Солнечная электростанция принцип работы. Солнечные электростанции: принцип работы, виды и перспективы использования

Как работают солнечные электростанции. Какие бывают типы солнечных электростанций. В чем преимущества и недостатки солнечной энергетики. Каковы перспективы развития солнечных электростанций в мире и в Украине.

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечная электростанция (СЭС) преобразует энергию солнечного излучения в электрическую энергию. Основой СЭС являются фотоэлектрические панели, состоящие из множества фотоэлементов. Как же происходит этот процесс?

Фотоэлектрический эффект — основа работы солнечных панелей

В основе работы солнечных панелей лежит явление фотоэлектрического эффекта. Что это такое? Фотоэлектрический эффект — это физическое явление, при котором электроны испускаются веществом под действием света. Когда фотоны солнечного света падают на поверхность фотоэлемента, они выбивают электроны из атомов полупроводникового материала (обычно кремния), создавая электрический ток.

Основные этапы преобразования солнечной энергии в электрическую

Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую в СЭС включает следующие основные этапы:

1. Солнечный свет попадает на поверхность фотоэлементов.
2. В фотоэлементах происходит фотоэлектрический эффект — генерация свободных электронов под действием света.
3. Возникает направленное движение электронов — электрический ток.
4. Постоянный ток от солнечных панелей преобразуется инвертором в переменный ток промышленной частоты.
5. Электроэнергия подается потребителям или в общую электросеть.

Основные компоненты солнечной электростанции

Для эффективной работы солнечной электростанции необходимы следующие ключевые компоненты:

• Солнечные панели — преобразуют солнечный свет в электричество
• Инвертор — преобразует постоянный ток в переменный
• Контроллер заряда — регулирует процесс заряда аккумуляторов
• Аккумуляторные батареи — накапливают энергию для использования при отсутствии солнца
• Система крепления — обеспечивает правильное размещение панелей
• Электрический щит и кабели — для подключения компонентов

Виды солнечных электростанций

Существует несколько основных типов солнечных электростанций, различающихся по принципу работы и конструкции:

Фотоэлектрические СЭС

Наиболее распространенный тип, использующий солнечные панели на основе фотоэлементов. Преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество за счет фотоэффекта. Подходят как для небольших домашних, так и для крупных промышленных станций.

Гелиотермальные СЭС

Используют солнечное излучение для нагрева теплоносителя, который затем приводит в действие паровую турбину с электрогенератором. Применяются преимущественно в промышленных масштабах.

Комбинированные СЭС

Сочетают фотоэлектрические панели и тепловые коллекторы, позволяя одновременно получать электроэнергию и горячую воду. Эффективны для частных домов и небольших предприятий.

Преимущества солнечных электростанций

Солнечные электростанции обладают рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными источниками энергии:

• Экологичность — не производят вредных выбросов при работе
• Возобновляемость ресурса — солнечная энергия неисчерпаема
• Доступность — солнечный свет есть практически везде
• Низкие эксплуатационные расходы — минимальные затраты на обслуживание
• Энергонезависимость — возможность автономной работы
• Модульность — легко масштабируются под нужную мощность

Недостатки и ограничения солнечной энергетики

Несмотря на множество достоинств, у солнечных электростанций есть и определенные недостатки:

• Зависимость от погодных условий и времени суток
• Необходимость аккумуляции энергии для стабильной работы
• Относительно невысокий КПД современных фотоэлементов (15-25%)
• Большая площадь, требуемая для размещения панелей
• Высокие первоначальные затраты на оборудование
• Сложности с утилизацией отработавших панелей

Перспективы развития солнечной энергетики

Солнечная энергетика является одним из наиболее динамично развивающихся направлений возобновляемой энергетики в мире. Какие перспективы ожидают эту отрасль в ближайшем будущем?

Глобальные тенденции

На мировом уровне наблюдаются следующие тренды в развитии солнечной энергетики:

• Стремительный рост установленных мощностей СЭС
• Снижение стоимости производства солнечных панелей
• Повышение эффективности фотоэлементов
• Развитие технологий накопления энергии
• Интеграция СЭС в интеллектуальные энергосети

Перспективы в Украине

В Украине солнечная энергетика также активно развивается. Какие факторы способствуют этому?

