Globaalin energiansiirtymän taustalla aurinkosähkövoimalat, aurinkoenergiantuotannon ydinkantajana, kehittyy nopeasti ja niistä tulee avainvoima uusiutuvan energian hyödyntämisen edistämisessä. Stoikkierän teknisten voimalaitosten teknisten periaatteiden, järjestelmän koostumuksen ja tulevien kehityssuuntausten ymmärtäminen on suuri merkitys tarttumaan energianmuutoksen suuntaan ja edistämään teollisuuden kehitystä.
1 aurinkosähkövoimalaitosten tekniset periaatteet
Stourantuotanto aurinkosähkön voimalaitoksista perustuu aurinkosähkövaikutukseen, jonka ranskalainen tiedemies Edmund Becquerel löysi vuonna 1839. Kun auringonvalo paistaa puolijohdemateriaaleista valmistettujen aurinkokennojen kanssa, fotonit ovat vuorovaikutuksessa puolijohteen elektronien kanssa. Fotonien energia absorboi elektronit, jolloin ne voivat saada tarpeeksi energiaa vapautuakseen atomien rajoituksista, tuottaen siten elektronireiän pareja. Sisäänrakennetun sähkökentän vaikutuksella puolijohteen PN-risteyksessä elektronit ja reikät liikkuvat vastakkaisiin suuntiin muodostaen virran. Useita aurinkokennoja yhdistetään sarjassa ja yhdensuuntaiset aurinkokennomoduulien muodostamisen kanssa, lisäämällä jännitettä ja virtaa ja saavutetaan suuren mittakaavan sähköenergian ulostulo.
Varhaisissa aurinkokennoissa oli alhainen muuntamistehokkuus ja korkeat kustannukset, mikä rajoitti niiden laajaa levinnyttä. Mutta materiaalitieteen ja valmistustekniikan jatkuvan edistymisen myötä monokiteisen piin ja monikiteisen piin edustamat kiteiset piit -aurinkokennot ovat vähitellen muuttuneet valtavirtaan. Monokiteiset piisolut, niiden korkean puhtaan piidamateriaalin kanssa, voi saavuttaa muuntotehokkuuden yli 25%; Vaikka monikiteiset piisolut ovat hiukan ala -arvoisia, niiden muuntamistehokkuus voi silti saavuttaa 20% -23% optimoitujen tuotantoprosessien avulla. Viime vuosina nousevat Perovskite -aurinkokennot ovat kehittyneet nopeasti. Laboratorion muuntamistehokkuus on yli 25%, mikä osoittaa valtavan kehitysmahdollisuuden.
2 Photosholec -voimalaitoksen järjestelmäkoostumus
(1) sähköntuotantoyksikkö: ydinkomponenttien yhteistyöhön liittyvä työ
Aurinkokenno -moduulit ovat aurinkosähköjen tuotantoyksiköiden ydin. Nämä komponentit voidaan luokitella eri tyyppeiksi erilaisten sovellusskenaarioiden ja vaatimusten perusteella. Usein käytetään usein monikiteisiä piidomoduuleja, joilla on suuria ja hyvää vakautta, suurten jauheisten aurinkosähkövoimalaitosten kanssa; Hajautetuissa aurinkosähköprojekteissa, kuten kaupallisissa kattoissa ja asuinhuollon aurinkosähkönä, monokiteiset piitimoduulit ovat erittäin suosittuja niiden pienen koon ja suuren tehokkuuden vuoksi. Komponentit asennetaan tiettyihin asentoihin kiinnikkeiden läpi saadaksesi auringonvaloa optimaalisessa kulmassa.
Combiner Boxilla on rooli virran keräämisessä ja levittämisessä. Useiden aurinkosolujen moduulien tuottama suoravirta on kytketty yhdistelmälaatikkoon kaapeleiden kautta. Combiner -laatikko yhdistää useita suoria virtauksia ja tarkkailijoita ja suojaa jokaista virtaa. Myöhemmin tasavirtavirran siirto siirretään taajuusmuuttajaan tasavirtajakelukaapin läpi.
(2) Ohjaus- ja muuntamisyksikkö: Tehon laadun ja ruudukon kytkettyjen toiminnan varmistaminen
Invertteri on yksi aurinkosähkövoimalaitosten keskeisistä laitteista, jotka muuntaa suoravirta vaihtovirtaan, joka täyttää sähköverkon vaatimukset. Inverttereiden suorituskyky vaikuttaa suoraan aurinkovoiman voimalaitosten sähköntuotannon tehokkuuteen ja voimanlaatuun. Nykyaikaiset invertterit omaksuvat edistyneen digitaalisen ohjaustekniikan ja niillä on maksimaalinen tehopisteiden seuranta (MPPT), joka voi säätää aurinkosolujen moduulien käyttötilaa reaaliajassa aina ollakseen maksimitehon lähtötilassa. Samanaikaisesti invertteri voi myös suodattaa ja vakauttaa lähtövirtavoiman varmistaakseen, että virranlaatu täyttää ruudukon pääsyn standardit.
