Güneş Enerjisi Santralleri

Encyclopedia

Alan: Ansiklopedi

China

Güneş Enerji Santrallerinin Tanımı

Güneş enerji santralleri, güneş enerjisi kullanarak elektrik üretir ve bu santraller fotovaltayik (PV) ve konsantre güneş enerjisi (CSP) santralleri olarak sınıflandırılır.

Fotovaltayik Güç Santralleri

Güneş hücreleri kullanarak doğrudan güneş ışığını elektrige dönüştürür ve güneş modülleri, inversörler ve piller gibi bileşenleri içerir.

Bir fotovaltayik güç santrali, şebekeye bağlı olan ve güneş ışığından toplu elektrik üretmek üzere tasarlanmış büyük ölçekli bir PV sistemidir. Bir fotovaltayik güç santrali, aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

Güneş modülleri: Bir PV sisteminin temel birimleridir ve genellikle silisyumdan yapılmış güneş hücrelerinden oluşur. Bu hücreler, fotonları absorbe eder ve elektronları serbest bırakır, böylece bir elektrik akımı oluşturur. Güneş modülleri, sistemin voltaj ve akım ihtiyaçlarına bağlı olarak seri, paralel veya seri-paralel yapılandırmalarda düzenlenebilir.

Montaj yapıları: Sabit veya ayarlanabilir olabilir. Sabit yapılar daha ucuzdur ancak güneşin hareketini takip etmez, bu da çıkışı azaltabilir. Ayarlanabilir yapılar, güneşin hareketini izlemek için eğilebilir veya dönebilir, böylece enerji üretimini artırır. Kontrol gereksinimine bağlı olarak manuel veya otomatik olabilir.

Inversörler: Güneş modüllerinden üretilen doğru akımı (DC), şebekeye beslenebilecek veya AC yükler tarafından kullanılacak şekilde alterne akıma (AC) dönüştüren cihazlardır.

Inversörler iki tipe ayrılabilir: merkezi inversörler ve mikro-inversörler. Merkezi inversörler, birkaç güneş modülü veya diziyi bağlayarak tek bir AC çıkışı sağlar. Mikro-inversörler, her bir güneş modülüne veya panele bağlanarak bireysel AC çıkışı sağlar. Merkezi inversörler, büyük ölçekli sistemler için daha maliyet etkili ve verimlidir, mikro-inversörler ise küçük ölçekli sistemler için daha esnek ve güvenilirdir.

Şarj kontrolcüleri: Güneş modüllerinden gelen voltaj ve akımı düzenleyerek pilin aşırı şarjlanmasını veya boşalmasını önler. İki tip vardır: daraltılmış genlik modülasyonu (PWM) ve maksimum güç noktası takibi (MPPT). PWM kontrolcüleri daha basit ve ucuzdur ancak bazı enerjiyi boşa harcar. MPPT kontrolcüleri daha verimlidir ve güneş modüllerinin maksimum güç noktasına uygunlaştırmak suretiyle enerji çıktısını optimize eder.

Piller: Güneş modüllerinden veya dizilerden üretilen fazla elektriği, güneş ışığı olmadığı veya şebeke kapalı olduğunda daha sonra kullanılması için depolayan cihazlardır. Piller, kurşun-asit piller ve lityum-ion piller olmak üzere ikiye ayrılır. Kurşun-asit piller daha ucuz ve yaygın olarak kullanılır, ancak daha düşük enerji yoğunluğu, daha kısa ömür ve daha fazla bakım gerektirir. Lityum-ion piller daha pahalı ve daha az yaygındır, ancak daha yüksek enerji yoğunluğu, daha uzun ömür ve daha az bakım gerektirir.

Anahtarlar: Sistemin farklı bölümlerini, güneş modüllerini, inversörleri ve pilleri bağlar veya ayırır. Manuel veya otomatik olabilir. Manuel anahtarlar insan müdahalesi gerektirirken, otomatik anahtarlar önceden belirlenmiş koşullara veya sinyallere dayanarak çalışır.

