Fotonaponski sistem za proizvodnju energije
Aug 04, 2023
Uvesti
——
Fotonaponski ili fotonaponski sistem za proizvodnju energije je sistem za proizvodnju energije koji koristi fotonaponski efekat poluvodičkih materijala za pretvaranje sunčeve energije zračenja u električnu energiju. Energija fotonaponskih sistema za proizvodnju energije dolazi iz neiscrpne solarne energije, koja je čist, siguran i obnovljiv izvor energije. Proces proizvodnje fotonaponske energije ne zagađuje okoliš niti šteti ekologiji.
Fotonaponski sistemi za proizvodnju energije dijele se na nezavisne fotonaponske sisteme i fotonaponske sisteme povezane na mrežu. Sistem za proizvodnju fotonaponske energije sastoji se od nizova solarnih ćelija, baterijskih paketa, kontrolera punjenja i pražnjenja, invertera, AC razvodnih ormara, sistema za kontrolu solarnog praćenja i druge opreme.
istorija
——
Heinrich Hertz je prvi otkrio fotoelektrični efekat 1887. godine, a Albert Ajnštajn je objasnio ovaj fenomen 1905. godine. Fotonaponski (PV) sistemi koriste fotoelektrični efekat poluprovodničkih materijala za direktno pretvaranje svetlosti u električnu energiju. Sastav poluprovodnika i intenzitet i talasna dužina efektivnog sunčevog zračenja koje primaju fotonaponski uređaji mogu uticati na proizvodnju energije fotonaponskih uređaja (Hertz, 1887; Einstein, 1905). Godine 1954. tri istraživača iz Bell Labsa razvila su prvu praktičnu "solarnu ćeliju". Ova baterija može pretvoriti 6 posto upadne sunčeve energije u električnu energiju (Pedin, 2004). Uz kontinuirani napredak u istraživanju i razvoju, poboljšala se i efikasnost konverzije fotonaponskih uređaja.
klasifikacija
——
Solarni fotonaponski sistemi za proizvodnju energije mogu se podijeliti u dvije kategorije na osnovu njihovog odnosa sa energetskim sistemima: nezavisni fotonaponski sistemi za proizvodnju energije i fotonaponski sistemi za proizvodnju električne energije povezani na mrežu.
Nezavisni fotonaponski sistem za proizvodnju energije
Nezavisni fotonaponski sistem za proizvodnju energije sastoji se od solarnog fotonaponskog sistema, baterije za skladištenje, kontrolera punjenja, energetskog elektronskog pretvarača (invertera), opterećenja, itd. Njegov princip rada je da se energija sunčevog zračenja prvo pretvara u električnu energiju kroz fotonaponski sistem , a zatim se opterećenje nakon konverzije napaja iz energetskog elektronskog pretvarača. Istovremeno, višak električne energije se pohranjuje u uređaju za skladištenje energije u obliku hemijske energije nakon prolaska kroz kontroler punjenja. Na ovaj način, kada je sunčeva svjetlost nedovoljna, energija pohranjena u bateriji može se transformirati u AC 220V, 50 Hz električnu energiju za AC opterećenja nakon što je pojačana energetskim elektronskim inverterima, filterima i transformatorima energetske frekvencije. Karakteristika solarne proizvodnje je proizvodnja električne energije tokom dana, dok se opterećenje često koristi 24 sata dnevno. Stoga su komponente za skladištenje energije neophodne u nezavisnim fotonaponskim sistemima za proizvodnju energije, a glavne komponente za skladištenje energije koje se koriste u inženjeringu su baterije.
PV sistem povezan na mrežu
Fotonaponski sistem za proizvodnju električne energije povezan na mrežu sastoji se od fotonaponskog sistema, visokofrekventnog DC/DC kola za pojačavanje, energetskog elektronskog pretvarača (invertera) i dijela za nadzor sistema. Njegov princip rada je da se energija sunčevog zračenja pretvara pomoću fotonaponskog sistema, zatim se transformiše u visokonaponsku jednosmernu struju nakon visokofrekventne istosmerne konverzije, a zatim emituje sinusoidnu izmjeničnu struju sa istom frekvencijom kao napon mreže u mrežu nakon invertiranja. preko energetskog elektronskog pretvarača.
