Konsumatorët, industritë dhe qeveritë po marrin masa për të rritur përdorimin e energjisë së rinovueshme.Kjo po e shtyn sistemin e prodhimit dhe shpërndarjes së energjisë nga një arkitekturë e centralizuar me qendër dhe fole në një prodhim dhe konsum më të lokalizuar të energjisë elektrike të bazuar në rrjet, si dhe ofertë dhe kërkesë të qëndrueshme përmes ndërlidhjes së rrjetit inteligjent.
Sipas raportit të karburantit të Agjencisë Ndërkombëtare të Energjisë (IEA) të tetorit 2019,Deri në vitin 2024, prodhimi i energjisë së rinovueshme do të rritet me 50%.
Kjo do të thotë se kapaciteti global i gjenerimit të energjisë së rinovueshme do të rritet me 1200 GW, që është e barabartë me kapacitetin aktual të instaluar të Shteteve të Bashkuara.Raporti parashikon që 60% e rritjes së prodhimit të energjisë së rinovueshme do të jetë në formën e pajisjeve fotovoltaike diellore.
Raporti thekson gjithashtu rëndësinë e sistemeve të gjenerimit të energjisë fotovoltaike të shpërndara, pasi konsumatorët, ndërtesat tregtare dhe objektet industriale fillojnë të prodhojnë vetë energjinë elektrike.Ai parashikon që deri në vitin 2024, prodhimi i energjisë fotovoltaike të shpërndarë do të dyfishohet në më shumë se 500 GW.Kjo do të thotë seProdhimi i shpërndarë i energjisë fotovoltaike do të përbëjë gati gjysmën e rritjes totale të prodhimit të energjisë diellore fotovoltaike.
Avantazhi diellor
Pse prodhimi i energjisë diellore fotovoltaike po zë një pozicion kaq udhëheqës në rritjen e prodhimit të energjisë së rinovueshme?
Një arsye e dukshme është se dielli shkëlqen mbi të gjithë ne, kështu që energjia e tij përdoret gjerësisht.Kjo e afron prodhimin e energjisë me konsumin e energjisë dhe e jep energjinë në pikën jashtë rrjetit, gjë që është veçanërisht e dobishme për reduktimin e humbjeve të shpërndarjes së energjisë.
Një arsye tjetër e dukshme është seka shumë energji diellore.Ka shumë ndryshime delikate në llogaritjen se sa energji merr toka nga dielli.Një rregull i përgjithshëm është që niveli mesatar i detit është 1 kW për metër katror në një ditë me diell, ose kur merren parasysh faktorë të tillë si cikli i ditës/natës, këndi i incidentit dhe sezonaliteti, mesatarja është për metër katror në ditë.M 6 kWh.
Qelizat diellore përdorin efektin fotoelektrik për të kthyer dritën e rënë në energji elektrike në formën e një rryme fotonesh.Fotonet përthithen nga materiale gjysmëpërçuese si silikoni i dopuar, dhe energjia e tyre ngacmon elektronet nga orbitalet e tyre molekulare ose atomike.Këto elektrone janë më pas të lira të shpërndajnë energjinë e tepërt si nxehtësi dhe të kthehen në orbitën e saj, ose të përhapen në elektrodë dhe të bëhen pjesë e rrymës për të kompensuar diferencën potenciale që krijon në elektrodë.
Ashtu si me të gjitha proceset e konvertimit të energjisë, jo e gjithë hyrja e energjisë në qelizat diellore del në formën e preferuar të energjisë elektrike.Në fakt, efikasiteti energjetik i qelizave diellore monokristaline të silikonit ka lëvizur midis 20% dhe 25% për shumë vite.Megjithatë, mundësia për fotovoltaikë diellorë është aq e madhe saqë ekipi hulumtues ka punuar për dekada për të përdorur struktura dhe materiale gjithnjë e më komplekse për të përmirësuar efikasitetin e konvertimit të qelizave, siç tregohet në këtë foto nga NREL.
Arritja e efikasitetit më të lartë të energjisë së treguar zakonisht është në kurriz të përdorimit të materialeve të shumta të ndryshme dhe teknikave më komplekse dhe të shtrenjta të prodhimit.
Shumë pajisje diellore fotovoltaike bazohen në forma të ndryshme silikoni kristalor ose filma të hollë silikoni, teluridi kadmiumi ose selenid galium indium bakri, me një efikasitet konvertimi prej 20% në 30%.Bateria është e ndërtuar në modul dhe instaluesi mund t'i përdorë këto module si njësinë bazë për të ndërtuar një sistem të prodhimit të energjisë diellore fotovoltaike.
Sfida e efiçencës së energjisë
Konvertimi fotovoltaik konverton kilovat të energjisë diellore që ndodh në çdo metër katror të sipërfaqes së tokës në 200 deri në 300 W energji elektrike.Sigurisht, kjo është në kushte ideale.Megjithatë, efikasiteti i konvertimit mund të reduktohet për arsyet e mëposhtme: shiu, bora dhe pluhuri i depozituar në sipërfaqen e baterisë, ndikimi i plakjes së materialeve gjysmëpërçuese dhe rritja e hijes për shkak të ndryshimeve mjedisore si rritja e vegjetacionit. ose ndërtimi i ndërtesave të reja.
Prandaj, realiteti është se megjithëse energjia diellore është falas, përdorimi i energjisë diellore për të gjeneruar energji elektrike të dobishme kërkon optimizim të kujdesshëm të çdo faze të grumbullimit, ruajtjes dhe shndërrimit përfundimtar në energji elektrike.Një nga mundësitë më të mëdha për të përmirësuar efikasitetin e energjisë është projektimi iinverter, i cili konverton daljen DC të grupit diellor (ose ruajtjen e baterisë së tij) në rrymë AC për përdorim të drejtpërdrejtë ose transmetim përmes rrjetit.
Inverteri ndryshon polaritetin e rrymës hyrëse DC për ta bërë atë afër daljes AC.Sa më e lartë të jetë frekuenca e ndërrimit, aq më i lartë është efikasiteti i konvertimit.Një ndërprerës i thjeshtë mund të prodhojë një dalje të valës katrore që mund të drejtojë një ngarkesë rezistente, por me harmonikë, do të dëmtojë pajisje elektronike më komplekse të mundësuara nga AC me valë të pastër sinusale.Prandaj, dizajni i inverterit është bërë çelësi i ekuilibrit.Në një dorë,duke rritur frekuencën e kalimit për të përmirësuar efikasitetin e energjisë, tensionin e funksionimit dhe prodhimin e energjisë, ne anen tjeter,për të minimizuar koston e komponentëve ndihmës të përdorur për të zbutur valën katrore.
2021-04-16
