Fotogaasi elektrijaamad

Päikeseenergia elektrijaamade mõiste

Päikeseenergia elektrijaamad toodavad elektrit päikeseenergiaga, need on jagatud fotokellide (PV) ja konsentreeritud päikeseenergia (CSP) elektrijaamadeks.

Fotokellide elektrijaamad

Konverteerivad päikesevalgust otse elektriks fotokellidega ja sisaldavad komponente nagu päikesemoodulid, inverterid ja akud.

Fotokellide elektrijaam on suurte skaala PV süsteem, mis on ühendatud võrguga ja mõeldud massilise elektrienergia tootmiseks päikese kiirgusest. Fotokellide elektrijaam koosneb mitmest komponendist, näiteks:

• Päikesemoodulid: PV süsteemi põhikomponendid, mis koosnevad fotokellidest, mis teisendavad valgust elektriks. Fotokellid, tavaliselt silikoonist, absorbeerivad fotonid ja vabastavad elektronid, lootes elektrivoolu. Päikesemoodulid saavad olla paigutatud rida, paralleelsed või rida-paralleelsed konfiguratsioonides, sõltuvalt süsteemi voltmikust ja voolunõudest.

• Paigaldusstruktuurid: Need võivad olla kas muutumatud või reguleeritavad. Muutumatud struktuurid on odavamad, kuid ei jälgi päikese liikumist, mis võib vähendada väljundit. Reguleeritavad struktuurid nihkevad või keerlevad päikese järel, tõstab energia tootmist. Nad võivad olla manuaalsed või automaatsed, sõltuvalt kontrollinõudest.

• Inverterid: Need on seadmed, mis teisendavad päikesemoodulite poolt toodetud otsese voolu (DC) vaikevooluks (AC), mis saab viia võrgu või kasutada AC laadimisel.

• Inverterid võivad jagune kaheks tüübiks: kesklinverterid ja mikroinverterid. Kesklinverterid on suured ühikud, mis ühendavad mitmeid päikesemooduleid või -massiive ja pakuvad ühtset AC väljundit. Mikroinverterid on väikesed ühikud, mis ühendatakse igale päikesemoodulile või -paneelile ja pakuvad individuaalset AC väljundit. Kesklinverterid on kõrgema skaala süsteemide jaoks kuluefektiivsemad ja tõhusamad, samas kui mikroinverterid on paindlikumad ja usaldusväärsed väikeste skaala süsteemide jaoks.

• Laetuse juhid: Reguleerivad päikesemoodulite poolt toodetud voltmikut ja voolu, et ära hoida akku ülelaadimist või tühjendamist. Nad tulevad kahe tüübi: pulssilaiuse modulatsiooni (PWM) ja maksimaalse võimsuse punkti jälgimise (MPPT). PWM juhid on lihtsamad ja odavamad, kuid raiskavad mõnda energiat. MPPT juhid on tõhusamad ja optimeerivad energiaväljundit vastavalt päikesemoodulite maksimaalsele võimsusepunktile.

• Akud: Need on seadmed, mis hooldavad päikesemoodulite või -massiivide poolt toodetud ülejäänud elektri hilisemaks kasutamiseks, kui päikene ei ole ega ole võrgu katkemist. Akud võivad jagune kaheks tüübiks: pliiatsakud ja litium-ionide akud. Pliiatsakud on odavamad ja laiemini kasutatavad, kuid neil on madalam energiatihe, lühem eluiga ja nõuavad rohkem hooldust. Litium-ionide akud on kallimad ja vähem levinud, kuid neil on kõrgem energiatihe, pikem eluiga ja nõuavad vähem hooldust.

• Lülited: Ühendavad või lahutavad osi süsteemist, näiteks päikesemooduleid, invertereid ja akke. Need võivad olla manuaalsed või automaatsed. Manuaalsed lülited nõuavad inimese toimingut, samas kui automaatsed lülited töötavad eelnevalt määratletud tingimuste või signaalide alusel.

