Ljósorkuframleiðsla er tækni sem breytir ljósorku beint í raforku með því að nýta ljósaflsáhrif hálfleiðaraviðmótsins. Lykilatriði þessarar tækni er sólarsellan. Eftir að sólarsellurnar hafa verið tengdar í röð er hægt að pakka þeim og vernda til að mynda sólarsellueiningu á stóru svæði, og síðan sameina þær með aflstýringum og öðrum hlutum til að mynda ljósaflsorkuframleiðslutæki.
1 Ljósvökvaáhrif
Ef ljós lendir á sólarsellu og ljósið frásogast við tengilagið, geta ljóseindir með nægilega orku örvað rafeindir úr samgildum tengjum í bæði P-gerð og N-gerð sílikoni, sem leiðir til rafeindaholapöra. Rafeindirnar og holurnar nálægt viðmótslaginu verða aðskildar frá hvort öðru með rafsviðsáhrifum geimhleðslna fyrir endursamsetningu. Rafeindir færast í átt að jákvætt hlaðna N svæðinu og holur í átt að neikvætt hlaðna P svæðinu. Hleðsluaðskilnaður í gegnum viðmótslagið mun mynda út mælanlega spennu milli P og N svæðisins. Á þessum tíma er hægt að bæta rafskautum á báðar hliðar sílikonskífunnar og tengja þær við voltmæli. Fyrir kristallaðar sílikon sólarsellur er dæmigert gildi opnu rafrásarspennunnar 0,5 til 0,6V. Því fleiri rafeindaholapör sem myndast af ljósi á viðmótslaginu, því meira flæðir straumurinn. Því meiri ljósorka sem tengilagið gleypir, því stærra er viðmótslagið, þ.e. frumusvæðið, og því meiri straumur sem myndast í sólarselunni.
2. Meginregla
Sólarljós skín á pn-mót hálfleiðara til að mynda nýtt gat-rafeindapar. Undir virkni pn tengi rafsviðsins flæða holurnar frá n svæðinu til p svæðisins og rafeindirnar streyma frá p svæðinu til n svæðisins. Eftir að kveikt er á hringrásinni myndast straumur. Svona virka sólarrafhlöður með ljósaáhrifum.
Það eru tvær leiðir til sólarorkuframleiðslu, önnur er umbreyting ljós-hita-rafmagns og hin er bein umbreyting ljós-rafmagns.
(1) Ljós-hita-rafmagnsbreytingaraðferðin framleiðir rafmagn með því að nota varmaorkuna sem myndast af sólargeislun. Almennt breytir sólarsafnarinn frásoginni varmaorku í gufu vinnslumiðilsins og knýr síðan gufuhverflinn til að framleiða rafmagn. Fyrra ferlið er ljós-til-hita umbreytingarferli; síðarnefnda ferlið er hita-í-rafmagnsbreytingarferli, sem er það sama og venjuleg varmaorkuframleiðsla. Ókosturinn við sólarorkuframleiðslu er að skilvirknin er mjög lítil og kostnaðurinn er hár. Áætlað er að fjárfesting þess sé að minnsta kosti hærri en í venjulegri varmaorkuframleiðslu. Rafstöðvar eru 5 til 10 sinnum dýrari.
(2) Bein umbreytingaraðferð ljóss-í-rafmagns Þessi aðferð notar ljósrafmagnsáhrifin til að umbreyta sólargeislunarorku beint í raforku. Grunnbúnaðurinn fyrir umbreytingu ljóss í raforku eru sólarsellur. Sólarrafhlaða er tæki sem breytir beint sólarljóssorku í raforku vegna ljósvakaáhrifa. Það er hálfleiðara ljósdíóða. Þegar sólin skín á ljósdíóðuna mun ljósdíóðan breyta ljósorku sólarinnar í raforku og framleiða rafmagn. núverandi. Þegar margar frumur eru tengdar í röð eða samhliða getur það orðið að sólarrafhlöðum með tiltölulega mikið úttak. Sólarsellur eru efnileg ný tegund af aflgjafa með þremur helstu kostum: endingu, hreinleika og sveigjanleika. Sólarsellur hafa langan endingartíma. Svo lengi sem sólin er til er hægt að nota sólarsellur í langan tíma með einni fjárfestingu; og varmaorka, kjarnorkuframleiðsla. Aftur á móti valda sólarsellur ekki umhverfismengun.
