Эмне үчүн фотоэлектр энергиясын өндүрүү энергиянын кайра жаралуучу булактарын өндүрүүдө алдыңкы орунду ээлей алат?

Керектөөчүлөр, тармактар ​​жана өкмөттөр кайра жаралуучу энергияны колдонууну көбөйтүү үчүн чараларды көрүп жатышат.Бул электр энергиясын өндүрүү жана бөлүштүрүү тутумун борборлоштурулган хаб-жана-спикер архитектурасынан көбүрөөк электр тармагына негизделген локалдаштырылган электр энергиясын өндүрүүгө жана керектөөгө, ошондой эле акылдуу тармактын өз ара байланышы аркылуу туруктуу суроо-талап менен сунушка түртүп жатат.

Эл аралык энергетикалык агенттиктин (IEA) 2019-жылдын октябрындагы күйүүчү май боюнча отчетуна ылайык,2024-жылга карата кайра жаралуучу энергияны өндүрүү 50% га көбөйөт.

Бул дүйнөлүк энергиянын кайра жаралуучу булактарын өндүрүү кубаттуулугу 1200 ГВт көбөйөт дегенди билдирет, бул Америка Кошмо Штаттарынын учурдагы орнотулган кубаттуулугуна барабар.Отчетто кайра жаралуучу энергияны өндүрүүнүн өсүшүнүн 60%ы күн фотоэлектрдик жабдуулар түрүндө болору болжолдонууда.

Доклад ошондой эле керектөөчүлөр, соода имараттары жана өнөр жай объектилери электр энергиясын өз алдынча өндүрө баштагандыктан, бөлүштүрүлгөн фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү системаларынын маанилүүлүгү баса белгиленет.Ал 2024-жылга карата бөлүштүрүлгөн фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү эки эседен ашык көбөйүп, 500 ГВттан ашат деп болжолдойт.Бул дегенди билдиретбөлүштүрүлгөн фотоэлектр энергиясын өндүрүү күн фотоэлектр энергиясын өндүрүүнүн жалпы өсүшүнүн дээрлик жарымын түзөт.

Күн артыкчылыгы

Эмне үчүн күн фотоэлектр энергиясын өндүрүү энергиянын кайра жаралуучу булактарын өндүрүүнүн өсүшүндө мынчалык алдыңкы позицияны ээлеп жатат?

Мунун ачык-айкын себептеринин бири – күн баарыбызга тийгендиктен анын энергиясы кеңири колдонулат.Бул электр энергиясын өндүрүүнү электр энергиясын керектөөгө жакындатат жана электр энергиясын бөлүштүрүүдө жоготууларды азайтуу үчүн өзгөчө пайдалуу болгон тармактан тышкары чекитке жеткирет.

Дагы бир айкын себеп мына ушундакүн энергиясы көп.Жер Күндөн канча энергия алаарын эсептөөдө көптөгөн тымызын айырмачылыктар бар.Эреже катары, деңиздин орточо деңгээли күнөстүү күнү чарчы метрге 1 кВт түзөт же күн/түн цикли, окуянын бурчу жана мезгилдүүлүк сыяктуу факторлорду эске алганда, орточо суткасына чарчы метрге туура келет.М 6кВт.саат.

Күн клеткалары түшкөн жарыкты фотондор агымы түрүндө электр энергиясына айландыруу үчүн фотоэлектрдик эффектти колдонушат.Фотондор кошулган кремний сыяктуу жарым өткөргүч материалдар менен сиңет жана алардын энергиясы алардын молекулалык же атомдук орбиталдарынан электрондорду козгойт.Андан кийин бул электрондор ашыкча энергияны жылуулук катары таркатып, анын орбитасына кайтып келет, же электродго жайылып, электроддо пайда кылган потенциалдар айырмасын жабуу үчүн токтун бир бөлүгү болуп калат.

Бардык энергияны өзгөртүү процесстериндей эле, күн батареяларына берилген энергиянын баары эле электр энергиясынын артыкчылыктуу түрүндө чыгарылбайт.Чынында, монокристаллдуу кремний күн батареяларынын энергия натыйжалуулугу көп жылдар бою 20% дан 25% га чейин өзгөрүп турат.Бирок, күн фотоэлектрдик мүмкүнчүлүктөр ушунчалык чоң болгондуктан, изилдөө тобу NREL тарабынан бул сүрөттө көрсөтүлгөндөй, клетканын конверсиясынын натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн барган сайын татаал структураларды жана материалдарды колдонуу үчүн ондогон жылдар бою иштеп келет.

Көрсөтүлгөн жогорку энергия натыйжалуулугуна жетүү, адатта, бир нече түрдүү материалдарды жана татаал жана кымбат өндүрүш ыкмаларын колдонуунун эсебинен болот.

Көптөгөн күн фотоэлектрдик приборлору кристаллдык кремнийдин ар кандай формаларына же кремнийдин, кадмий теллуридинин же жез индий галлийинин селенидинин жука пленкаларына негизделген, конверсия эффективдүүлүгү 20%тен 30%ке чейин.Батарея модулда курулган жана орнотуучу бул модулдарды күндүн фотоэлектрдик энергия өндүрүү системасын куруу үчүн негизги блок катары колдоно алат.

Энергияны үнөмдөө маселеси

Фотоэлектрдик конверсия жер бетинин ар бир чарчы метрине түшкөн киловатт күн энергиясын 200-300 Вт электр энергиясына айлантат.Албетте, бул идеалдуу шарттарда.Бирок конверсиянын эффективдүүлүгү төмөнкү себептерден улам төмөндөшү мүмкүн: аккумулятордун бетине түшкөн жамгыр, кар жана чаң, жарым өткөргүч материалдардын эскиришинин таасири жана өсүмдүктөрдүн өсүшү сыяктуу экологиялык өзгөрүүлөрдүн натыйжасында көлөкөнүн көбөйүшү. же жаны имараттарды куруу.

Демек, чындык күн энергиясы бекер болгону менен, пайдалуу электр энергиясын өндүрүү үчүн күн энергиясын пайдалануу чогултуунун, сактоонун жана электр энергиясына акыркы айландыруунун ар бир этабын кылдат оптималдаштырууну талап кылат.Энергия эффективдүүлүгүн жогорулатуунун эң чоң мүмкүнчүлүктөрүнүн бири - бул электр энергиясынын дизайныинвертор, ал күн массивинин DC чыгышын (же анын батарейканын сактагычын) тармак аркылуу түз колдонуу же берүү үчүн AC агымына айлантат.

Инвертор туруктуу токтун кириш токунун полярдуулугун өзгөртүп, аны AC чыгышына жакын кылат.Которуу жыштыгы канчалык жогору болсо, конверсиянын эффективдүүлүгү ошончолук жогору болот.Жөнөкөй өчүргүч резистивдүү жүктү айдай турган чарчы толкундун чыгышын чыгара алат, бирок гармоника менен ал таза синус толкундуу AC менен иштеген татаалыраак электрондук жабдууларды жабыркатат.Ошондуктан, инвертор дизайны баланстын ачкычы болуп калды.Бир жагынан,энергиянын натыйжалуулугун, иштөө чыңалуусун жана электр энергиясын өндүрүүнү жакшыртуу үчүн которуштуруу жыштыгын жогорулатуу, Башка жагынан,чарчы толкунду тегиздөө үчүн колдонулган көмөкчү компоненттердин наркын минималдаштыруу.