Nə üçün fotovoltaik enerji istehsalı bərpa olunan enerji enerjisi istehsalında lider mövqe tuta bilər?

İstehlakçılar, sənayelər və hökumətlər bərpa olunan enerjidən istifadəni artırmaq üçün tədbirlər görür.Bu, elektrik enerjisinin istehsalı və paylanması sistemini mərkəzləşdirilmiş qovşaq arxitekturasından daha çox şəbəkə əsaslı lokallaşdırılmış elektrik enerjisi istehsalı və istehlakına və smart şəbəkənin qarşılıqlı əlaqəsi vasitəsilə sabit tələb və təklifə təkan verir.

Beynəlxalq Enerji Agentliyinin (IEA) 2019-cu ilin oktyabr ayı üzrə yanacaq hesabatına əsasən,2024-cü ilə qədər bərpa olunan enerji istehsalı 50% artacaq.

Bu o deməkdir ki, qlobal bərpa olunan enerji istehsal gücü 1200 GVt artacaq ki, bu da ABŞ-ın hazırkı quraşdırılmış gücünə bərabərdir.Hesabatda bərpa olunan enerji istehsalının artımının 60%-nin günəş fotovoltaik avadanlıqları şəklində olacağı proqnozlaşdırılır.

Hesabatda həmçinin paylanmış fotovoltaik elektrik enerjisi istehsal sistemlərinin vacibliyi vurğulanır, çünki istehlakçılar, ticarət binaları və sənaye obyektləri özləri elektrik enerjisi istehsal etməyə başlayırlar.O, 2024-cü ilə qədər paylanmış fotovoltaik enerji istehsalının iki dəfədən çox artaraq 500 GVt-dan çox olacağını proqnozlaşdırır.Bu o deməkdir kipaylanmış fotovoltaik enerji istehsalı günəş fotovoltaik enerji istehsalının ümumi artımının təxminən yarısını təşkil edəcək.

Günəş üstünlüyü

Günəş fotovoltaik enerji istehsalı niyə bərpa olunan enerji enerjisi istehsalının artımında belə aparıcı mövqe tutur?

Aydın səbəblərdən biri günəşin hamımıza işıq saçmasıdır, ona görə də onun enerjisindən geniş istifadə olunur.Bu, enerji istehsalını enerji istehlakına yaxınlaşdırır və enerjini şəbəkədən kənar nöqtəyə çatdırır ki, bu da enerji paylama itkilərini azaltmaq üçün xüsusilə faydalıdır.

Başqa bir aşkar səbəb budurçoxlu günəş enerjisi var.Yerin günəşdən nə qədər enerji aldığını hesablamaqda çox incə fərqlər var.Əsas qayda ondan ibarətdir ki, günəşli bir gündə orta dəniz səviyyəsi hər kvadrat metrə 1 kVt təşkil edir və ya gündüz/gecə dövrü, hadisə bucağı və mövsümilik kimi amillər nəzərə alındıqda, orta gündəlik kvadrat metrə bərabərdir.M 6kWh.

Günəş hüceyrələri fotoelektrik effektdən istifadə edərək gələn işığı foton axını şəklində elektrik enerjisinə çevirirlər.Fotonlar aşqarlanmış silisium kimi yarımkeçirici materiallar tərəfindən udulur və onların enerjisi elektronları molekulyar və ya atom orbitallarından həyəcanlandırır.Bu elektronlar daha sonra istilik kimi artıq enerjini yaymaq və orbitinə qayıtmaq və ya elektroda yayılmaq və elektrodda yaratdığı potensial fərqi kompensasiya etmək üçün cərəyanın bir hissəsi olmaq üçün sərbəstdirlər.

Bütün enerji çevrilmə proseslərində olduğu kimi, günəş batareyalarına daxil olan bütün enerji elektrik enerjisinin üstünlük təşkil etdiyi formada çıxarılmır.Əslində, monokristal silikon günəş batareyalarının enerji səmərəliliyi uzun illərdir 20% ilə 25% arasında dəyişir.Bununla belə, günəş fotovoltaikləri üçün imkan o qədər böyükdür ki, tədqiqat qrupu NREL tərəfindən bu şəkildə göstərildiyi kimi hüceyrə çevrilməsinin səmərəliliyini artırmaq üçün getdikcə daha mürəkkəb strukturlardan və materiallardan istifadə etmək üçün onilliklər ərzində işləyir.

Göstərilən daha yüksək enerji səmərəliliyinə nail olmaq adətən çoxlu müxtəlif materiallardan və daha mürəkkəb və bahalı istehsal üsullarından istifadə hesabına olur.

Bir çox günəş fotovoltaik cihazları müxtəlif formalarda kristal silisium və ya silisium, kadmium tellurid və ya mis indium qallium seleniddən ibarət nazik təbəqələrə əsaslanır, çevrilmə səmərəliliyi 20% -dən 30% -ə qədərdir.Batareya modulda qurulub və quraşdırıcı bu modullardan günəş fotovoltaik enerji istehsalı sistemini qurmaq üçün əsas vahid kimi istifadə edə bilər.

Enerji səmərəliliyi problemi

Fotovoltaik çevrilmə yer səthinin hər kvadrat metrinə düşən kilovat günəş enerjisini 200-300 Vt elektrik enerjisinə çevirir.Təbii ki, bu ideal şəraitdə olur.Bununla belə, dönüşüm səmərəliliyi aşağıdakı səbəblərə görə azala bilər: batareyanın səthində çökən yağış, qar və toz, yarımkeçirici materialların yaşlanmasının təsiri və bitki örtüyünün böyüməsi kimi ətraf mühit dəyişiklikləri səbəbindən artan kölgə və ya yeni binaların tikintisi.

Buna görə də, reallıq ondan ibarətdir ki, günəş enerjisi pulsuz olsa da, faydalı elektrik enerjisi yaratmaq üçün günəş enerjisindən istifadə toplanması, saxlanması və elektrik enerjisinə son çevrilməsinin hər bir mərhələsinin diqqətlə optimallaşdırılmasını tələb edir.Enerji səmərəliliyini artırmaq üçün ən böyük imkanlardan biri də dizayndırçeviriciGünəş massivinin DC çıxışını (və ya onun batareya anbarını) birbaşa istifadə və ya şəbəkə vasitəsilə ötürmək üçün AC cərəyanına çevirir.

İnverter DC giriş cərəyanının polaritesini dəyişərək onu AC çıxışına yaxınlaşdırır.Kommutasiya tezliyi nə qədər yüksək olarsa, çevrilmə səmərəliliyi bir o qədər yüksək olar.Sadə bir keçid müqavimətli yükü idarə edə bilən kvadrat dalğa çıxışı yarada bilər, lakin harmoniklərlə təmiz sinus dalğası AC ilə işləyən daha mürəkkəb elektron avadanlıqlara zərər verəcəkdir.Buna görə də, inverter dizaynı balansın açarına çevrildi.Bir əldə,enerji səmərəliliyini, işləmə gərginliyini və enerji istehsalını yaxşılaşdırmaq üçün keçid tezliyinin artırılması, Digər tərəfdən,kvadrat dalğanı hamarlamaq üçün istifadə olunan köməkçi komponentlərin dəyərini minimuma endirmək.