Mga Planta ng Pwersa ng Photovoltaic

Pangangahulugan ng Solar Power Plants

Ang mga solar power plants ay gumagawa ng kuryente gamit ang enerhiya ng araw, na mayroong dalawang uri: photovoltaic (PV) at concentrated solar power (CSP) plants.

Photovoltaic Power Plants

Nagbibigay ng kuryente sa direkta mula sa liwanag ng araw gamit ang solar cells at kasama ang mga bahagi tulad ng solar modules, inverters, at batteries.

Ang photovoltaic power plant ay isang malaking PV system na konektado sa grid at disenyo upang lumikha ng malaking supply ng kuryente mula sa radiation ng araw. Ang photovoltaic power plant ay binubuo ng maraming komponente, tulad ng:

• Solar modules: Ang pangunahing yunit ng isang PV system, gawa mula sa solar cells na nagbabago ng liwanag sa kuryente. Ang mga solar cells, karaniwang gawa mula sa silicon, ay nagsasapar ng photons at pinapalaya ng electrons, bumubuo ng electric current. Ang mga solar modules ay maaaring ma-arrange sa series, parallel, o series-parallel configuration, depende sa voltage at current needs ng sistema.

• Mounting structures: Maaaring fixed o adjustable. Ang mga fixed structures ay mas mura pero hindi sumusunod sa paggalaw ng araw, posibleng pababawasan ang output. Ang mga adjustable structures ay tilting o rotating upang sundin ang araw, nagpapataas ng energy production. Maaari silang manual o automatic, depende sa kontrol na kailangan.

• Inverters: Ang mga device na ito ay nagbabago ng direct current (DC) na ginawa ng mga solar modules sa alternating current (AC) na maaaring ilagay sa grid o gamitin ng AC loads.

• Inverters can be classified into two types: central inverters at micro-inverters. Ang mga central inverters ay malalaking units na konektado sa maraming solar modules o arrays at nagbibigay ng isang single AC output. Ang mga micro-inverters ay maliliit na units na konektado sa bawat solar module o panel at nagbibigay ng individual AC outputs. Ang mga central inverters ay mas cost-effective at efficient para sa large-scale systems, habang ang mga micro-inverters ay mas flexible at reliable para sa small-scale systems.

• Charge controllers: Nagsasama ng voltage at current mula sa solar modules upang maiwasan ang overcharging o over-discharging ng battery. Mayroon silang dalawang uri: pulse width modulation (PWM) at maximum power point tracking (MPPT). Ang mga PWM controllers ay mas simple at mura pero nagwawala ng ilang enerhiya. Ang mga MPPT controllers ay mas efficient at optimize ang energy output sa pamamagitan ng pag-match sa maximum power point ng solar modules.

• Batteries: Ang mga device na ito ay nag-iimbak ng sobrang kuryente na ginawa ng mga solar modules o arrays para sa paggamit nang walang liwanag ng araw o kapag ang grid ay nawalan ng lakas. Ang mga batteries ay maaaring ma-classify sa dalawang uri: lead-acid batteries at lithium-ion batteries. Ang mga lead-acid batteries ay mas mura at mas malawak na ginagamit, ngunit may mas mababang energy density, mas maikling lifespan, at nangangailangan ng mas maraming maintenance. Ang mga lithium-ion batteries ay mas mahal at mas kaunti, ngunit may mas mataas na energy density, mas matagal na lifespan, at nangangailangan ng mas kaunti maintenance.

• Switches: Konektado o i-disconnect ang mga bahagi ng sistema, tulad ng solar modules, inverters, at batteries. Maaaring manual o automatic. Ang mga manual switches ay nangangailangan ng operasyon ng tao, habang ang mga automatic switches ay gumagana batay sa predefined conditions o signals.