Metreler: Sistemin çeşitli parametrelerini ölçüp gösteren cihazlardır, örneğin voltaj, akım, güç, enerji, sıcaklık veya ışınım. Metreler, gösterge türüne ve gerekli hassasiyete bağlı olarak analog veya dijital olabilir. Analog metreler, değerleri göstermek için iğneler veya göstergeler kullanırken, dijital metreler sayılar veya grafikler kullanır.

Kablolama: Sistemin farklı bileşenleri arasında elektrik iletimi sağlayan tellerdir. Kablolar, DC kablosu ve AC kablosu olmak üzere ikiye ayrılır. DC kablosu, güneş modüllerinden inversörlere veya pillere doğru akımı taşır, AC kablosu ise inversörlerden şebekeye veya yüklerine alternatif akımı taşır.

Üretim bölümü, güneş modülleri, montaj yapıları ve inversörlerden oluşur ve güneş ışığından elektrik üretir.Taşıma bölümü, kablolama, anahtarlar ve metreden oluşur ve elektrik enerjisini üretim bölümünden dağıtım bölümüne taşır.

Dağıtım bölümü, piller, şarj kontrolcüleri ve yüklerden oluşur ve elektrik enerjisini depolar veya tüketir.Aşağıdaki diyagram, bir fotovaltayik güç santrali düzenini göstermektedir:

Bir fotovaltayik güç santralinin işlemi, hava koşulları, yük talebi ve şebeke durumu gibi birçok faktöre bağlıdır. Ancak, tipik bir işlem üç ana moda sahiptir: şarj modu, boşalma modu ve şebeke bağlantılı mod.

Şarj modu, fazla güneş ışığı ve düşük talep olduğunda gerçekleşir. Bu modda, güneş modülleri ihtiyaçtan fazla elektrik üretir. Fazladan elektrik, şarj kontrolcüleri aracılığıyla pillere yüklenir.

Boşalma modu, güneş ışığı olmadığı veya yük talebi yüksek olduğunda gerçekleşir. Bu modda, güneş modülleri yüklerin ihtiyaç duyduğu kadar elektrik üretmez. Eksik olan elektrik, inversörler aracılığıyla pillerden sağlanır.

Şebeke bağlantılı mod, şebeke kesintisi olduğunda ve yedek güç ihtiyacı olduğunda gerçekleşebilir. Bu modda, güneş modülleri, inversörler aracılığıyla yükler tarafından kullanılacak elektrik üretir.

Avantajlar

Güneş enerji santralleri, sera gazları veya kirletici madde salınmadan yenilenebilir ve temiz enerji kullanır.

Güneş enerji santralleri, fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltabilir ve enerji güvenliği ve çeşitliliğini artırabilir.

Güneş enerji santralleri, şebeke bağlantısı mümkün veya güvenilir olmayan uzak bölgelerde elektrik sağlayabilir.

Güneş enerji santralleri, yerel iş imkanları ve ekonomik faydalar sağlayarak topluluklar ve bölgeler için avantajlar sunabilir.

Güneş enerji santralleri, yenilenebilir enerji geliştirme ve uygulamasını destekleyen çeşitli teşvik ve politikalardan yararlanabilir.

Dezavantajlar

Güneş enerji santralleri, geniş araziler gerektirir ve vahşi yaşam, bitki örtüsü ve su kaynakları üzerinde çevre etkileri yaratabilir.

Güneş enerji santralleri, geleneksel enerji santrallerine kıyasla yüksek başlangıç sermayesi ve uzun geri ödeme dönemleri gerektirir.

Güneş enerji santralleri, hava koşullarına ve günlük döngülere bağlı olarak düşük kapasite faktörüne sahip olup, bu da çıktılarını ve güvenilirliğini etkileyebilir.