Najveća razlika između gornja dva fotonaponska sistema za proizvodnju električne energije je u tome što je fotonaponski sistem za proizvodnju električne energije povezan na mrežu direktno povezan na elektroenergetsku mrežu, tako da višak električne energije fotonaponskog sistema i paralelne mreže može biti komplementaran, eliminirajući potrebno skladište energije. elementi kao što su baterije u nezavisnom fotonaponskom sistemu za proizvodnju energije, što ne samo da smanjuje troškove sistema, već i osigurava pouzdanost sistema. U isto vrijeme, ljeti, intenzitet sunčevog zračenja je visok, a fotonaponski sistem generiše više energije, što može regulisati vršno opterećenje mreže ljeti. Uz veliku primjenu solarne fotonaponske proizvodnje energije i brz pad cijena modula solarnih ćelija u posljednjih nekoliko godina, sistemi povezani na mrežu nesumnjivo će se više koristiti.
prednost
——
1) Pouzdan rad: može normalno snabdijevati strujom čak iu teškim okruženjima i klimatskim uvjetima.
2) Dug životni vek: Životni vek komponenti kristalnog silicijuma je obično preko 25 godina, dok je životni vek komponenti amorfnog silicijuma obično preko 20 godina.
3) Niski troškovi održavanja: Nakon završetka, potreban je samo mali broj osoblja da redovno pregleda i održava sistem. U poređenju sa konvencionalnim elektranama, troškovi održavanja su visoki.
4) Prirodna energija: Energija je neiscrpan izvor solarne energije, bez potrebe za troškovima energije.
5) Bez zagađenja bukom: Ceo sistem nema mehaničke pokretne delove i ne stvara buku.
6) Modularno: Odaberite kapacitet sistema prema potrebama, fleksibilnu i praktičnu instalaciju i jednostavno proširenje.
7) Sigurnost: U sistemu nema zapaljivih predmeta, a sigurnosni učinak je visok.
8) Autonomno napajanje: Može raditi van mreže, samostalno snabdijevati strujom i na njega ne utiče javna električna mreža.
9) Distribuirana proizvodnja električne energije: Distribuirane fotonaponske elektrane mogu se izgraditi kako bi se smanjio utjecaj i šteta na javnu elektroenergetsku mrežu.
10) Velika nadmorska visina: U područjima sa velikom nadmorskom visinom i jakom sunčevom svjetlošću, izlazna snaga sistema može se još više povećati. (U poređenju sa fotonaponskom proizvodnjom energije u područjima velike nadmorske visine, efikasnost dizel generatora i izlazna snaga su smanjeni zbog niskog pritiska vazduha.
Scenario aplikacije
——
Osim tradicionalnih solarnih elektrana i distribuiranih krovnih fotonapona, fotonapon se također može primijeniti na različite scenarije, kao što su arhitektura, poljoprivreda, ribarstvo, javni objekti, pejzažna izgradnja, itd. Ovi kompozitni i prekogranični modeli omogućavaju ravnotežu fotonaponskih građevinskih projekata ekonomski razvoj i ekološka zaštita uz proizvodnju čiste električne energije; S druge strane, ovaj način efikasnog i intenzivnog korištenja prostora pomoći će novim projektima razvoja energetike da dobiju zemljišne resurse potrebne za izgradnju.
U okrugu Zhongba u Kini, sva opskrba toplinom u ovom okrugu se osigurava solarnom energijom. Crni dio na lijevoj strani slike je solarni kolektor površine 35 000 kvadratnih metara, baš kao i bojler koji obično koristimo, a koji solarnu energiju pretvara u toplinu. Sakuplja toplinu i pohranjuje je u teglu u boji na slici. Ova tegla može proizvoditi toplinu 24 sata dnevno i grijati okružni grad. Ovo je 100 posto solarna energija, potpuno bez ugljika.
