Արայլույն էներգիայի կայանները. Տեսակները, կոմպոնենտները և աշխատանքի սկզբունքները
Արայլույնային էլեկտրակայանները համակարգեր են, որոնք օգտագործում են արևի էներգիան էլեկտրոսինթեզի ստեղծման համար: Նրանք կարող են դասակարգվել երկու գլխավոր տեսակների՝ ֆոտովոլտային (PV) էլեկտրակայաններ և կոնցենտրացված արևային էլեկտրակայաններ (CSP): Ֆոտովոլտային էլեկտրակայանները արևի լույսը կարող են ուղղակիորեն փոխակերպել էլեկտրական էներգիայի օգտագործելով արևային բջիջներ, իսկ կոնցենտրացված արևային էլեկտրակայանները օգտագործում են հորիզոններ կամ լինզեր արևի լույսը կոնցենտրացնելու և հետագա հեղուկը տաքացնելու համար, որը շարժում է տուրբին կամ շարժիչ: Այս հոդվածում մենք կբացատրենք երկու տեսակի արայլույնային էլեկտրակայանների կազմակերպումները, դրանց կառուցվածքը և աշխատանքը, ինչպես նաև դրանց առավելությունները և թերությունները:
Ինչ է ֆոտովոլտային էլեկտրակայանը?
Ֆոտովոլտային էլեկտրակայանը մեծ մասշտաբի PV համակարգ է, որը կապված է էլեկտրական ցանցի հետ և նախատեսված է արևի ճառագայթման հիման վրա համազին էլեկտրական էներգիա ստեղծելու համար: Ֆոտովոլտային էլեկտրակայանը կազմված է մի շարք կազմակերպումներից, ինչպիսիք են.
Սոլար մոդուլներ: Դրանք են PV համակարգի հիմնական միավորները: Նրանք կազմված են արևային բջիջներից, որոնք լույսը փոխակերպում են էլեկտրական էներգիա: Արևային բջիջները ընդհանուր պես պատրաստվում են սիլիկոնից, որը կիսահաղորդիչ նյութ է, որը կարող է կլանել ֆոտոններ և ազատել էլեկտրոններ: Էլեկտրոնները հոսում են շղթայով և ստեղծում էլեկտրական հոսանք: Սոլար մոդուլները կարող են դասավորվել տարբեր կազմակերպումներով, ինչպիսիք են շարունակական, զուգահեռ կամ շարունակական-զուգահեռ, կախված համակարգի լարումի և հոսանքի պահանջներից:
Մուտքային կառուցվածքներ: Դրանք համարիչներ կամ ռակեր են, որոնք աջակցում են և ուղղում սոլար մոդուլները: Նրանք կարող են լինել ստացիոնար կամ կարգավորելի, կախված կայանավայրի և կլիմայի դիրքից: Ստացիոնար մուտքային կառուցվածքները էժան են և պարզ, բայց նրանք չեն հետևում արևի շարժման և կարող են նվազեցնել համակարգի արդյունավետությունը: Կարգավորելի մուտքային կառուցվածքները կարող են կոշտացնել կամ պտտել սոլար մոդուլները արևի դիրքին համապատասխանեցնելու և էներգիայի արդյունավետության օպտիմիզացիայի համար: Նրանք կարող են լինել ձեռնարկ կամ ավտոմատ, կախված կառավարման և ճշգրտության անհրաժեշտությունից:
Ինվերտորներ: Դրանք սարքեր են, որոնք փոխակերպում են սոլար մոդուլների կողմից ստեղծված ուղղագիծ հոսանքը (DC) ալտերնատիվ հոսանքի (AC) միջոցով, որը կարող է միացվել ցանցին կամ օգտագործվել AC բեռների համար:
Ինվերտորները կարող են դասակարգվել երկու տեսակների՝ կենտրոնական ինվերտորներ և միկրոինվերտորներ: Կենտրոնական ինվերտորները մեծ միավորներ են, որոնք կապում են մի շարք սոլար մոդուլներ կամ զանգվածներ և տալիս են մի միակ AC ելք: Միկրոինվերտորները փոքր միավորներ են, որոնք կապում են յուրաքանչյուր սոլար մոդուլ կամ պանել և տալիս են առանձին AC ելքներ: Կենտրոնական ինվերտորները ավելի տարածված են և արդյունավետ են մեծ մասշտաբի համակարգերի համար, իսկ միկրոինվերտորները ավելի կարգավորելի և ամրահուն են փոքր մասշտաբի համար:
Զարգացող կոնտրոլեր: Դրանք սարքեր են, որոնք կարգավորում են սոլար մոդուլների կամ զանգվածների լարումը և հոսանքը, որպեսզի արգելավորեն բատարիաների գերբեռնումը կամ անբեռնումը: Զարգացող կոնտրոլերը կարող են դասակարգվել երկու տեսակների՝ պուլսային լայնության մոդուլացիայի (PWM) կոնտրոլեր և առավելագույն էներգիայի կետի հետևումը (MPPT) կոնտրոլեր: PWM կոնտրոլերը պարզ են և էժան, բայց նրանք կորցնում են էներգիա կլինգանքի հետ կապված հոսանքի միջոցով: MPPT կոնտրոլերը ավելի բարդ են և թանկ, բայց նրանք օպտիմիզացնում են էներգիայի ելքը սոլար մոդուլների կամ զանգվածների առավելագույն էներգիայի կետի հետ համապատասխանեցնելով լարումը և հոսանքը:
Բատարիաներ: Դրանք սարքեր են, որոնք պահում են սոլար մոդուլների կամ զանգվածների կողմից ստեղծված ավելորդ էլեկտրոսինթեզը հետագա օգտագործման համար, երբ արև չկա կամ երբ ցանցը անբանական է: Բատարիաները կարող են դասակարգվել երկու տեսակների՝ լեդ-ացիդ բատարիաներ և լիթիում-իոն բատարիաներ: Լեդ-ացիդ բատարիաները էժան են և ավելի լայնորեն օգտագործվում են, բայց նրանք ունեն ցածր էներգիայի խտություն, կարճ կյանքի ժամկետ և պահանջում են ավելի շատ սպասարկում: Լիթիում-իոն բատարիաները ավելի թանկ են և ավելի քիչ տարածված, բայց նրանք ունեն բարձր էներգիայի խտություն, երկար կյանքի ժամկետ և պահանջում են ավելի քիչ սպասարկում:
