baie sonkrag fotovoltaïese toestelle is gebaseer op verskeie vorme van kristallyne silikon of dun films van silikon, kadmium telluride of koper indium gallium selenied, met 'n omskakelingsdoeltreffendheid van 20% tot 30%.Die battery is in die module ingebou, en die installeerder kan hierdie modules as die basiese eenheid gebruik om 'n sonkrag fotovoltaïese kragopwekkingstelsel te bou.

Energiedoeltreffendheid uitdaging

Fotovoltaïese omskakeling omskep kilowatt sonenergie wat op elke vierkante meter van die aarde se oppervlak in 200 tot 300 W se elektriese energie omskakel.Dit is natuurlik onder ideale omstandighede.Die omskakelingsdoeltreffendheid kan egter verminder word weens die volgende redes: reën, sneeu en stof wat op die oppervlak van die battery neergelê word, die invloed van die veroudering van halfgeleiermateriale, en die verhoogde skaduwee as gevolg van omgewingsveranderinge soos die groei van plantegroei of die bou van nuwe geboue.

Daarom is die realiteit dat alhoewel sonenergie gratis is, die gebruik van sonenergie om nuttige elektriese energie op te wek sorgvuldige optimalisering van elke stadium van versameling, berging en finale omskakeling in elektriese energie vereis.Een van die grootste geleenthede om energiedoeltreffendheid te verbeter, is die ontwerp van dieomskakelaar, wat die GS-uitset van die sonreeks (of sy batteryberging) omskakel na WS-stroom vir direkte gebruik of transmissie deur die rooster.

Die omskakelaar verander die polariteit van die GS-insetstroom om dit naby die WS-uitset te maak.Hoe hoër die skakelfrekwensie, hoe hoër is die omskakelingsdoeltreffendheid.'n Eenvoudige skakelaar kan 'n vierkantgolfuitset produseer wat 'n weerstandslas kan aandryf, maar met harmonieke sal dit meer komplekse elektroniese toerusting beskadig wat deur suiwer sinusgolf AC aangedryf word.Daarom het omskakelaarontwerp die sleutel tot balans geword.Aan die een kant,die verhoging van die skakelfrekwensie om energiedoeltreffendheid, bedryfspanning en kragopwekking te verbeter, aan die ander kant,om die koste van hulpkomponente wat gebruik word om die vierkantgolf glad te maak, te verminder.