Fotonaponski plus ekološka obnova zemljišta
Prema statistikama Konvencije Ujedinjenih nacija za borbu protiv dezertifikacije, globalna kopnena površina u ekstremnoj suši i suši iznosi oko 25 500 kvadratnih kilometara, što čini 17,2 posto globalne kopnene površine. Štaviše, područje pustinje nastavlja se širiti svake godine. Neutralnost degradacije zemljišta (LDN) i ekološka obnova degradiranog zemljišta oduvijek su bili važni problemi sa kojima se Zemlja suočava. Iako dezertificirano zemljište treba popraviti, ono također pruža veliku količinu zemljišnih resursa. Stoga će kombiniranje ekološke obnove dezertifikacijskog zemljišta sa fotonaponskom izgradnjom donijeti različite koristi. Solarni paneli u pustinjama ne samo da obezbeđuju energiju, već i smanjuju količinu sunčevog zračenja i isparavanja vode na tlu. Voda koja se raspršuje tokom čišćenja baterijskih ploča povećava sadržaj vlage na površini tla i potiče rast i obnovu vegetacije. Solarne elektrane u pustinji mogu promovirati biološku fiksaciju ugljika u tlu, kolonizaciju biljaka, poboljšati biodiverzitet i obnoviti aktivnost tla, što je pogodno za očuvanje vode i tla, otpornost na vjetar i pijesak, regulaciju klime i poboljšanje ekološke sredine. Vlasnici zemljišta će nakon 25-godišnjeg ciklusa rada fotonaponskih elektrana dobiti visokokvalitetno zemljište sa većom pokrivenošću vegetacijom, zdravijim tlom, većom produktivnošću zemljišta i pogodnostima zakupa zemljišta tokom perioda korištenja.
Trenutno, zemlje kao što su Pakistan i Egipat, kao i Unutrašnja Mongolija, Shanxi, Qinghai, Ningxia i drugi regioni u Kini, imaju takve projekte "fotonaponske i ekološke obnove zemljišta". Uzmimo projekt ekološke obnove u bazenu Qinghai Gonghe kao primjer. Projekat od 850 MW pokriva površinu od 54 kvadratna kilometra. Nakon izgradnje fotonaponskih elektrana, vegetacijska pokrivenost zemljišta ispod i između fotonaponskih panela je značajno povećana, a vegetacijska pokrivenost povećana je za 15 posto; Pokrivenost vegetacijom u područjima za navodnjavanje fotonaponskim pumpama za vodu je također značajno poboljšana. Na 10 cm, 20 cm i 40 cm ispod fotonaponske ploče, sadržaj vlage u tlu je povećan za 78 posto, 43 posto, odnosno 40 posto. Ljeti je sadržaj organske tvari u tlu i dušika povećan za 11,6 puta, odnosno 11,3 puta u odnosu na prethodnu godinu, a povećani su i mikroorganizmi u tlu, čime je poboljšana produktivnost zemljišta. Proizvodnja fotonaponske energije smanjila je emisiju ugljika za otprilike 1,2 miliona tona, a vegetacija i organski ugljik u tlu također su formirali određeni stepen taloženja ugljika. Područje elektrane ima značajan regulatorni uticaj na lokalnu klimu: brzina vjetra unutar fotonaponskog parka smanjena je za 40,3 posto u odnosu na van parka; Relativna vlažnost vazduha veća je za 2,8 odsto nego van parka. Takođe ima regulacioni efekat na temperaturu zemljišta.