• Благоприятные климатические условия
• Государственная поддержка «зеленой» энергетики
• Рост тарифов на традиционную электроэнергию
• Стремление к энергонезависимости
• Развитие технологий и снижение стоимости оборудования

Инновации в солнечной энергетике

Солнечная энергетика — одна из самых инновационных отраслей. Какие перспективные разработки могут изменить будущее СЭС?

Новые типы фотоэлементов

Ведутся разработки более эффективных фотоэлементов на основе перовскитов, многослойных структур, квантовых точек. Это позволит повысить КПД и снизить стоимость панелей.

Прозрачные солнечные панели

Создаются полупрозрачные фотоэлементы, которые можно будет интегрировать в окна зданий, существенно расширив возможности для размещения СЭС.

Солнечная черепица

Разрабатываются кровельные материалы со встроенными фотоэлементами, позволяющие превратить крышу дома в электростанцию без ущерба для эстетики.

Экономическая эффективность солнечных электростанций

Важный вопрос для потенциальных владельцев СЭС — насколько это экономически выгодно? Рассмотрим основные факторы, влияющие на окупаемость солнечной электростанции:

Факторы, влияющие на окупаемость СЭС

• Стоимость оборудования и монтажа
• Мощность станции и объем вырабатываемой энергии
• Тарифы на электроэнергию в регионе
• Наличие «зеленого» тарифа для продажи излишков
• Климатические условия и уровень инсоляции
• Эффективность используемых панелей

Средние сроки окупаемости

В зависимости от вышеперечисленных факторов, сроки окупаемости СЭС могут существенно различаться. В среднем для Украины они составляют:

• Для домашних СЭС — 5-8 лет
• Для коммерческих СЭС — 4-6 лет
• Для промышленных СЭС — 3-5 лет

Экологические аспекты солнечной энергетики

Солнечные электростанции считаются одним из самых экологичных источников энергии. Однако и у них есть определенное воздействие на окружающую среду. Рассмотрим основные экологические аспекты СЭС:

Положительное влияние на экологию

• Отсутствие выбросов парниковых газов при работе
• Снижение зависимости от ископаемого топлива
• Минимальное воздействие на почву и грунтовые воды
• Бесшумность работы

Потенциальные экологические проблемы

• Использование токсичных веществ при производстве панелей
• Большие площади, занимаемые промышленными СЭС
• Сложности с утилизацией отработавших панелей
• Возможное влияние на локальные экосистемы

При правильном подходе к проектированию и эксплуатации СЭС эти проблемы можно минимизировать, сделав солнечную энергетику действительно «зеленой» технологией.

Принцип работы солнечной электростанции

Солнечные электростанции завоевывают популярность в Украине, так как открывают перед владельцем возможность частично или полностью компенсировать собственные потребности в электричестве. Также, в зависимости от типа установки, точнее, комплектации станции определенным видом инвертора, можно продавать излишки энергии государству по специальной программе, получившей название «Зеленый тариф». Разберемся, какие установки подходят только для собственного использования, а какие также могут стать источником пассивного дохода. Принцип работы СЭС определяет ее тип: автономный, сетевой или гибридный. В чем отличие?

Автономное решение

Принцип работы солнечной электростанции данного типа построен по следующему алгоритму:

• Солнечный свет попадает на солнечные панели.
• Энергия света превращается в ток под действием электрических полей.
• Аккумулятор накапливает электричество, а инвертор обеспечивает трансформацию постоянного тока в переменное напряжение.
• По мере необходимости ток из аккумулятора подается к источникам забора – розеткам и включателям.
• Коллектор заряда следит, чтобы аккумуляторная батарея заряжалась от фотоэлектронных модулей корректно.
• Как только АКБ заполнена, аккумуляция электричества прекращается. Когда она заряжена не полностью, опять возможно «накопление» тока.

Плюс таких установок в том, что «питать» дом электроэнергией установка может также в ночное время. Ведь солнечный свет «накоплен» в аккумуляторе. Минус оборудования в том, что при заполненной батарее энергия солнца перестает использоваться. Если расход тока на объекте невысокий, то станция будет работать не на полную мощность.

