Solenergi-energisystemet og applikasjonsutsikter er ubegrensede!

- May 04, 2018-

Med den raske utviklingen av verdensøkonomien og menneskehetens fremgang har folk gjort høyere og høyere krav til energi. Utviklingen av ny energi har blitt et presserende problem for menneskeheten. De


Fordi fossilt brannskraft trenger å brenne fossile brensler som kull og olje, har fossilt brensel begrenset reserver og er i fare for utmattelse. På den annen side vil brenningen av drivstoff avgir CO2 og svoveloksider, noe som vil føre til drivhuseffekt og surt regn, noe som vil forverre det globale miljøet. Vannkraft vil oversvømme store mengder jord, noe som kan skade miljøet. Ved et sammenbrudd av et stort reservoar vil konsekvensene bli katastrofale. I tillegg er vannkraftressursene i enkelte land også begrensede, og de vil også bli påvirket av sesongen. Kjernekraft er sikkert ren under normale forhold, men i tilfelle et atomlekkasje er konsekvensene like forferdelige.


Ovennevnte problemer tvinger folk til å finne nye energikilder. Ny energi må oppfylle to forhold samtidig: For det første er det rik på reserver og vil ikke bli utmattet; For det andre er det trygt og rent, og det vil ikke true menneskeheten og ødelegge miljøet. Nye energikilder som for tiden finnes, er: solenergi, vindkraft og brenselceller.


Solen som skinner på jorden har enorm energi. Solstråling på jorden i ca 40 minutter er nok for mennesker å konsumere energi i et år. Det kan sies at solenergi er en virkelig uuttømmelig energikilde. Og solenergi er helt ren og forårsaker ikke forurensning. Derfor er solenergi en ideell energikilde med et bredt spekter av applikasjoner og lyse utsikter.


For det andre, prinsippet om solenergi


Solkraftproduksjon utnytter de elektriske egenskapene til sol- og halvledermaterialer for å generere elektrisitet.


  1. Prinsippet om solenergi (fotovoltaisk kraftproduksjon): Solen skinner på halvleders pn-kryss for å danne et nytt hulls elektronpar. Under effekten av pn-krysset elektrisk felt, strømmer hullene fra n-regionen til p-området, og elektroner strømmer fra p-regionen til n. I området dannes strømmen etter at kretsen er slått på. Dette er arbeidsprosessen for fotoelektrisk effekt solcellen.

640.webp.jpg

2. To metoder for solenergi: den ene er lys-elektrisk-elektrisk konvertering, og den andre er lys-elektrisk direkte konvertering.


en. Lysvarme-elektrisitetsomformingsmetode: Ved å utnytte varmenergien generert av solstråling for å generere elektrisitet, konverterer en solenergiinnsamler den absorberte termiske energien til damp av arbeidsfluidet, og driver deretter turbinen for å generere elektrisitet. Den tidligere prosessen er en lysvarmekonverteringsprosess; sistnevnte prosess er en termisk-elektrisk konverteringsprosess, akkurat som vanlig termisk kraftproduksjon. Ulempen med solvarmeproduksjon er lav effektivitet og høy kostnad. Det er anslått at investeringen er minst lavere enn for vanlige branner. Kraftverket er 5 til 10 ganger dyrere. Et solvarmeanlegg på 1.000 MW trenger investeringer på 200-250 millioner amerikanske dollar, og en gjennomsnittlig investering på 1 kW er 2000 til 2500 amerikanske dollar. Derfor kan den bare brukes på spesielle anledninger i liten skala. Stor bruk er økonomisk uøkonomisk og kan ikke konkurrere med vanlige kraftverk eller atomkraftverk.


b. Elektrisk direkteomformingsmetode (fotovoltaisk kraftproduksjon): Den fotoelektriske effekten brukes til å konvertere solstrålingsenergi direkte til elektrisk energi. Den grunnleggende enheten for lys-til-elektrisk konvertering er en solcelle. En solcelle er en enhet som konverterer solenergi direkte til elektrisk energi på grunn av fotovoltaisk effekt. Det er en halvlederfotodiode. Når solen skinner på en fotodiode, forvandler fotodioden solenergi til energi. Figur) Denne metoden er enkel å implementere, og kostnaden er lav. Det har blitt mye brukt.