Fotonaponski plus zgrada
Najveća potrošnja energije u Evropi dolazi iz građevinske industrije, koja troši oko 40 posto energije i emituje oko 36 posto stakleničkih plinova. Trenutno je skoro 75 posto zgrada u Evropskoj uniji nisko energetski efikasne. Ako se postojeće zgrade dodatno opremiju energijom, može se uštedjeti mnogo energije, što se očekuje da će smanjiti ukupnu potrošnju energije u EU za 5 do 6 posto i smanjiti emisiju ugljičnog dioksida za 5 posto. Trenutno, Evropa u velikoj meri promoviše projekte integracije fotonaponskih zgrada. Kombinacija fotonaponske izgradnje sa zgradama može smanjiti potrošnju zemljišnih resursa. Evropske zemlje prvo procjenjuju raspoloživu građevinsku površinu prilikom izgradnje projekata "fotonapon plus zgrada", kako bi se maksimalno iskoristila građevinska površina. Iz rezultata širokog praktičnog postavljanja fotonaponskih sistema u gradskom području Pariza može se vidjeti da zbog pokrivanja krova solarni paneli mogu povećati zimsku potražnju za grijanjem domaćinstava za 3 posto, ali ljeti ovaj pokrivač može smanjiti potrošnju energije klima uređaja za 12 posto.
Lihtenštajn je vrlo tipična zemlja koja ima koristi od izgradnje fotonaponskih uređaja. Ova država se nalazi između Švajcarske i Austrije, sa površinom od samo 160,5 kvadratnih kilometara i 38244 stanovnika. Lihtenštajn ima malu zemlju i retku populaciju, visoku potrošnju energije po glavi stanovnika, visoku potrošnju električne energije po glavi stanovnika i nisku stopu energetske samodovoljnosti. Međutim, to je prva zemlja na svijetu kojoj je dozvoljeno da se zove "energetska elektrana". Iz perspektive fotonaponske tehnike po glavi stanovnika, Lihtenštajn je 2015. prestigao Njemačku, koja je prethodno bila prva (sa instaliranom snagom po glavi stanovnika od 473 vata), a od Solar Super State Association mu je dodijelila titulu "šampiona fotonaponske energije po glavi stanovnika". sa instaliranim kapacitetom po glavi stanovnika od 532 vata. Vrijedi napomenuti da su svi fotonaponski projekti u ovoj zemlji izgrađeni na zgradama. U uslovima svetlosnih resursa u Lihtenštajnu, moderan fotonaponski sistem sa površinom od 40-50 kvadratnih metara može otprilike da zadovolji potrošnju električne energije četvoročlane porodice i može nastaviti da proizvodi električnu energiju oko 25 godina, pomažući Lihtenštajnu da postigne samoodržavanje električnom energijom u domaćinstvima i obezbjeđivanje dijela električne energije industriji. Domaća proizvodnja električne energije u Lihtenštajnu je 10. maja 2020. premašila opterećenje u zemlji, što je prvi put u svojoj istoriji da je zemlja imala potpuno samoodrživi rad električne energije bez potrebe za eksternom energijom. Iako je ovo povremeni događaj tokom posebnog perioda, on takođe pokazuje mogućnost da se zemlja oslanja na izgradnju fotonaponskih uređaja za postizanje energetske nezavisnosti. Trenutni javni energetski plan zemlje je postizanje fotonaponskog kapaciteta po glavi stanovnika od 2,2 kilovata do 2030. godine i najmanje 4,5 kilovata do 2050. godine. Svi ovi fotonaponi su još uvijek planirani za izgradnju, a pozicija izgradnje fotonapona u zemlji je uvedena. dalje konsolidovani.