• Mõõturid: Need on seadmed, mis mõõdlevad ja kuvavad süsteemi erinevaid parameetreid, näiteks voltmikku, voolu, võimsust, energiat, temperatuuri või kirguseintensiivsust. Mõõturid võivad olla analoogilised või digitaalsed, sõltuvalt kuva tüübist ja täpsusest. Analoogilised mõõturid kasutavad naeleid või tsifereid, et näidata väärtusi, samas kui digitaalsed mõõturid kasutavad numbreid või graafikuid, et näidata väärtusi.

• Juhtmed: Need on vedud, mis edastavad elektrit erinevate süsteemi komponendite vahel. Juhtmed võivad jagune kaheks tüübiks: DC juhtmed ja AC juhtmed. DC juhtmed kannavad otselist voolu päikesemoodulidest inverterite või akkude poole, samas kui AC juhtmed kannavad vaikevoolu inverteritest võrgu või laadimise poole.

Tootmise osa sisaldab päikesemooduleid, paigaldusstruktuure ja invertere, mis toodavad elektrit päikesevalgusest.Edastamise osa sisaldab juhtmeid, lülite ja mõõturid, mis edastavad elektrit tootmise osast jaotuse osasse.

Jaotuse osa sisaldab akke, laetuse juhikke ja laadimisi, mis säilitavad või tarbivad elektrit.Järgmine diagramm näitab näidet fotokellide elektrijaama asukohast:

Fotokellide elektrijaama töö sõltub mitmest tegurist, näiteks ilmastikuoludest, laadimise nõudlusest ja võrgu staatusest. Siiski koosneb tavaline töö kolmest peamisest režiimist: laetava režiim, laadimise režiim ja võrguühenduse režiim.

Laetava režiim toimub siis, kui on ülejäänud päikesevalgust ja madal nõudlus. Selles režiimis toodavad päikesemoodulid rohkem elektrit, kui on vaja. Ülejäänud elekter laeb akke laetuse juhikute kaudu.

Laadimise režiim toimub siis, kui ei ole päikesevalgust või on kõrge laadimise nõudlus. Selles režiimis toodavad päikesemoodulid vähem elektrit, kui on vaja laadimiseks. Puuduv elekter antakse akkude kaudu inverterite kaudu.

Võrguühenduse režiim võib toimuda ka siis, kui on võrgu katkemine ja on vaja varavarajõudu. Selles režiimis toodavad päikesemoodulid elektrit, mida saab kasutada laadimiseks inverterite kaudu.

Eelised

• Päikeseenergia elektrijaamad kasutavad taastuvat ja puhta energiat, mis ei heideta kasvuhoonegaase ega saasteainete.

• Päikeseenergia elektrijaamad võivad vähendada sõltuvust fossiilkütustest ja parandada energiaturvalisust ja mitmekesisust.

• Päikeseenergia elektrijaamad võivad pakkuda elektrit eemalsetes piirkondades, kus võrguühendus ei ole võimalik või usaldusväärne.

• Päikeseenergia elektrijaamad võivad luua kohalikke töökohti ja majanduslikke eeliseid kogukondadele ja piirkondadele.

• Päikeseenergia elektrijaamad võivad kasutada mitmesuguseid soodustusi ja poliitikaid, mis toetavad taastuvenergia arendamist ja rakendamist.

Puudused

• Päikeseenergia elektrijaamad nõuavad suurt maapindala ja võivad mõjutada keskkonda, sealhulgas loodust, taimestikku ja vee ressursse.

• Päikeseenergia elektrijaamadel on kõrge algne kapitalikulu ja pika makseperiood traditsiooniliste elektrijaamade suhtes.

• Päikeseenergia elektrijaamadel on madalad kapasiteetifaktorid ja nende väljund ja usaldusväärsus sõltuvad ilmastikutingimustest ja päevaajast, mis mõjutavad nende väljundit ja usaldusväärsust.

• Päikeseenergia elektrijaamadel on vaja varavarajõudu või säilitussüsteeme, et tagada elektri pidev toomine ajal, kui on madal või puudub päikesevalgus.

• Päikeseenergia elektrijaamadel on tehnilisi väljakutseid, nagu võrgu integreerimine, ühendamine, edastamine ja jaotus.