640.webp (1).jpg

Materialer som kan produsere fotovoltaisk effekt: monokrystallinsk silisium, polysilisium, amorf silisium, galliumarsenid, seleniumindium kobber, etc. Krystallinsk silikon av typen P kan oppnå N-type silisium ved doping med fosfor for å danne et PN-kryss. Krystallinsk silisium er det grunnleggende batterimaterialet. Solceller laget av krystallinske silisiummaterialer omfatter hovedsakelig: monokrystallinske silisiumsolceller, støpte polysilisium solceller, amorfe silisiumsolceller og tynnfilm krystallinske silisiumceller. Monokrystallinske silisiumceller har høy batterikonverteringseffektivitet og god stabilitet, men kostnaden er høyere. Amorfe silisiumsolceller har høy produksjonseffektivitet og lave kostnader, men konverteringseffektiviteten er lav, og effektiviteten avtar raskere; støpe polysilisium solceller Det har en stabil konverteringseffektivitet, og det høyeste pris / ytelsesforholdet; Tynnfilm krystallinske silisium solceller er i FoU-scenen. Blant silisiumseriens solceller, monokrystallinske silisium- og polykrystallinske silisiumceller, fortsetter å dominere det fotovoltaiske markedet, og andelen av monokrystallinsk silisium og polysilikon har oversteget 80%.


Solcelleproduksjonsprosessen kan grovt deles i fem trinn: a, rensingsprosess b, trekkstangsprosess c, skiveprosess d, batteriprosess e, emballasjeprosess.


3, prosessen med solenergi produksjon:


Krystaller brukes nå som et eksempel for å beskrive prosessen med fotovoltaisk kraftproduksjon. Når lyset skinner på overflaten av solcellen, absorberes noen av fotene av silisiummaterialet; Fotonenes energi overføres til silisiumatomer, noe som forårsaker at elektronene skal migrere. De frie elektronene samler seg på begge sider av PN-krysset for å danne en potensiell forskjell når de er eksternt koblet. I kretsen, under virkningen av denne spenningen, vil det være en strøm som strømmer gjennom den eksterne kretsen for å generere en viss utgangseffekt. Når mange celler er koblet i serie eller parallelt, kan en solcelleoppstilling med stor utgangseffekt dannes.



Tredje, solenergi system


1. Sammensetningen av solenergisystemet: Solvarmesystemet består hovedsakelig av et solpanel, en ladestyring, en omformer og et batteri. (Figur) Nedenfor er en kort introduksjon til funksjonene til hver del:

640.webp (2).jpg

Solpaneler: Rollen er å konvertere solstråling direkte til likestrøm for bruk av lasten eller for lagring i batteriet. Generelt, i henhold til brukerens behov, er en rekke solcellepaneler koblet på en bestemt måte for å danne en solcelleoppstilling, og deretter dannes en passende brakett og kryssboks.

image.png

Ladestyring: Ladestyringen består av en dedikert prosessor-CPU, elektroniske komponenter, skjermer og bytte strømtransistorer. I solenergi-generasjonssystemet er ladestyringens grunnleggende rolle å gi best mulig ladestrøm og spenning for batteriet, for raskt, jevnt og effektivt å lade batteriet og for å redusere tapet under ladeprosessen, for å forlenge batterilevetid Beskytt batteriet mot overladning og overladning. Samtidig registreres og vises ulike viktige data i systemet, for eksempel ladestrøm og spenning. Når regulatorens ytelse ikke er bra, har levetiden til batteriet stor innflytelse, og i siste instans påvirker systemets pålitelighet.

image.png

Omformer: Funksjonen er å reversere likestrømmen som leveres av solcellefirkanten og batteriet til vekselstrøm, og å bruke den for vekselstrøm og innlemme i rutenettet. Effektivitet er et av de viktige kriteriene for å velge en omformer. Jo høyere effektiviteten er, desto mindre strømbrudd genereres i prosessen med å konvertere likestrøm generert av fotovoltaiske komponenter til vekselstrøm. Kvaliteten til omformeren bestemmer effektiviteten til kraftgenereringssystemet, som er kjernen i solenergisystemet.

image.png

Batteripakke: Rollen er å sende solenergi til solfangeren og lagre den for bruk av lasten. I et fotovoltaisk kraftgenereringssystem er batteriet i en flytende ladestatus. I løpet av dagen belaster solcellematrisen batteriet, mens den firkantede matrisen returnerer strøm til lasten. Om natten leveres alt lastekraften av batteriet. Derfor kreves selvutladning av batteriet å være liten, og ladingseffektiviteten er høy. Samtidig er det også nødvendig å vurdere faktorer som pris og brukervennlighet.

image.png

2. Driftsmodus for solenergi system: solenergi system har DC strømforsyning, strømforsyning, AC og DC strømforsyning,


Off-grid operasjon, grid-tilkoblet operasjon, vind-solar hybrid operasjon, flere operasjonsmetoder (bildet)

image.png

DC-strømforsyningssystem: Etter at solenergi-kontrolleren har justert og kontrollert den utstrålede effekten, sendes den direkte til DC-belastningen, og overskudddelen sendes til batteriet for lagring.


Strømforsyningssystem: Etter at solenergikontrollen har justert og kontrollert den utstrålede effekten, går den gjennom omformeren og sender den til vekselstrømmen. Overskuddsenergien sendes til batteribanken for lagring.