Fotonapon plus poljoprivreda
'Fotonapon plus poljoprivreda' se odnosi na istovremeni razvoj fotonaponske proizvodnje skele i aktivnosti poljoprivredne proizvodnje na istom zemljištu. Globalna površina poljoprivrednog zemljišta iznosi oko 500 miliona kvadratnih kilometara, što čini 38 posto globalne površine zemljišta. Otprilike jednu trećinu čine oranice, dok su preostale dvije trećine travnjaci i pašnjaci. Poljoprivredno zemljište zauzima veliki deo zemljišnih resursa, a da li se ta zemljišta mogu koristiti kao korisne površine za fotonaponsku izgradnju oduvek je bilo kontroverzno. U tu svrhu, najveća istraživačka institucija solarne energije u Evropi, Fraunhofer ISE u Njemačkoj, pokrenula je 2015. godine poljoprivredni i solarni integrirani istraživački projekat APV RESOLA kako bi testirao utjecaj fotonaponskih panela na prinos različitih kultura poput ozime pšenice, celera. i krompir. Naučna kontrola pokazuje da će kombinacija fotonaponske i sadnje krompira povećati prinos krompira za 3 posto po hektaru, a poljoprivredno zemljište će proizvesti 83 posto dodatne zelene energije kroz fotonapon, a sveobuhvatna stopa iskorištenja zemljišta će se povećati za {{7 }} posto . Ovo dostignuće je najavljeno na AgriVoltaics međunarodnoj poljoprivrednoj fotonaponskoj konferenciji koju je u oktobru 2020. godine organizovao Institut za istraživanje solarnih sistema Fraunhofer u Njemačkoj. Način rada "fotonapon plus poljoprivreda", koji kombinuje čišćenje fotonaponskih panela sa navodnjavanjem poljoprivrednog zemljišta, može poboljšati efikasnost vode. korištenje resursa, a fotonaponski paneli također mogu igrati ulogu u smanjenju štetnog utjecaja prekomjernog podnevnog svjetla na usjeve i smanjenju isparavanja vode. Na osnovu integrisanih poljoprivrednih i solarnih objekata, mogu se odabrati odgovarajući usevi za razumno navodnjavanje. Inteligentni sistem fotonaponskog napajanja takođe može osigurati proces poljoprivredne proizvodnje, postići "fotonaponski staklenik plus inteligentna sadnja", te unaprijediti poljoprivrednu ekonomičnost i kvalitet. Model "fotonapon plus poljoprivreda" rješava problem konkurencije zemljišta između fotonaponske gradnje i poljoprivredne proizvodnje, te kroz neke interventne mjere u fotonaponskoj gradnji povećava prinos usjeva uz što je moguće veću proizvodnju fotonaponske energije, čime se postiže kompozitno korištenje zemljišta.
Uzimajući za primjer poljoprivrednu fotonaponsku elektranu koja se nalazi na istočnoj obali Žute rijeke u Ningxiji, istočna obala Žute rijeke u Ningxiji je nekada bila jedno od najozbiljnije pustinjskih zemalja, sa visinom iznad srednjeg nivoa mora od 1200 metara. , maksimalna godišnja količina padavina 273 mm, a godišnje isparavanje 2722 mm. Žuti pijesak i prašina bili su posvuda. Razvojna kompanija je izvršila ekološki menadžment na 160 000 hektara (približno 10 666 hektara) dezertifikovanog zemljišta, izgradila komplementarne poljoprivredne i fotonaponske elektrane, planirala izgradnju fotonaponske proizvodnje od 3GWp i završila fotonaponsku proizvodnju električne energije od 1GWp povezana na mrežu. Istovremeno, odvija se i lanac zelene industrije "sadnja istraživanja i razvoja, prerade prodaje" visokokvalitetnih organskih goji bobica, pružajući prilike za zapošljavanje lokalnog 30.000 siromašnog stanovništva. Fotonaponski moduli smanjuju intenzitet zračenja. "Fotovoltaic plus agriculture" čini sezonu cvjetanja Lycium barbarum dužom od one lokalnog sličnog Lycium barbarum za 5 sedmica, a proizvodnja se povećava za 29 posto.