3. Kerfissamsetning
Ljós raforkuframleiðslukerfið samanstendur af sólarrafhlöðum, rafhlöðupökkum, hleðslu- og afhleðslustýringum, inverterum, rafstraumsdreifingarskápum, sólrakningarstýringarkerfum og öðrum búnaði. Sumar af búnaðaraðgerðum þess eru:
rafhlöðu fylki
Þegar það er ljós (hvort sem það er sólarljós eða ljós sem myndast af öðrum ljóskerfum) gleypir rafhlaðan ljósorku og uppsöfnun gagnstæðra merkjahleðslna á sér stað í báðum endum rafhlöðunnar, það er að segja „ljósmynduð spenna“ myndast, sem eru "ljósvökvaáhrifin". Undir virkni ljósavirkisins mynda tveir endar sólarselunnar raforkukraft, sem breytir ljósorku í raforku, sem er orkubreytingartæki. Sólarsellur eru almennt kísilfrumur, sem skiptast í þrjár gerðir: einkristallaðar kísilsólarfrumur, fjölkristallaðar kísilsólarfrumur og formlausar kísilsólarfrumur.
Rafhlöðu pakki
Hlutverk þess er að geyma raforkuna sem sólarsellufylkingin gefur frá sér þegar hún er upplýst og veita álaginu afl hvenær sem er. Grunnkröfur fyrir rafhlöðupakkann sem notaður er í sólarrafhlöðuframleiðslu eru: a. lágt sjálflosunarhraði; b. langur endingartími; c. sterk djúphleðslugeta; d. mikil hleðsluvirkni; e. minna viðhald eða viðhaldsfrítt; f. vinnuhitastig Breitt svið; g. lágt verð.
Stjórnandi
Það er tæki sem getur sjálfkrafa komið í veg fyrir að rafhlaðan ofhleðsla og ofhleðsla. Þar sem fjöldi hringrása hleðslu og afhleðslu og dýpt afhleðslu rafhlöðunnar eru mikilvægir þættir við að ákvarða endingartíma rafhlöðunnar, er hleðslu- og afhleðslustýring sem getur stjórnað ofhleðslu eða ofhleðslu rafhlöðunnar nauðsynleg tæki.
Inverter
Tæki sem breytir jafnstraumi í riðstraum. Þar sem sólarsellur og rafhlöður eru DC aflgjafar,
Þegar álagið er AC álag er inverter nauðsynlegur. Samkvæmt aðgerðastillingunni er hægt að skipta inverterum í sjálfstæða rekstrarinvertera og nettengda invertera. Sjálfstæðir invertarar eru notaðir í sjálfstætt sólarrafhlöðukerfi til að knýja sjálfstætt álag. Nettengdir invertarar eru notaðir fyrir nettengd sólarselluorkuframleiðslukerfi. Hægt er að skipta inverterinu í ferhyrndarbylgjubreytir og sinusbylgjubreytir í samræmi við úttaksbylgjuformið. Ferhyrningsbylgjubreytirinn hefur einfalda hringrás og litlum tilkostnaði, en hefur stóran harmónískan hluta. Það er almennt notað í kerfum sem eru undir nokkur hundruð vöttum og með litlar harmonic kröfur. Sinusbylgjur eru dýrir, en hægt er að nota þær á ýmiss konar álag.
4. Kerfisflokkun
Ljósorkuframleiðslukerfið er skipt í sjálfstætt raforkuframleiðslukerfi, nettengt ljósaorkukerfi og dreifð raforkuframleiðslukerfi.