Сетевые солнечные станции 

Работа солнечной электростанции этого типа не предполагает использование аккумулятора. В остальном принцип ее работы не отличается от автономного варианта. Фотоэлектрические элементы, на которые падает свет, превращают солнечную энергию в электрический ток. Поток направленных электронов проходит черед инвертер, но направляется не в аккумулятор. Установка подключается непосредственно к сети. Важно понимать что наличие внешней сети обязательно для этого типа СЭС т.к. инвертор выравнивает синусоиды и гаси гармоники в частое (чтобы получить напряжение нужных параметров) о внешнюю сеть. При отключении внешней сети такая солнечная станция работать не будет. Вырабатываемое электричество перенаправляется инвертором в централизованные электросети. За счет установки двунаправленного счетчика удается определить для конкретного объекта объем полученной и объем отданной энергии. То электричество, которое отдается, выкупается государством по «зеленому тарифу» (при подписании с РЭС соответствующего договора). Это позволяет владельцу солнечной станции не только компенсировать собственные потребности в электричестве, но и превратить установку в источник пассивного дохода. За счет продажи электричества владельцу станции удается быстрее окупить инвестицию.

Гибридные солнечные станции

Как работает солнечная электростанция этого типа? При установке гибридного инвертора генерируемую энергию можно не только перенаправлять в сеть, но и накапливать в аккумуляторе.

Этот вариант оборудования объединяет преимущества первых двух моделей. Из-за этого стоимость гибридных СЭС на треть выше, чем цена автономных или сетевых решений. 

Различие в стоимости солнечных станций затрагивает инверторы, типы которых во всех трех случаях отличаются. Также несколько различается комплектация систем. К примеру, в сетевой установке отсутствует аккумулятора для автономной станции, нет нужды покупать двунаправленный счетчик.

Зависит ли принцип работы солнечной электростанции от ее мощности?

Как установки в 3 киловатта, которые являются моделями минимальной мощности, так и станции в 10 киловатт (это максимальная мощность для бытовой станции) работают по одному принципу. Отличие их в числе солнечных панелей, мощности инвертера, длине кабельной продукции и конструкции рамы, которая удерживает батареи. Что касается принципа работы, то мощность станции и тип установки – понятия не связанные.

Как определить тип и нужную производительность солнечной электростанции?

Принцип работы разных электростанций понятен. Выбирать оптимальный вариант нужно с учетом потребления электроэнергии в течении светового дня и в темное время суток, ориентации фотомодулей относительно горизонта, мест где можно разместить фотомодули. Если вы приобретаете оборудование для личных нужд, например, подогрева воды или уличного освещения, то выбирать нужно автономную модель. Если вы не только хотите компенсировать собственные потребности в электричестве, но и хотите продавать избытки тока, то лучший вариант – сетевая станция. Ну а гибридная установка подходит для решения и тех, и других задач.

А чтобы станция работала с максимальной эффективностью, соответствуя поставленным ценам, проектирование и монтаж системы стоит доверять только специалистам. Ведь от правильного подбора оборудования, а также от грамотного размещения панелей зависит объем солнечного света, попадающего на фотоэлементы. Менеджеры GREEN SYSTEM бесплатно рассчитают оптимальные данные установки для конкретного объекта.

Принцип работы солнечной электростанции: виды и особенности использования

Развитие современной цивилизации и человеческая жизнедеятельность требуют постоянного продуцирования энергии. Это связано с тем, что мировое потребление энергии неуклонно возрастает. Стремительный рост населения Земли и появление новых сервисов становятся причиной увеличения энергопотребления. Даже несмотря на то, что уже существующие сервисы и производства становятся все более энергоэффективными.

Тем не менее, чтобы обеспечить возрастающие глобальные потребности человечества, энергетика должна претерпеть качественные изменения за счет внедрения альтернативных источников энергии. Широкое использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ), «умных сетей» (smart grid), децентрализация выработки станут основой для снижения стоимости электроэнергии. Наряду с традиционной, гидро и атомной, альтернативная энергетика все увереннее занимает ключевые позиции.

