Wêrom fotovoltaïske enerzjygeneraasje kin in liedende posysje ynnimme yn enerzjyopwekking fan duorsume enerzjy?

Konsuminten, yndustry en oerheden nimme allegear maatregels om it gebrûk fan duorsume enerzjy te fergrutsjen.Dit triuwt it enerzjyopwekkings- en distribúsjesysteem fan in sintralisearre hub-en-spoke-arsjitektuer nei in mear net-basearre pleatslike enerzjyopwekking en -konsumpsje, en stabile oanbod en fraach fia tûke grid-ynterferbining.

Neffens it brânstofrapport fan oktober 2019 fan it International Energy Agency (IEA),yn 2024 sil opwekking fan duorsume enerzjy mei 50% tanimme.

Dit betsjut dat de globale kapasiteit foar duorsume enerzjyopwekking sil tanimme mei 1200GW, wat lykweardich is oan de hjoeddeistige ynstalleare kapasiteit fan 'e Feriene Steaten.It rapport foarseit dat 60% fan 'e ferheging fan opwekking fan duorsume enerzjy sil wêze yn' e foarm fan sinne-fotovoltaïske apparatuer.

It rapport beklammet ek it belang fan ferdielde systemen foar opwekking fan fotovoltaïske enerzjy, om't konsuminten, kommersjele gebouwen en yndustriële foarsjenningen op har eigen elektrisiteit begjinne te generearjen.It foarseit dat troch 2024, ferspraat fotovoltaïsche macht generaasje sil mear as ferdûbelje nei mear as 500 GW.Dit betsjut datferspraat fotovoltaïsche enerzjy opwekking sil goed foar hast de helte fan 'e totale groei fan sinne fotovoltaïsche enerzjy opwekking.

Solar foardiel

Wêrom nimt opwekking fan sinne-fotovoltaïske enerzjy sa'n liedende posysje yn 'e groei fan enerzjyopwekking fan duorsume enerzjy?

Ien foar de hân lizzende reden is dat de sinne op ús allegear skynt, sadat syn enerzjy in soad brûkt wurdt.Dit bringt de enerzjyopwekking tichter by it enerzjyferbrûk en leveret de krêft oan it off-grid-punt, wat benammen nuttich is foar it ferminderjen fan ferlies fan enerzjyferdieling.

In oare dúdlike reden is datder is in soad sinne-enerzjy.Der binne in protte subtile ferskillen yn it berekkenjen fan hoefolle enerzjy de ierde krijt fan 'e sinne.In thumregel is dat de gemiddelde seespegel op in sinnige dei 1kW per fjouwerkante meter is, of as faktoaren lykas de dei/nacht-syklus, ynfalshoek en seizoensferoaring wurde beskôge, is it gemiddelde per fjouwerkante meter per dei.M 6kWh.

Sinnesellen brûke it fotoelektryske effekt om ynfallend ljocht te konvertearjen yn elektryske enerzjy yn 'e foarm fan in stream fan fotonen.Fotonen wurde opnomd troch semiconductor materialen lykas gedoteerd silisium, en harren enerzjy excites elektroanen út harren molekulêre of atomêre orbitalen.Dizze elektroanen binne dan frij om de oerstallige enerzjy as waarmte te dissipearjen en werom te gean nei har baan, of ferspriede nei de elektrode en wurde diel fan 'e stroom om it potinsjele ferskil dat it skept op' e elektrode te kompensearjen.

Lykas by alle prosessen foar enerzjykonverzje, wurdt net alle enerzjyynput nei sinnesellen útfierd yn 'e foarkommende foarm fan elektryske enerzjy.Yn feite hat de enerzjy-effisjinsje fan monokristallijne silisium sinnesellen in protte jierren tusken 20% en 25% sweefd.De kâns foar sinne-fotovoltaïka is lykwols sa grut dat it ûndersyksteam al tsientallen jierren wurke hat om hieltyd kompleksere struktueren en materialen te brûken om effisjinsje fan selkonverzje te ferbetterjen, lykas yn dizze foto troch NREL sjen litten.

It berikken fan de werjûn hegere enerzjy-effisjinsje is normaal ten koste fan it brûken fan meardere ferskillende materialen en mear komplekse en djoere produksjetechniken.

In protte sinne-fotovoltaïsche apparaten binne basearre op ferskate foarmen fan kristallijn silisium of tinne films fan silisium, cadmium telluride of koper indium gallium selenide, mei in konverzje-effisjinsje fan 20% oant 30%.De batterij is boud yn 'e module, en de ynstallearder kin dizze modules brûke as de basisienheid om in sinne-fotovoltaïske enerzjy-generaasjesysteem te bouwen.

Enerzjy-effisjinsje útdaging

Fotovoltaïske konverzje konvertearret kilowatt oan sinne-enerzjy-ynfallen op elke fjouwerkante meter fan it ierdoerflak yn 200 oant 300 W oan elektryske enerzjy.Fansels, dit is ûnder ideale omstannichheden.De konverzje-effisjinsje kin lykwols wurde fermindere troch de folgjende redenen: rein, snie en stof ôfset op it oerflak fan 'e batterij, de ynfloed fan' e ferâldering fan semiconductormaterialen, en de ferhege skaad troch miljeuferoarings lykas de groei fan fegetaasje of de bou fan nije gebouwen.

Dêrom is de realiteit dat hoewol sinne-enerzjy fergees is, it brûken fan sinne-enerzjy om brûkbere elektryske enerzjy te generearjen foarsichtige optimisaasje fereasket fan elke poadium fan kolleksje, opslach en definitive ombou yn elektryske enerzjy.Ien fan de grutste kânsen te ferbetterjen enerzjy effisjinsje is it ûntwerp fan deinverter, dy't de DC-útfier fan 'e sinne-array (of har batterijopslach) konvertearret yn AC-stream foar direkte gebrûk of oerdracht troch it roaster.

De ynverter feroaret de polariteit fan 'e DC-ynputstrom om it tichtby de AC-útfier te meitsjen.Hoe heger de wikselfrekwinsje, hoe heger de konverzje-effisjinsje.In ienfâldige switch kin produsearje in fjouwerkante wave útfier dat kin ride in resistive lading, mar mei harmonics, it sil beskeadigje mear komplekse elektroanyske apparatuer oandreaun troch suvere sinus wave AC.Dêrom is inverter-ûntwerp de kaai wurden foar lykwicht.Oan de iene kant,it fergrutsjen fan de wikselfrekwinsje om enerzjy-effisjinsje, wurkspanning en enerzjyopwekking te ferbetterjen, oan de oare kant,om de kosten fan helpkomponinten te minimalisearjen dy't brûkt wurde om de fjouwerkante welle te glêdjen.