Φωτοβολταικά – Παρούσα κατάσταση και ανάλυση τάσεων ανάπτυξης της ηλιακής ενέργειας.
Φωτοβολταικά – Aνάλυση τάσεων ανάπτυξης της ηλιακής ενέργειας :
Η καύση και η εκπομπή ορυκτών καυσίμων (άνθρακας, πετρέλαιο κ.λπ.) είναι μια από τις κύριες αιτίες της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η δυναμική ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μπορεί να προστατεύσει το ατμοσφαιρικό περιβάλλον και να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη βιώσιμη ανάπτυξη της κοινωνίας. Η ανάπτυξη και η χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας έχει γίνει το κύριο περιεχόμενο της ενεργειακής ανάπτυξης επόμενης γενιάς και η παραγωγή ηλιακής ενέργειας είναι ένα από τα σημαντικότερα, με απαράμιλλα πλεονεκτήματα. Αυτό το άρθρο αναλύει αρχικά το status quo της τεχνολογίας χρήσης ηλιακής ενέργειας και δεύτερον, αναλύει το status quo της τεχνολογίας χρήσης ηλιακής ενέργειας στη χώρα μου και, τέλος, κάνει μια προοπτική παραγωγής ηλιακής ενέργειας.
Η ανάπτυξη και η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας έχει γίνει hot spot στον κόσμο, κυρίως στους τομείς της ηλιακής θερμικής αξιοποίησης και της παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Στον τομέα της ηλιακής θερμικής χρήσης, οι ηλιακοί θερμοσίφωνες και τα συστήματα ζεστού νερού είναι σχετικά εκτεταμένες και αποτελεσματικές μορφές εφαρμογής. Η ηλιακή ενέργεια περιλαμβάνει κυρίως την παραγωγή ηλιακής θερμικής ενέργειας και την παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας.
Η παραγωγή ηλιακής θερμικής ενέργειας αναφέρεται κυρίως στην παραγωγή συγκεντρωμένης ηλιακής θερμικής ενέργειας, η οποία είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί συγκεντρωμένους ηλιακούς συλλέκτες για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας ακτινοβολίας σε θερμική ενέργεια και τη συνεχή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω θερμικών κύκλων.
Από τη δεκαετία του 1980, οι Ηνωμένες Πολιτείες, το Ισραήλ, η Γερμανία, η Ιταλία και άλλες χώρες έχουν πραγματοποιήσει ενεργά εργασίες έρευνας και ανάπτυξης και διαδοχικά καθιέρωσαν διαφορετικές μορφές συσκευών επίδειξης, όπως σύστημα πύργων, σύστημα σκάφης και σύστημα πιάτων. Η ηλιακή φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας είναι μια μορφή παραγωγής ενέργειας που μετατρέπει την ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των ηλιακών κυψελών.
Τα ηλιακά κύτταρα κρυσταλλικού πυριτίου είναι επί του παρόντος ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές φωτοηλεκτρικής μετατροπής για την παραγωγή ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας και η διαδικασία παραγωγής είναι ώριμη, έχει εισέλθει σε μεγάλης κλίμακας βιομηχανική παραγωγή και αναπτύσσεται γρήγορα. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, η παραγωγή ηλιακών κυψελών στον κόσμο έχει επιτύχει σταθερή και ταχεία ανάπτυξη και η παραγωγή ηλιακών κυψελών και πλαισίων έχει δείξει εκθετική ανάπτυξη.
Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών κυψελών βασίζεται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο της διασταύρωσης ημιαγωγών pn, δηλαδή όταν το ηλιακό φως ή άλλο φως φωτίζει τη διασταύρωση ημιαγωγών pn, εμφανίζεται μια τάση και στις δύο πλευρές της διασταύρωσης pn , η οποία ονομάζεται φωτοπαραγόμενη τάση.
Το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας αποτελείται από μια ομάδα ηλιακών κυψελών, έναν ηλιακό ελεγκτή και μια μπαταρία (ομάδα). Εάν η ισχύς εξόδου είναι AC 220 V ή 110 V, απαιτείται επίσης ένας μετατροπέας.
Οι λειτουργίες κάθε μέρους είναι:
1) Ηλιακά πάνελ: Τα ηλιακά πάνελ είναι το βασικό μέρος του συστήματος παραγωγής ηλιακής ενέργειας και το πιο πολύτιμο μέρος του συστήματος παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Η λειτουργία του είναι να μετατρέπει την ικανότητα ακτινοβολίας του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια ή να την στέλνει στην μπαταρία για αποθήκευση ή να σπρώχνει το φορτίο να λειτουργήσει.
2) Ηλιακός ελεγκτής: Η λειτουργία του ηλιακού ελεγκτή είναι να ελέγχει την κατάσταση λειτουργίας ολόκληρου του συστήματος και να προστατεύει την μπαταρία από υπερφόρτιση και υπερφόρτιση.
3) Μπαταρία: γενικά μπαταρία μολύβδου-οξέος, σε μικρά και μικροσυστήματα, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί μπαταρία νικελίου-υδρογόνου, μπαταρία νικελίου-καδμίου ή μπαταρία λιθίου. Η λειτουργία του είναι να αποθηκεύει την ηλεκτρική ενέργεια που εκπέμπεται από το ηλιακό πάνελ όταν υπάρχει φως και να την απελευθερώνει όταν χρειάζεται.
4) Μετατροπέας: Η άμεση έξοδος ηλιακής ενέργειας είναι γενικά 12 VDC, 24 VDC, 48 VDC. Για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε συσκευές 220 VAC, είναι απαραίτητο να μετατραπεί η ισχύς συνεχούς ρεύματος που παράγεται από το σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας σε εναλλασσόμενο ρεύμα, επομένως απαιτείται ένας μετατροπέας DC-AC.
Όσον αφορά τις πρακτικές εφαρμογές μηχανικής, η τεχνολογία παραγωγής ηλιακής φωτοβολταϊκής ενέργειας έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως και αγαπήθηκε από χώρες σε όλο τον κόσμο. Η παραγωγή φωτοβολταϊκού ρεύματος έχει εξαιρετικά πλεονεκτήματα όπως η έλλειψη καυσίμου, η φιλικότητα προς το περιβάλλον, η έλλειψη περιστρεφόμενων εξαρτημάτων, η απλή συντήρηση, που αποτελείται από μονάδες και η ισχύς μπορεί να είναι μεγάλη ή μικρή. Το σύστημα παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας έχει δύο πτυχές: η μία είναι ένας μεγάλος φωτοβολταϊκός σταθμός παραγωγής ενέργειας· η άλλη είναι ένας φωτοβολταϊκός σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας οροφής. Οι επίγειες φωτοβολταϊκές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας έχουν γενικά προβλήματα όπως μεγάλη απόσταση μετάδοσης, μεγάλης κλίμακας σύνδεση στο δίκτυο και μεγάλη κατανάλωση. Αντίθετα, ο φωτοβολταϊκός σταθμός οροφής είναι πιο κατάλληλος για τα χαρακτηριστικά της ευρείας διανομής και της κακής σταθερότητας της φωτοβολταϊκής παραγωγής ενέργειας και είναι εύκολο να απορροφηθεί επιτόπου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα.
