Bakit maaaring sakupin ng photovoltaic power generation ang nangungunang posisyon sa renewable energy power generation?

Ang mga mamimili, industriya, at pamahalaan ay lahat ay nagsasagawa ng mga hakbang upang mapataas ang paggamit ng nababagong enerhiya.Itinutulak nito ang power generation at distribution system mula sa isang sentralisadong hub-and-spoke na arkitektura patungo sa isang mas grid-based na localized na pagbuo at pagkonsumo ng kuryente, at matatag na supply at demand sa pamamagitan ng smart grid interconnection.

Ayon sa ulat ng gasolina noong Oktubre 2019 ng International Energy Agency (IEA),pagsapit ng 2024, ang renewable energy generation ay tataas ng 50%.

Nangangahulugan ito na ang pandaigdigang renewable energy generation capacity ay tataas ng 1200GW, na katumbas ng kasalukuyang naka-install na kapasidad ng United States.Ang ulat ay hinuhulaan na ang 60% ng pagtaas sa renewable energy generation ay magiging sa anyo ng solar photovoltaic equipment.

Binibigyang-diin din ng ulat ang kahalagahan ng mga distributed photovoltaic power generation system, habang ang mga consumer, komersyal na gusali at mga pasilidad na pang-industriya ay nagsisimulang lumikha ng kuryente sa kanilang sarili.Ito ay hinuhulaan na sa pamamagitan ng 2024, distributed photovoltaic power generation ay higit sa doble sa higit sa 500 GW.Ibig sabihin nitoang distributed photovoltaic power generation ay aabot sa halos kalahati ng kabuuang paglago ng solar photovoltaic power generation.

Kalamangan ng solar

Bakit nangunguna ang solar photovoltaic power generation sa paglago ng renewable energy power generation?

Ang isang malinaw na dahilan ay ang sikat ng araw sa ating lahat, kaya ang enerhiya nito ay malawakang ginagamit.Pinalalapit nito ang pagbuo ng kuryente sa konsumo ng kuryente at inihahatid nito ang kapangyarihan sa off-grid point, na partikular na kapaki-pakinabang para sa pagbabawas ng mga pagkalugi sa pamamahagi ng kuryente.

Ang isa pang malinaw na dahilan ay iyonmayroong maraming solar energy.Mayroong maraming mga banayad na pagkakaiba sa pagkalkula kung gaano karaming enerhiya ang natatanggap ng mundo mula sa araw.Ang isang tuntunin ng hinlalaki ay ang average na antas ng dagat ay 1kW bawat metro kuwadrado sa isang maaraw na araw, o kapag ang mga salik gaya ng siklo ng araw/gabi, anggulo ng insidente, at seasonality ay isinasaalang-alang, ang average ay bawat metro kuwadrado bawat araw.M 6kWh.

Ginagamit ng mga solar cell ang photoelectric effect upang i-convert ang incident light sa electrical energy sa anyo ng stream ng mga photon.Ang mga photon ay hinihigop ng mga semiconductor na materyales tulad ng doped silicon, at ang kanilang enerhiya ay nagpapasigla sa mga electron mula sa kanilang mga molecular o atomic orbitals.Ang mga electron na ito ay malayang magwawaldas ng labis na enerhiya bilang init at bumalik sa orbit nito, o kumalat sa elektrod at maging bahagi ng kasalukuyang upang i-offset ang potensyal na pagkakaiba na nalilikha nito sa elektrod.

Tulad ng lahat ng proseso ng conversion ng enerhiya, hindi lahat ng input ng enerhiya sa mga solar cell ay output sa ginustong anyo ng elektrikal na enerhiya.Sa katunayan, ang kahusayan ng enerhiya ng monocrystalline silicon solar cells ay umaasa sa pagitan ng 20% ​​at 25% sa loob ng maraming taon.Gayunpaman, ang pagkakataon para sa solar photovoltaics ay napakahusay na ang pangkat ng pananaliksik ay nagtatrabaho nang mga dekada upang gumamit ng mas kumplikadong mga istruktura at materyales upang mapabuti ang kahusayan ng cell conversion, tulad ng ipinapakita sa larawang ito ng NREL.

Ang pagkamit ng mas mataas na kahusayan sa enerhiya na ipinakita ay karaniwang nasa gastos ng paggamit ng maraming iba't ibang mga materyales at mas kumplikado at mahal na mga diskarte sa pagmamanupaktura.

Maraming solar photovoltaic device ang nakabatay sa iba't ibang anyo ng crystalline silicon o thin films ng silicon, cadmium telluride o copper indium gallium selenide, na may conversion efficiency na 20% hanggang 30%.Ang baterya ay binuo sa module, at maaaring gamitin ng installer ang mga module na ito bilang pangunahing yunit upang bumuo ng solar photovoltaic power generation system.

hamon sa kahusayan ng enerhiya

Ang photovoltaic conversion ay nagko-convert ng kilowatts ng solar energy incident sa bawat metro kuwadrado ng ibabaw ng mundo sa 200 hanggang 300 W ng elektrikal na enerhiya.Siyempre, ito ay nasa ilalim ng perpektong mga kondisyon.Gayunpaman, ang kahusayan ng conversion ay maaaring mabawasan dahil sa mga sumusunod na dahilan: ulan, niyebe at alikabok na idineposito sa ibabaw ng baterya, ang impluwensya ng pagtanda ng mga semiconductor na materyales, at ang pagtaas ng lilim dahil sa mga pagbabago sa kapaligiran tulad ng paglaki ng mga halaman. o ang pagtatayo ng mga bagong gusali.

Samakatuwid, ang katotohanan ay kahit na ang solar energy ay libre, ang paggamit ng solar energy upang makabuo ng kapaki-pakinabang na elektrikal na enerhiya ay nangangailangan ng maingat na pag-optimize ng bawat yugto ng koleksyon, pag-iimbak, at panghuling conversion sa elektrikal na enerhiya.Ang isa sa mga pinakamalaking pagkakataon upang mapabuti ang kahusayan ng enerhiya ay ang disenyo nginverter, na nagko-convert ng DC output ng solar array (o ang storage ng baterya nito) sa AC current para sa direktang paggamit o paghahatid sa pamamagitan ng grid.

Binabago ng inverter ang polarity ng kasalukuyang input ng DC upang gawin itong malapit sa output ng AC.Kung mas mataas ang dalas ng paglipat, mas mataas ang kahusayan ng conversion.Ang isang simpleng switch ay maaaring makabuo ng isang parisukat na wave output na maaaring magmaneho ng isang resistive load, ngunit sa mga harmonics, ito ay makapinsala sa mas kumplikadong elektronikong kagamitan na pinapagana ng purong sine wave AC.Samakatuwid, ang disenyo ng inverter ay naging susi sa balanse.Sa isang kamay,pagtaas ng dalas ng paglipat upang mapabuti ang kahusayan ng enerhiya, operating boltahe at pagbuo ng kuryente, sa kabilang kamay,upang mabawasan ang halaga ng mga pantulong na sangkap na ginagamit upang pakinisin ang parisukat na alon.