Vaihtoehtoisen lisäksi valvontajärjestelmä on myös tärkeä osa ohjaus- ja muuntoyksikköä. Anturien ja tiedonkeruulaitteiden avulla valvontajärjestelmä tarkkailee erilaisten laitteiden reaaliaikaista käyttötilaa aurinkosähkön voimalaitteessa, mukaan lukien komponenttilämpötila, jännite, virta, invertterin työskentelyparametrit jne. Nämä tiedot siirretään keskusvalvontahuoneeseen, ja hallintahenkilöstö voi etäisesti seurata ja hallita voimalaitoksen avulla valvontaohjelmistoa, ajoissa ajoittain välittömiä laitteita ja varmistaa voimalaitteiden toiminnan kautta ja varmistaa voimalaitteiden toiminnan ja varmistaa voimalaitteet.
(3) Energian varastointiyksikkö: Ajoittaisen virrantuotannon ajoittaisen ongelman ratkaiseminen
Ajoittaisten ja aurinkosähkön sähköntuotannon ajoittaisten ja vaihtelevien ongelmien ratkaisemiseksi energian varastointiyksiköiden levittäminen aurinkosähkövoimalaitoksiin on yhä laajemmin levinnyt. Yleisiä energian varastointitekniikoita ovat lyijyakut, litium-ioni-akut ja virtausparistot. Litiumioniparistoista on tullut valtavirran valinta energian varastointiin aurinkosähkövoimalaitoksissa niiden korkean energian tiheyden, suuren lataamisen ja purkamisen tehokkuuden sekä pitkän syklin käyttöikän vuoksi.
Kun päivän aikana on riittävästi auringonvaloa, aurinkosähkövoimalaitosten tuottama ylimääräinen sähkö varastoidaan energian varastointiparistoihin; Yöllä tai kun valoa ei ole riittävästi, energian varastointiparisto vapauttaa sähköenergiaa sähkön vakaan tarjonnan varmistamiseksi. Energian varastointiyksiköt voivat myös osallistua apupalveluihin, kuten sähköverkon huipun parranajoon ja taajuuden säätelyyn, mikä parantaa sähköverkon vakautta ja luotettavuutta.
3 aurinkosähkön voimalaitosten kehityssuuntaus
(1) Teknologinen innovaatio lisää tehokkuuden parantamista ja kustannusten vähentämistä
Jatkossa aurinkosähkön voimalaitostekniikka kehittyy kohti korkeampaa tehokkuutta ja alhaisempia kustannuksia. Akkutekniikan kannalta Perovskite-aurinkokennojen odotetaan saavuttavan laajamittaiset teollisuussovellukset parantaen edelleen aurinkosähkövoimalaitosten sähköntuotannon tehokkuutta. Samaan aikaan parantamalla valmistusprosesseja ja optimoimalla komponenttien suunnittelua, aurinkosähkömoduulien tuotantokustannuksia voidaan vähentää. Invertteritekniikan kannalta uusien topologisten rakenteiden ja voimalaitteiden soveltaminen parantaa inverttereiden muuntamistehokkuutta ja luotettavuutta sekä vähentää käyttö- ja ylläpitokustannuksia.
(2) Hajautettu ja keskitetty yhteistyökehitys
Hajautetut aurinkosähköasemat ovat kehittyneet nopeasti viime vuosina, koska ne ovat lähellä käyttäjiä, joustavaa rakentamista ja paikan päällä tapahtuvaa kulutusta. Jatkossa hajautettu aurinkosähkö kehittyy synergiassa keskitetyillä aurinkosähköasemilla. Kaupunkialueilla ja kaupallisilla alueilla hajautettu aurinkosähkö käyttää täysin tiloja, kuten kattoja ja seiniä lähellä olevan energiantuotannon ja kulutuksen saavuttamiseksi; Etäalueilla, joilla on runsaasti aurinkoenergiavaroja, keskitetyt aurinkosähköasemat jatkavat mittakaavan etujensa hyödyntämistä suuren mittakaavan puhtaan energian tarjoamiseksi sähköverkkoon. Samanaikaisesti Smart Grid -teknologian avulla voidaan saavuttaa hajautettujen aurinkosähkö- ja keskitetyn sähkövoimalaitosten välinen yhdistäminen, mikä optimoi energiavarojen jakautumisen.
(3) integroitu kehitys muihin toimialoihin
Stouraläheiset voimalaitokset integroidaan syvästi teollisuuteen, kuten maatalouden, kalatalouden ja eläinhoitotuotteiden kanssa, jotka muodostavat innovatiivisia kehitysmalleja, kuten "maatalouden aurinkosähkön komplementaarisuus", "kalastuksen aurinkosähkön komplementaarisuus" ja "eläinhuollon photovoltinen komplementaarisuus". "Maatalouden aurinkosähkökomplementaarisessa" -tilassa aurinkosähkömoduulit on asennettu viljelysmaan yläpuolelle, ja alla olevaa maata voidaan edelleen käyttää maatalouden istutukseen, saavuttaen maavarojen tehokkaan hyödyntämisen; "Kalastuksen aurinkosähkön komplementaarinen" -malli sisältää aurinkosähkön voimalaitosten rakentamisen kalalammikoiden pinnalle, vedenalaisen vesiviljelyn pinnalle ja kattavien tulojen lisääminen maa -aluetta kohti. Tämä teollisen integraatiokehitysmalli ei vain laajenna aurinkosähkövoimalaitosten sovellusskenaarioita, vaan edistää myös niihin liittyvien toimialojen vihreää ja kestävää kehitystä.