Fotonaponski plus ribarstvo
Photovoltaic plus Fisheries "odnosi se na izgradnju fotonaponskih elektrana sa temeljem na površini vode, koje proizvode električnu energiju dok razvijaju ribarstvo pod fotonaponskim panelima. To je višestruki razvojni model kompozitnog korištenja prostornih resursa. Za vodene proizvode: prvo, Efekti hlađenja i zasjenjenja fotonaponskih modula mogu smanjiti temperaturu spavanja vodenih proizvoda, smanjiti isparavanje vode, poboljšati stopu preživljavanja riba, škampa i rakova i smanjiti invaziju algi; Drugo, inteligentni sistemi za opskrbu fotonaponskom energijom mogu učinkovito kontrolirati uvjete vodnih tijela akvakulture, kao što su temperatura vode i pH; Također može postići cirkulaciju koja štedi vodu, ispuštanje zagađenja na dnu bazena, sterilizaciju i oksigenaciju i daljinsko otkrivanje, stvarajući bolje ekološko okruženje i kontinuirano poboljšavajući prinos i kvalitet vodenih proizvoda. Za rad proizvodnje električne energije i očuvanje energije i smanjenje emisija, fotonaponski ribolov nema zagađenje, smanjujući prašinu, ugljični dioksid, sumpor dioksid i emisije dušikovih oksida; Površinske fotonaponske elektrane također mogu izbjeći štetu uzrokovanu požarima, ugrizima životinja na kablovima i drugim situacijama. Istodobno povećanje ribolovne proizvodnje i očuvanje energije i smanjenje emisija može uvelike povećati ekonomsku vrijednost po jedinici površine zemljišta.
Na osnovu podataka iz Jiangsu Fishery and Light Integrated Project, prinos ribnjaka amura po mu u Integrisanom projektu ribarstva i lake je dostigao 35550-39705 kg/ha, što je mnogo više od prosječnog nivoa lokalnog konvencionalnog bare (18750 kg/ha). Instalirajte fotonaponske module od 50 do 75 posto na 339 hektara vodene površine akvakulture, uspostavite integrirano ribnjak za ribolov i rasvjetu od 10 megavata, generirajte ukupno 13 miliona kilovat sati električne energije godišnje, generirajte 38300-kilovat sati električne energije po jutar godišnje, i proizvodi u prosjeku 3196-kilovat sati električne energije po jutru mjesečno. Simbioza ribe i povrća (pirinač) korištenjem pirinča i vodenog spanaća za biološki tretman proizvela je ukupno 194,48 kilograma riže i 3529 kilograma vodenog spanaća, apsorbirajući ukupno 161,99 kilograma dušika, 27,63 kilograma fosfora i 202 kilograma. kalijuma, i postizanje dodatne vrijednosti proizvodnje od skoro 4000 juana i profita od preko 3000 juana. Koristeći organsku kombinaciju fizičkog, biološkog pročišćavanja i tehnologije akvakulture, postigli smo cilj „koristeći ribu za ishranu vode i travu za čistu vodu“, efektivno kontrolirajući problem unutrašnjeg i vanjskog zagađenja u akvakulturi. Stopa razgradnje SS je preko 80 posto, a stopa razgradnje COD, TN i TP je preko 90 posto. Kvalitet prečišćene vode zadovoljava prvi nivo standarda "Zahtjeva za ispuštanje vode iz akvakulture slatkovodnih ribnjaka" (SC/T9101-2007).
Naša kompanija je fokusirana na vrhunsku bakrenu završnu kapicu, kontakte terminala osigurača, (ELEKTRIČNO VOZILO) EV film kondenzatorsku sabirnicu, (SOLARNA ENERGIJA) PV invertersku sabirnicu, laminiranu sabirnicu, aluminijumska kućišta za nove energetske baterije, bakar/mesing/aluminijum/nerđajući čelik Dijelovi za štancanje i drugi električni proizvodi Štancanje i zavarivanje metala više od 18 godina u Kini. Počeli smo kao mala kompanija, ali sada smo postali jedan od vodećih dobavljača u EV i PV industriji u Kini.
Ako imate bilo kakve potrebe, slobodno nas kontaktirajte i mi ćemo odgovoriti u najkraćem mogućem roku!
