Нарны гэрэл нь фотоволтайк ба цахилгааныг тайлбарлав

Фотоволтайк эсүүд нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргадаг

Нарны зай гэж нэрлэгддэг фотоволтайк (PV) эс нь нарны гэрлийг шууд цахилгаан болгон хувиргадаг механик бус төхөөрөмж юм. Зарим PV эсүүд хиймэл гэрлийг цахилгаан болгон хувиргаж чаддаг.

Фотонууд нарны энергийг зөөдөг

Нарны гэрэл нь фотон буюу нарны энергийн хэсгүүдээс тогтдог. Эдгээр фотонууд нь янз бүрийн долгионы урттай тохирох янз бүрийн хэмжээний энерги агуулдаг

А

Цахилгаан гүйдлийн урсгал

Эсийн урд гадаргуу руу сөрөг цэнэг агуулсан электронуудын хөдөлгөөн нь эсийн урд болон арын гадаргуугийн хооронд цахилгаан цэнэгийн тэнцвэргүй байдлыг үүсгэдэг. Энэ тэнцвэргүй байдал нь эргээд батерейны сөрөг ба эерэг терминалууд шиг хүчдэлийн потенциалыг үүсгэдэг. Эсийн цахилгаан дамжуулагч нь электронуудыг шингээдэг. Дамжуулагчийг цахилгаан хэлхээнд батерей гэх мэт гадны ачаалалд холбох үед хэлхээнд цахилгаан гүйдэг.

Фотоволтайк системийн үр ашиг нь фотоволтайк технологийн төрлөөс хамаарч өөр өөр байдаг

PV эсийн нарны гэрлийг цахилгаан болгон хувиргах үр ашиг нь хагас дамжуулагч материалын төрөл болон PV эсийн технологиос хамаарч өөр өөр байдаг. Худалдааны боломжтой PV модулиудын үр ашиг 1980-аад оны дундуур дунджаар 10% -иас бага байсан бол 2015 он гэхэд ойролцоогоор 15% болж өссөн ба одоо орчин үеийн модулиудын хувьд 20% дөхөж байна. Сансрын хиймэл дагуул гэх мэт зах зээлд зориулсан туршилтын PV эсүүд болон PV эсүүд нь бараг 50% үр ашигтай болсон.

Фотоволтайк систем хэрхэн ажилладаг

PV эс нь PV системийн үндсэн барилгын материал юм. Бие даасан эсүүд нь 0.5 инчээс 4 инч хүртэл хэмжээтэй байж болно. Гэсэн хэдий ч нэг эс нь зөвхөн 1 эсвэл 2 ватт үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн тооны машин, бугуйн цаг зэрэг жижиг хэрэглээнд хангалттай цахилгаан юм.

PV эсүүд нь савласан, цаг агаарын хамгаалалттай PV модуль эсвэл самбарт цахилгаанаар холбогддог. PV модулиуд нь хэмжээ болон үйлдвэрлэж чадах цахилгаан эрчим хүчний хэмжээгээрээ өөр өөр байдаг. PV модулийн цахилгаан үүсгэх хүчин чадал нь модулийн эсийн тоо эсвэл модулийн гадаргуугийн талбайн хэмжээгээр нэмэгддэг. PV модулиудыг бүлэг болгон холбож PV массив үүсгэх боломжтой. PV массив нь хоёр эсвэл хэдэн зуун PV модулиас бүрдэж болно. PV массивт холбогдсон PV модулиудын тоо нь массив үүсгэж чадах нийт цахилгааны хэмжээг тодорхойлдог.

