Fotovoltaiese Kragstasies

Definisie van Sonkragstasies

Sonkragstasies genereer elektrisiteit deur sonenergie te gebruik, en word in fotovoltaiese (PV) en gekonsentreerde sonkrag (CSP) stasies geklassifiseer.

Fotovoltaiese Kragstasies

Omskep sonlig direk na elektrisiteit deur sonsele te gebruik en sluit komponente soos sonpaneelmodules, omvormers, en batterye in.

'n Fotovoltaiese kragstasie is 'n groot-skaalse PV-sisteem wat aan die rooster verbind is en ontwerp is om massiewe elektriese krag van sonstraling te produseer. 'n Fotovoltaiese kragstasie bestaan uit verskeie komponente, soos:

• Sonpaneelmodules: Die basis eenhede van 'n PV-sisteem, gemaak van sonsele wat lig omskep na elektrisiteit. Sonsele, tipies gemaak van silikon, absorbeer fote en vrylaat elektrone, wat 'n elektriese stroom skep. Sonpaneelmodules kan in reeks, parallel, of reeks-parallel konfigurasies gearrangeer word, afhangende van die sisteem se spanning- en stroombehoeftes.

• Montasiestrukture: Dit kan vas of verstelbaar wees. Vas strukture is goedkoper maar volg nie die son se beweging nie, wat moontlik die opbrengs kan verminder. Verstelbare strukture helling of draai om die son te volg, wat energieproduksie verhoog. Dit kan handmatig of outomaties wees, afhangende van die nodige beheer.

• Omvormers: Dit is toestelle wat die regstroom (DC) wat deur die sonpaneelmodules geproduseer word, omskep na wisselstroom (AC) wat in die rooster gevoed kan word of deur AC-lae gebruik kan word.

• Omvormers kan in twee tipes geklassifiseer word: sentrale omvormers en mikro-omvormers. Sentrale omvormers is groot eenhede wat verskeie sonpaneelmodules of -arrays verbind en 'n enkele AC-uitset lewer. Mikro-omvormers is klein eenhede wat aan elke sonpaneelmodule of -paneel verbind word en individuele AC-uitsette lewer. Sentrale omvormers is meer koste-effektief en doeltreffend vir groot-skaalse stelsels, terwyl mikro-omvormers meer buigsam en betroubaar is vir klein-skaalse stelsels.

• Laadjakkies: Reguleer die spanning en stroom van sonpaneelmodules om oorlading of oorontlading van batterye te voorkom. Dit kom in twee tipes voor: pulswydte modulasie (PWM) en maksimum krag punt spoor (MPPT). PWM-jakkies is eenvoudiger en goedkoper, maar verspil sommige energie. MPPT-jakkies is meer doeltreffend en optimiseer energie-uitset deur die sonpaneelmodules se maksimum krag punt te pas.

• Batterye: Dit is toestelle wat oorskot elektrisiteit wat deur die sonpaneelmodules of -arrays geproduseer word, opsien vir later gebruik wanneer daar geen sonlig is of wanneer die rooster neerga. Batterye kan in twee tipes geklassifiseer word: lood-zuur batterye en litium-ion batterye. Lood-zuur batterye is goedkoper en wyer gebruik, maar het 'n laer energiedigtheid, korter leeftyd, en vereis meer instandhouding. Litium-ion batterye is duurder en minder algemeen, maar het hoër energiedigtheid, langer leeftyd, en vereis minder instandhouding.

• Skakele: Verbind of verbind dele van die sisteem, soos sonpaneelmodules, omvormers, en batterye. Dit kan handmatig of outomaties wees. Handmatige skakele vereis menslike bediening, terwyl outomatiese skakele werk op vooraf gedefinieerde toestande of signale.

• Meters: Dit is toestelle wat verskeie parameters van die sisteem meet en wys, soos spanning, stroom, krag, energie, temperatuur, of stralingsintensiteit. Meters kan analoog of digitaal wees, afhangende van die tipe vertoning en akkuraatheid wat benodig word. Analoge meters gebruik naaldjies of wijzers om waardes te wys, terwyl digitale meters getalle of grafieke gebruik om waardes te wys.

• Kable: Dit is drade wat elektrisiteit tussen verskillende komponente van die sisteem oordra. Kable kan in twee tipes geklassifiseer word: DC-kable en AC-kable. DC-kable dra regstroom van die sonpaneelmodules na die omvormers of batterye, terwyl AC-kable wisselstroom van die omvormers na die rooster of lae oordra.

Die generasiegedeelte sluit sonpaneelmodules, montasiestrukture, en omvormers in wat elektrisiteit van sonlig produseer.Die oordragedeelte sluit die kable, skakele, en meters in wat elektrisiteit van die generasiegedeelte na die distribusiegedeelte oordra.

Die distribusiegedeelte sluit batterye, laadjakkies, en lae in wat elektrisiteit stoor of verbruik.Die volgende diagram wys 'n voorbeeld van 'n fotovoltaiese kragstasieopstelling:

Die operasie van 'n fotovoltaiese kragstasie hang af van verskeie faktore, soos weerstoestande, laevraag, en roostertoestand. Echter, 'n tipiese operasie bestaan uit drie hoof modes: oplaaimodus, ontladingmodus, en rooster-koppelmodus.

Oplaaimodus vind plaas wanneer daar oorskot sonlig en lae vraag is. In hierdie modus genereer sonpaneelmodules meer elektrisiteit as nodig is. Die ekstra elektrisiteit laai die batterye via die laadjakkies op.

Die ontladingmodus vind plaas wanneer daar geen sonlig is of hoë laevraag is. In hierdie modus genereer sonpaneelmodules minder elektrisiteit as deur die lae benodig. Die tekortkomende elektrisiteit word deur die batterye via die omvormers verskaf.

Die rooster-koppelmodus kan ook plaasvind wanneer daar 'n roosteruitval is, en rugsteunkrag benodig word. In hierdie modus genereer sonpaneelmodules elektrisiteit wat deur die lae via die omvormers gebruik kan word.

Voordelige

• Sonkragstasies gebruik hernubare en skoon energie wat geen broeikasgasse of besoedelinge emissie nie.

• Sonkragstasies kan afhanklikheid van fossiele brandstowwe verminder en energieveiligheid en diversiteit verhoog.

• Sonkragstasies kan elektrisiteit in afgeleë areas waar roosterverbinding nie haalbaar of betroubaar is nie, verskaf.

• Sonkragstasies kan plaaslike werksgeleenthede en ekonomiese voordele vir gemeenskappe en streke skep.

• Sonkragstasies kan baat hê by verskeie insentiewe en beleide wat hernubare energie-ontwikkeling en -implementering ondersteun.

Nadele

• Sonkragstasies vereis groot grondgebiede en mag milieueffekte op wildlewe, plantegroei, en waterhulpbronne hê.

• Sonkragstasies het hoë aanvanklike kapitaalkoste en lange terugbetalingstydperke vergeleke met konvensionele kragstasies.

• Sonkragstasies het lae kapasiteitsfaktore en hang af van weerstoestande en dag-en-nagsiklusse wat hul opbrengs en betroubaarheid beïnvloed.

• Sonkragstasies benodig rugsteun- of storsisteme om 'n kontinue verskaffing van elektrisiteit tydens periodes van lae of geen sonlig te verseker.

• Sonkragstasies ervaar tegniese uitdagings soos roosterintegrasie, verbindings, oordrag, en distribusie.