Виды альтернативной энергии

Поиски нетрадиционных источников энергии привели человечество к задействованию новых перспективных видов альтернативной энергетики. Их источником стал процесс преобразования природных явлений в тепловую или электроэнергию. К ним причисляют:

• ветер — кинетическую энергию движения потоков воздуха;
• электромагнитное излучение Солнца;
• тепловую энергию вулканической деятельности и горячих источников;
• реки — кинетическую энергию водных массивов;
• энергетику отливов и приливов морей и океанов.
  

Помимо этого к альтернативной энергии относится такой метод выработки тепла, как процесс сжигания возобновляемого топлива — биоэтанола, биогаза, топливных пелет и прочего. Таким образом, среди альтернативных источников энергии:

• ветряные;
• солнечные;
• геотермальные.
  

Все эти виды существующих нетрадиционных источников энергии обладают своими недостатками и преимуществами.

Солнечная энергетика

К источникам альтернативной энергии Солнца относят солнечные батареи (панели), электростанции, коллекторы (гелиосистемы), которые, используют энергию светового потока, естественным путем попадающую на установленные фотоэлементы. Они преобразовывают ее в энергию электрическую или тепловую для подогрева жидкости (воды).

Альтернативные источники энергии Солнца разделяются на те, которые:

• превращают солнечную энергию в электрическую  с помощью специальных панелей, состоящих из соединенных между
• собой фотомодулей, которые, в свою очередь, содержат фотоэлементы или фотоэлектрические преобразователи;
• используют тепловые машины, рабочее тело которых нагревается посредством солнечной энергии;
• напрямую преобразовывают излучение Солнца в тепловую энергию для дома (ГВС, отопление).

Плюсы и минусы солнечной энергетики

По оценкам экспертов, все нетрадиционные источники энергии имеют множество несомненных плюсов, хотя не лишены и слабых сторон. Главное преимущество – сохранение чистоты экологии и абсолютное отсутствие вредоносных выбросов в атмосферу. К их основным недостаткам стоит отнести неравномерность и нерегулярность мощности, которая вырабатывается в течение суток или иные временные промежутки. Кроме того, она зависит от количества солнечных дней в году на определенной территории.

К примеру, в пасмурные дни или с наступлением периода затяжных дождей, а также в ночное время, выработка электричества прекращается. И, напротив – количество произведенной электроэнергии в погожие и ясные дни является избыточным, превышая нужды ее потребителей. Это требует приобретения аккумуляторов, цена которых существенно выше себестоимости произведенного кВт/ч.

Преимущества и недостатки ветровой энергетики

Издавна человечество использует мощность ветра в качестве альтернативной энергетики. Пример тому – всем известные ветряные мельницы. Их современная версия— ветровая энергетическая установка. Оборудование преобразовывает кинетическую энергию движущихся воздушных потоков в электричество. Объединенные в одну сеть, несколько десятков ветрогенераторов превращаются в ветровую электростанцию. Такой источник питания и основанный на нем вид альтернативной энергии являются одними из наиболее дешевых.

К несомненным плюсам кроме того стоит отнести также компактность, абсолютную безопасность для экологии, высокую ремонтопригодность ветрогенераторов, возможность их установки рядом с потребителями. Серьезный недостаток — наличие шума, который производит ветровая установка. Гибель перелетных птиц, которые попадают в лопасти генератора, также можно считать побочным отрицательным эффектом.

Гидроэнергетика: сильные и слабые стороны

Энергию движущихся водяных потоков в качестве нетрадиционного источника энергии человечество задействует в нескольких типах генераторов. Первая их категория работает за счет естественного течения (мини-ГЭС) и устанавливается на реках. Вторая предназначена для использования мощности морских или океанических приливов. Третья, находящаяся на стадии тестирования, снимает «пенку с гребня волны», используя энергию морских волн.

Первые два вида генераторов давно и успешно прошли испытания и работают. Главным и основным плюсом этого вида альтернативной энергетики является абсолютная безопасность для окружающей среды. Минусом принято считать ограниченность возможных мест установки и высокую стоимость специального оборудования.

