Pam y gall cynhyrchu pŵer ffotofoltäig fod ar flaen y gad o ran cynhyrchu pŵer ynni adnewyddadwy?

Mae defnyddwyr, diwydiannau a llywodraethau i gyd yn cymryd camau i gynyddu'r defnydd o ynni adnewyddadwy.Mae hyn yn gwthio'r system cynhyrchu a dosbarthu pŵer o bensaernïaeth canolbwynt-a-siarad ganolog i gynhyrchu pŵer a defnydd mwy lleol seiliedig ar grid, a chyflenwad a galw sefydlog trwy ryng-gysylltiad grid smart.

Yn ôl adroddiad tanwydd Hydref 2019 yr Asiantaeth Ynni Rhyngwladol (IEA),erbyn 2024, bydd cynhyrchu ynni adnewyddadwy yn cynyddu 50%.

Mae hyn yn golygu y bydd y gallu cynhyrchu ynni adnewyddadwy byd-eang yn cynyddu 1200GW, sy'n cyfateb i gapasiti gosodedig presennol yr Unol Daleithiau.Mae'r adroddiad yn rhagweld y bydd 60% o'r cynnydd mewn cynhyrchu ynni adnewyddadwy ar ffurf offer ffotofoltäig solar.

Mae'r adroddiad hefyd yn pwysleisio pwysigrwydd systemau cynhyrchu pŵer ffotofoltäig dosbarthedig, wrth i ddefnyddwyr, adeiladau masnachol a chyfleusterau diwydiannol ddechrau cynhyrchu trydan ar eu pen eu hunain.Mae'n rhagweld, erbyn 2024, y bydd cynhyrchu pŵer ffotofoltäig dosbarthedig yn fwy na dyblu i fwy na 500 GW.Mae hyn yn golygu hynnybydd cynhyrchu pŵer ffotofoltäig dosbarthedig yn cyfrif am bron i hanner cyfanswm twf cynhyrchu pŵer ffotofoltäig solar.

Mantais solar

Pam mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig solar yn cymryd lle mor flaenllaw yn nhwf cynhyrchu pŵer ynni adnewyddadwy?

Un rheswm amlwg yw bod yr haul yn tywynnu ar bob un ohonom, felly mae ei egni'n cael ei ddefnyddio'n helaeth.Mae hyn yn dod â chynhyrchu pŵer yn agosach at y defnydd o bŵer ac yn darparu'r pŵer i'r pwynt oddi ar y grid, sy'n arbennig o ddefnyddiol ar gyfer lleihau colledion dosbarthu pŵer.

Rheswm amlwg arall yw hynnymae llawer o ynni solar.Mae yna lawer o wahaniaethau cynnil wrth gyfrifo faint o egni mae'r ddaear yn ei dderbyn o'r haul.Un rheol gyffredinol yw bod lefel y môr ar gyfartaledd yn 1kW fesul metr sgwâr ar ddiwrnod heulog, neu pan ystyrir ffactorau megis y cylch dydd / nos, ongl digwyddiad, a thymhoroldeb, y cyfartaledd yw fesul metr sgwâr y dydd.M 6kWh.

Mae celloedd solar yn defnyddio'r effaith ffotodrydanol i drosi golau digwyddiad yn egni trydanol ar ffurf llif o ffotonau.Mae ffotonau'n cael eu hamsugno gan ddeunyddiau lled-ddargludyddion fel silicon doped, ac mae eu hegni'n cyffroi electronau o'u orbitalau moleciwlaidd neu atomig.Yna mae'r electronau hyn yn rhydd i wasgaru'r egni gormodol fel gwres a dychwelyd i'w orbit, neu ymledu i'r electrod a dod yn rhan o'r cerrynt i wrthbwyso'r gwahaniaeth potensial y mae'n ei greu ar yr electrod.

Fel gyda phob proses trosi ynni, nid yw pob mewnbwn ynni i gelloedd solar yn allbwn yn y ffurf a ffefrir o ynni trydanol.Mewn gwirionedd, mae effeithlonrwydd ynni celloedd solar silicon monocrystalline wedi bod yn hofran rhwng 20% ​​a 25% ers blynyddoedd lawer.Fodd bynnag, mae'r cyfle ar gyfer ffotofoltäig solar mor wych bod y tîm ymchwil wedi bod yn gweithio ers degawdau i ddefnyddio strwythurau a deunyddiau cynyddol gymhleth i wella effeithlonrwydd trosi celloedd, fel y dangosir yn y llun hwn gan NREL.

Mae cyflawni'r effeithlonrwydd ynni uwch a ddangosir fel arfer ar draul defnyddio nifer o wahanol ddeunyddiau a thechnegau gweithgynhyrchu mwy cymhleth a drud.

Mae llawer o ddyfeisiau ffotofoltäig solar yn seiliedig ar wahanol fathau o silicon crisialog neu ffilmiau tenau o silicon, telluride cadmiwm neu gopr indium gallium selenide, gydag effeithlonrwydd trosi o 20% i 30%.Mae'r batri wedi'i adeiladu yn y modiwl, a gall y gosodwr ddefnyddio'r modiwlau hyn fel yr uned sylfaenol i adeiladu system cynhyrchu pŵer ffotofoltäig solar.

Her effeithlonrwydd ynni

Mae trosi ffotofoltäig yn trosi cilowat o ddigwyddiad ynni solar ar bob metr sgwâr o wyneb y ddaear yn 200 i 300 W o ynni trydanol.Wrth gwrs, mae hyn o dan amodau delfrydol.Fodd bynnag, gellir lleihau'r effeithlonrwydd trosi oherwydd y rhesymau canlynol: glaw, eira a llwch a adneuwyd ar wyneb y batri, dylanwad heneiddio deunyddiau lled-ddargludyddion, a'r cysgod cynyddol oherwydd newidiadau amgylcheddol megis twf llystyfiant. neu adeiladu adeiladau newydd.

Felly, y gwir amdani yw, er bod ynni'r haul yn rhad ac am ddim, mae defnyddio ynni'r haul i gynhyrchu ynni trydanol defnyddiol yn gofyn am optimeiddio gofalus o bob cam o gasglu, storio, a throsi terfynol yn ynni trydanol.Un o'r cyfleoedd mwyaf i wella effeithlonrwydd ynni yw dyluniad ygwrthdröydd, sy'n trosi allbwn DC yr arae solar (neu ei storfa batri) yn gerrynt AC i'w ddefnyddio'n uniongyrchol neu ei drosglwyddo trwy'r grid.

Mae'r gwrthdröydd yn newid polaredd y cerrynt mewnbwn DC i'w wneud yn agos at yr allbwn AC.Po uchaf yw'r amlder newid, yr uchaf yw'r effeithlonrwydd trosi.Gall switsh syml gynhyrchu allbwn tonnau sgwâr a all yrru llwyth gwrthiannol, ond gyda harmonigau, bydd yn niweidio offer electronig mwy cymhleth sy'n cael ei bweru gan don sin pur AC.Felly, mae dyluniad gwrthdröydd wedi dod yn allweddol i gydbwysedd.Ar y naill law,cynyddu amlder newid i wella effeithlonrwydd ynni, foltedd gweithredu a chynhyrchu pŵer, ar y llaw arall,i leihau cost cydrannau ategol a ddefnyddir i lyfnhau'r don sgwâr.