1. Óháð raforkuframleiðsla er einnig kölluð raforkuframleiðsla utan nets. Það er aðallega samsett úr sólarselluhlutum, stjórnendum og rafhlöðum. Til að veita rafmagnsálaginu afl þarf að stilla AC inverter. Óháðar ljósaaflstöðvar innihalda þorpsaflgjafakerfi á afskekktum svæðum, sólarorkuveitukerfi fyrir heimili, samskiptamerkjaaflgjafa, bakskautsvörn, sólargötuljós og önnur ljósorkuframleiðslukerfi með rafhlöðum sem geta starfað sjálfstætt.
2. Nettengd raforkuframleiðsla þýðir að jafnstraumur sem myndast af sólareiningum er breytt í riðstraum sem uppfyllir kröfur netkerfisins í gegnum nettengda inverterinn og síðan beintengdur við almenna netið.
Það má skipta í nettengd raforkuvinnslukerfi með og án rafhlöðu. Nettengda raforkuframleiðslukerfið með rafhlöðu er tímasettanlegt og hægt að samþætta það eða taka það úr raforkukerfinu eftir þörfum. Það hefur einnig hlutverk varaaflgjafa, sem getur veitt neyðaraflgjafa þegar rafmagnsnetið er slökkt af einhverjum ástæðum. Rafmagnstengd raforkukerfi með rafhlöðum eru oft sett upp í íbúðarhúsum; nettengd raforkuframleiðslukerfi án rafhlöðu hafa ekki þá virkni sem sendingarhæfni og varaafli og eru almennt sett upp á stærri kerfum. Nettengd ljósaorkuframleiðsla hefur miðstýrt stórum nettengdum ljósaafstöðvum, sem almennt eru raforkuver á landsvísu. Rafstöðvar af þessu tagi hafa hins vegar lítið þróast vegna mikillar fjárfestingar, langs byggingartíma og stórs svæðis. Dreifðar smár nettengdar ljósvökva, sérstaklega samþætt ljós raforkuframleiðsla í byggingum, eru meginstraumur nettengdrar raforkuframleiðslu vegna kosta lítillar fjárfestingar, hraðvirkrar byggingar, lítils fótspors og sterks stefnumótunarstuðnings.
3. Dreift raforkuframleiðslukerfi, einnig þekkt sem dreifð raforkuframleiðsla eða dreifð orkuveita, vísar til uppsetningar á smærri ljósaaflgjafakerfi á notendastaðnum eða nálægt raforkustaðnum til að mæta þörfum tiltekinna notenda og styðja núverandi dreifikerfi efnahagslega rekstri, eða uppfylla kröfur beggja þátta á sama tíma.
4. Grunnbúnaður hins dreifða ljósaflsorkuframleiðslukerfis felur í sér ljósafrumuíhluti, ljósvaka fermetra fylkisfestingar, DC-samsetningarboxa, DC afldreifingarskápa, nettengda inverter, riðstraumsdreifingarskápa og annan búnað, auk aflgjafakerfis. vöktunartæki og umhverfisvöktunartæki. Notkunarháttur þess er sú að við ástand sólargeislunar breytir sólarfrumueiningafylki ljósaflsorkuframleiðslukerfisins framleiðslu raforku úr sólarorku og sendir hana til DC orkudreifingarskápsins í gegnum DC tengiboxið og netið. -tengdur inverter breytir því í AC aflgjafa. Byggingin sjálf er hlaðin og umfram eða ófullnægjandi rafmagn er stjórnað með tengingu við netið.