• Meters: Ang mga device na ito ay nagsusukat at nagpapakita ng iba't ibang parameters ng sistema, tulad ng voltage, current, power, energy, temperature, o irradiance. Ang mga meters ay maaaring analog o digital, depende sa tipo ng display at accuracy na kailangan. Ang mga analog meters ay gumagamit ng needles o dials upang ipakita ang mga value, habang ang mga digital meters ay gumagamit ng numbers o graphs upang ipakita ang mga value.

• Cables: Ang mga wire na ito ay nagdadala ng kuryente sa pagitan ng iba't ibang components ng sistema. Ang mga cables ay maaaring ma-classify sa dalawang uri: DC cables at AC cables. Ang mga DC cables ay nagdadala ng direct current mula sa solar modules patungo sa inverters o batteries, habang ang mga AC cables ay nagdadala ng alternating current mula sa inverters patungo sa grid o loads.

Ang bahaging generation ay kasama ang solar modules, mounting structures, at inverters na gumagawa ng kuryente mula sa liwanag ng araw.Ang bahaging transmission ay kasama ang cables, switches, at meters na nagdadala ng kuryente mula sa bahaging generation patungo sa bahaging distribution.

Ang bahaging distribution ay kasama ang batteries, charge controllers, at loads na nagsisilbing imbakan o consumer ng kuryente.Ang sumusunod na diagram ay nagpapakita ng isang halimbawa ng layout ng photovoltaic power plant:

Ang operasyon ng isang photovoltaic power plant ay depende sa maraming factor, tulad ng weather conditions, load demand, at grid status. Gayunpaman, ang typical operation ay binubuo ng tatlong pangunahing modes: charging mode, discharging mode, at grid-tie mode.

Charging mode nangyayari kapag may sobrang liwanag ng araw at mababa ang demand. Sa mode na ito, ang solar modules ay gumagawa ng mas maraming kuryente kaysa kailangan. Ang extra kuryente ay nagcharge ng batteries sa pamamagitan ng charge controllers.

Ang discharging mode nangyayari kapag wala kang liwanag ng araw o mataas ang load demand. Sa mode na ito, ang solar modules ay gumagawa ng mas kaunting kuryente kaysa kailangan ng loads. Ang deficit kuryente ay inuutos ng batteries sa pamamagitan ng inverters.

Ang grid-tie mode ay maaari ring mangyari kapag may grid outage, at kailangan ng backup power. Sa mode na ito, ang solar modules ay gumagawa ng kuryente na maaaring gamitin ng loads sa pamamagitan ng inverters.

Advantages

• Ang mga solar power plants ay gumagamit ng renewable at clean energy na hindi naglabas ng greenhouse gases o pollutants.

• Ang mga solar power plants ay maaaring mabawasan ang dependensiya sa fossil fuels at mapalakas ang energy security at diversity.

• Ang mga solar power plants ay maaaring magbigay ng kuryente sa mga lugar na malayo kung saan ang grid connection ay hindi feasible o reliable.

• Ang mga solar power plants ay maaaring lumikha ng lokal na trabaho at economic benefits para sa communities at regions.

• Ang mga solar power plants ay maaaring makabenefit sa iba't ibang incentives at policies na sumusuporta sa renewable energy development at deployment.

Disadvantages

• Ang mga solar power plants ay nangangailangan ng malaking lupain at maaaring magkaroon ng environmental impacts sa wildlife, vegetation, at water resources.

• Ang mga solar power plants ay may mataas na initial capital costs at mahabang payback periods kumpara sa conventional power plants.

• Ang mga solar power plants ay may mababang capacity factors at depende sa weather conditions at diurnal cycles na nakakaapekto sa kanilang output at reliability.

• Ang mga solar power plants ay nangangailangan ng backup o storage systems upang tiyakin ang continuous supply ng kuryente sa panahon ng mababang o walang liwanag ng araw.

• Ang mga solar power plants ay nakakaharap sa teknikal na challenges tulad ng grid integration, interconnection, transmission, at distribution.