Off-grid kraftgenerering system: Solenergi kontrolleren (fotovoltaisk kontroller og vind-solar hybrid kontrolleren) regulerer og styrer den genererte effekten. På den ene siden sendes den justerte energien til DC-belastningen eller sendes til AC-belastningen gjennom omformeren. På den annen side sendes overskytende energi til batteripakken til oppbevaring. Når den genererte strømmen ikke kan oppfylle belastningskravene, sender kontrolleren batteristrømmen til lasten. (Figur 4 Likestrømforsyning, vekselstrøm og likestrømforsyning, vindkraft og solenergi er alle nettstrømgenereringssystemer)


Grid-tilkoblet kraftgenereringssystem: Energien som genereres av solenergi, lagres i kraftgenereringssystemet til kraftnettet gjennom den nettilkoblede omformeren uten energilagring i batteriet. Fordi elektrisk energi er direkte inngått i strømnettet, blir batterikonfigurasjonen eliminert, prosessen med lagring og utløsning av batteriet utelatt, kan kraften som genereres av solenergi utnyttes fullt ut, energitapet kan reduseres, og Systemkostnaden kan reduseres. Det nettilkoblede kraftgenereringssystemet kan bruke den kommersielle kraft- og solenergiproduksjonen parallelt som strømkilden til den lokale vekselstrømbelastningen og redusere lastmangel på hele systemet. Samtidig kan grid-tilkoblede systemer spille en rolle når man sparer verktøyet. Det nettilkoblede kraftproduksjonssystemet er utviklingsretningen for solenergi, og representerer den mest attraktive energibruksteknologien i det 21. århundre.

Fjerde, egenskapene til solenergi:


1, fordeler:


1 Solenergi er en permanent energikilde, og det er ingen risiko for uttømming.


2 Solenergi er ren energi. Det er helt rent og miljøvennlig. Det har ingen forurensning, og brukerne er følelsesmessig lette å godta.


3 Bruk av solenergi er fleksibel, og det er ikke begrenset av ressursene og geografiske fordelingen.


4 Solcellebatteriet har lang levetid, og kan brukes til langsiktig investering. Solbatteriet kan brukes i store, mellomstore og små skalaer, med mellomstore kraftverk opptil 1 million kilowatt, og solceller som er små nok til bare ett husholdning.


5 Høy pålitelighet av solenergi og høy energikvalitet;


6 Det tar kort tid å få energi.


2. Ulemper:


1 Bestrålingsdensiteten av bestrålingen er liten og den må oppta et stort område;


2 Den oppnådde energien påvirkes av de meteorologiske forholdene som de fire årstidene, dag og natt, og overskyet vær.



V. Applikasjons- og utviklingsutsikter for solenergi


1, anvendelsen av solenergi:


Med den kontinuerlige økningen i antall solceller, bruken av et bredt spekter, utvidet markedet gradvis. I de tidlige dager ble bruken av solenergi hovedsakelig brukt på militær- og luftfartsområder. For tiden har solenergi gått inn i industri-, kommersiell, landbruks-, kommunikasjon, husholdningsapparater og verktøy og andre avdelinger. Anvendelsen av solenergi er delt inn i flere aspekter: småskala solenergianlegg til hjemmebruk, storstendige gridforbundne kraftverk, integrerte solcellepaneler, solgade lys, vindsolomhybridlys, vind-sol hybrid strømforsyningssystemer, etc. For eksempel: solhage lys; Solvarmeanvendelsessystemer Spesielt kan uavhengige systemer for bystrømforsyning brukes i fjerntliggende områder, fjell, ørkener, øyer og landområder for å spare dyre transmisjonslinjer. fotovoltaiske pumper (drikkevann eller vanning); kommunikasjonskraft; Katodisk beskyttelse av oljeledninger; Fiberoptisk kabel stasjon strømforsyning; sjøvann avsaltning system; Veiskilt i byer; motorveisskilt osv.


Sjette, sammendrag


Potensialet for solenergi med solenergi er enorm. Det er en av de mest bærekraftig fornybare energiteknologiene.


For tiden, selv om Kinas solcellekraftproduksjonsteknologi har modnet, er det nødvendig å gjøre reell bruk av solenergi for å gi drivkraften til den langsiktige utviklingen av denne nye energikilden. Vi må også forbedre følgende aspekter:


1, øke omfanget av produksjonen, forbedre nivået på teknologi, forbedre produktkvaliteten;


2. Forbedre solens fotoelektriske konvertering effektivitet og redusere produkt produksjonskostnader;


3. Virkelig innse grid-tilkoblet drift av solenergi og det eksisterende strømnettet.


Kraftig utvikling av ny energi og fornybar energi er Kinas fremtidige energiløsningsstrategi. På grunn av den økende spenningen i verdens energi og kontinuerlig utvikling av fotovoltaisk teknologi, vil maksimering av utvikling og utnyttelse av solenergi være utviklingsretningen for menneskehetens nye energibruk. Bare stole på mer avansert vitenskap og teknologi kan åpne store utsikter for fremtidig bruk av solenergi i stor skala.