Фотоволтайк эсүүд нь шууд гүйдлийн цахилгааныг үүсгэдэг. Энэхүү тогтмол гүйдлийн цахилгааныг батерейг цэнэглэхэд ашиглаж болох бөгөөд энэ нь эргээд шууд гүйдлийн цахилгаан хэрэглэдэг төхөөрөмжүүдийг тэжээдэг. Бараг бүх цахилгаан эрчим хүчийг цахилгаан дамжуулах, түгээх системд хувьсах гүйдэл (AC) хэлбэрээр нийлүүлдэг. Дуудагдсан төхөөрөмжүүд

PV эсүүд болон модулиуд нь нарны туяаг шууд харсан үед хамгийн их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх болно. PV модулиуд болон массивууд нь модулиудыг байнга нар руу чиглүүлдэг хяналтын системийг ашиглаж болох боловч эдгээр системүүд нь үнэтэй байдаг. Ихэнх PV системүүд нь тогтмол байрлалтай модулиуд нь урд зүг рүү чиглэсэн (бөмбөрцгийн хойд хагаст-өмнөд хагас бөмбөрцөгт шууд хойд зүгт) болон системийн физик болон эдийн засгийн гүйцэтгэлийг оновчтой болгох өнцгөөр байрладаг.

Нарны фотоволтайк эсүүдийг хавтан (модуль) болгон бүлэглэсэн бөгөөд хавтангуудыг янз бүрийн хэмжээтэй массив болгон хувааж, малын усны насосыг тэжээх, орон сууцыг цахилгаанаар хангах, цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх гэх мэт бага ба их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжтой. хэмжээний цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх.

Эх сурвалж: Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лаборатори (зохиогчийн эрхээр хамгаалагдсан)

Фотоволтайк системийн хэрэглээ

Хамгийн жижиг фотоволтайк систем нь цахилгаан тооцоолуур болон бугуйн цаг. Томоохон системүүд нь ус шахах, харилцаа холбооны төхөөрөмжийг тэжээх, нэг байшин эсвэл бизнесийг цахилгаан эрчим хүчээр хангах, эсвэл олон мянган цахилгаан хэрэглэгчдийг цахилгаан эрчим хүчээр хангадаг томоохон массивуудыг бий болгох боломжтой.

PV системийн зарим давуу талууд байдаг

â¢PV систем нь цахилгаан түгээх систем (цахилгаан дамжуулах шугам) байхгүй газруудад цахилгаан эрчим хүчээр хангахаас гадна цахилгаан эрчим хүчээр хангах боломжтой.
â¢PV массивыг хурдан суулгах боломжтой бөгөөд ямар ч хэмжээтэй байж болно.
â¢Барилга дээр байрлах PV системийн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө нь хамгийн бага.

Эх сурвалж: Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лаборатори (зохиогчийн эрхээр хамгаалагдсан)

Эх сурвалж: Сэргээгдэх эрчим хүчний үндэсний лаборатори (зохиогчийн эрхээр хамгаалагдсан)

Фотоволтайкийн түүх

Анхны практик PV эсийг 1954 онд Bell Telephone-ийн судлаачид бүтээжээ. 1950-иад оны сүүлчээс эхлэн PV эсүүдийг АНУ-ын сансрын хиймэл дагуулуудыг тэжээхэд ашиглаж эхэлсэн. 1970-аад оны сүүлчээр PV хавтан нь алсаас цахилгаан эрчим хүчээр хангадаг байсан

АНУ-ын Эрчим хүчний мэдээллийн алба (EIA) 2008 онд PV цахилгаан станцуудад үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүч 2008 онд 76 сая киловатт цаг (кВт.цаг) байсан бол 2019 онд 69 тэрбум (кВт.цаг) болж өссөн гэж тооцоолжээ. Ашиглалтын хэмжээний цахилгаан станцууд дор хаяж 1000 киловатт (эсвэл) байна. нэг мегаватт) цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадалтай. БОНБҮ-ийн тооцоолсноор 2014 онд 11 тэрбум кВт.ц байсан бол 2019 онд 33 тэрбум кВт.ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэсэн жижиг оврын цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэсэн. Жижиг хэмжээний PV систем нь нэг мегаваттаас бага цахилгаан үйлдвэрлэх хүчин чадалтай системийг хэлнэ. Ихэнх нь барилга дээр байрладаг бөгөөд заримдаа үүнийг нэрлэдэг