5. Kostir og gallar
Í samanburði við almennt notuð raforkuframleiðslukerfi endurspeglast kostir sólarljósaorkuframleiðslu aðallega í:
Sólarorka er kölluð besta nýja orkan. ① Engin hætta á eyðingu; ② Öruggt og áreiðanlegt, enginn hávaði, engin mengunarlosun, algerlega hrein (engin mengun); ③Það er ekki takmarkað af landfræðilegri dreifingu auðlinda og hægt er að nota kosti þess að byggja þök; ④ Engin þörf á að neyta eldsneytis og reisa flutningslínur Staðbundin raforkuframleiðsla og aflgjafi; ⑤ Há orkugæði; ⑥Auðvelt er að samþykkja notendur tilfinningalega; ⑦ Byggingartíminn er stuttur og tíminn sem það tekur að fá orku er stuttur.
galli:
①Orkudreifingarþéttleiki geislunarinnar er lítill, það er að segja að hún tekur upp risastórt svæði; ②Orkan sem fæst tengist árstíðunum fjórum, degi og nótt, skýjað og sólríkt og aðrar veðurfarslegar aðstæður. Notkun sólarorku til að framleiða rafmagn hefur háan búnaðarkostnað, en nýtingarhlutfall sólarorku er lágt, svo það er ekki hægt að nota það mikið. Það er aðallega notað í sumum sérstökum umhverfi, svo sem gervihnöttum.
6. Umsóknarsvæði
1. Sólarorkugjafi notenda: (1) Lítil aflgjafi á bilinu 10-100W, notaður á afskekktum svæðum án rafmagns eins og hásléttum, eyjum, hirðsvæðum, landamærastöðvum og öðru rafmagni fyrir hernaðar- og borgaralíf, svo sem lýsingu , sjónvarp, segulbandstæki o.s.frv.; (2) 3 -5KW raforkuframleiðslukerfi á þakneti á heimilum; (3) Ljósvökvavatnsdæla: leysir vandamálið við að drekka og vökva djúpa brunna á svæðum án rafmagns.
2. Umferðarsvið eins og leiðsöguljós, umferðar-/járnbrautarmerkjaljós, umferðarviðvörunar-/merkjaljós, Yuxiang götuljós, hindrunarljós í mikilli hæð, þráðlausir símaklefar á þjóðvegi/járnbrautum, eftirlitslaus aflgjafi á vegum o.fl.
3. Samskipta-/samskiptasvið: eftirlitslaus örbylgjuofn gengisstöð fyrir sólarorku, viðhaldsstöð fyrir ljósleiðara, útsendingar-/samskipta-/boðaflgjafakerfi; sveitasíma ljósakerfi, lítil samskiptavél, GPS aflgjafi fyrir hermenn o.fl.
4. Jarðolíu-, sjávar- og veðursvið: sólarorkukerfi fyrir kaþódíuvörn fyrir olíuleiðslur og lónhlið, líf- og neyðaraflgjafa fyrir olíuborpalla, sjávarskynjunarbúnað, veður-/vatnamælingarbúnað o.fl.
5. Aflgjafi fyrir heimilislampa: eins og garðlampa, götulampa, færanlega lampa, útilegulampa, fjallgöngulampa, veiðilampa, svarta ljósaperur, tappalampa, sparperur o.fl.
6. Sólarrafstöð: 10KW-50MW sjálfstæð ljósaaflstöð, vind-sólar (dísil) viðbótarrafstöð, ýmsar stórar hleðslustöðvar fyrir bílastæðaverksmiðjur o.fl.
7. Sólarbyggingar sameina sólarorkuframleiðslu með byggingarefni til að gera stórum byggingum í framtíðinni kleift að ná sjálfsbjargarviðleitni á rafmagni, sem er mikil þróunarátt í framtíðinni.
8. Önnur svið eru meðal annars: (1) Samsvörun við bíla: sólarbílar/rafbílar, hleðslutæki fyrir rafhlöður, loftræstitæki fyrir bíla, loftræstingarviftur, köldu drykkjarkassa osfrv.; (2) endurnýjunarorkuframleiðslukerfi fyrir sólvetnisframleiðslu og efnarafal; (3) sjó Afsöltunarbúnað aflgjafa; (4) Gervihnöttar, geimfar, sólarorkustöðvar í geimnum osfrv.