Выгода от нестандартной энергетики в Украине

В условиях ежегодного повышения цен на энергоносители в Украине выбор  перспективных источников альтернативной энергии для снабжения загородных построек и приватных жилых домов электричеством является оптимальным вариантом. Среди выгод, которые обеспечиваются использованием альтернативной энергии, можно выделить:

• высокую автономность работы;
• минимизацию расхода электричества из центральной сети;
• возможность генерации тепла при любых погодных условиях;
• абсолютную безопасность для экологии и человека;
• возможность без ограничений  увеличивать потребление энергии;
• возможность снабжать электричеством строения, расположенные вдали от инженерных коммуникаций.
  

Хотя вложения в современное оборудование окупаются не быстро, существенная экономия денежных средств на оплату электричества, надежность и экологическая безопасность  — серьезные аргументы в пользу  задействования альтернативных источников энергии.

Солнечная энергетическая система

— Как это работает?

Излишне говорить, что Солнце является крупнейшим источником возобновляемой энергии для Земли. Дело в том, что хотя Земля получает только часть энергии, вырабатываемой Солнцем (т.е. Солнечной энергии), эта часть солнечной энергии также огромна. Земля получает солнечную энергию в виде света и тепла. Но в современном мире слова «мощность» и «энергия» больше склоняются к «электричеству». В этой статье объясняется, как электричество можно получить из солнечной энергии и как его использовать.

Электрическая энергия может быть получена из солнечной энергии с помощью фотоэлектрических или концентрированных систем солнечной энергии.

Фотовольтаика (PV)

Фотогальваника напрямую преобразует солнечную энергию в электричество . Они работают по принципу фотоэлектрического эффекта. Когда некоторые материалы подвергаются воздействию света, они поглощают фотоны и высвобождают свободные электроны. Это явление называется фотоэффектом. Фотогальванический эффект — это метод получения электричества постоянным током, основанный на принципе фотоэлектрического эффекта.

На основе фотоэлектрического эффекта изготавливают солнечные элементы или фотогальванические элементы. Они преобразуют солнечный свет в электричество постоянного тока. Но один фотоэлемент не производит достаточного количества электроэнергии. Следовательно, несколько фотогальванических элементов установлены на несущей раме и электрически соединены друг с другом, образуя фотогальванический модуль или солнечную панель . Обычно доступные солнечные панели варьируются от нескольких сотен ватт (скажем, 100 Вт) до нескольких киловатт (когда-нибудь слышали о солнечной панели мощностью 5 кВт?). Они доступны в разных размерах и разных ценовых диапазонах. Солнечные панели или модули предназначены для подачи электроэнергии при определенном напряжении (скажем, 12 В), но производимый ими ток напрямую зависит от падающего света. На данный момент ясно, что фотоэлектрические модули производят электричество постоянного тока. Но в большинстве случаев нам требуется питание переменного тока и, следовательно, 9Солнечная энергетическая система 0003 также состоит из инвертора.

[Также читайте: Электростанции или электростанции.]

Фотогальваническая солнечная энергетическая система

В соответствии с потребностью в мощности несколько фотоэлектрических модулей электрически соединяются вместе, образуя фотоэлектрический массив и обеспечивая большую мощность. Существуют различные типы фотоэлектрических систем в зависимости от их реализации.

• Прямые фотоэлектрические системы: Эти системы питают нагрузку только тогда, когда светит солнце. Аккумулятора вырабатываемой энергии нет, а, следовательно, аккумуляторы отсутствуют. Инвертор может использоваться или не использоваться в зависимости от типа нагрузки.
• Автономные системы: этот тип системы обычно используется в местах, где питание от сети недоступно или ненадежно. Автономная солнечная электростанция не подключена к какой-либо электрической сети. Он состоит из массивов солнечных панелей, аккумуляторных батарей и инверторных цепей.
• Системы, подключенные к сети: эти солнечные энергетические системы связаны с сетями, так что избыточная необходимая мощность может быть доступна из сети. Они могут или не могут быть подкреплены батареями.

Концентрированная солнечная энергия

Как следует из названия, в этом типе солнечной энергетической системы солнечные лучи концентрируются (фокусируются) на небольшой площади путем размещения зеркал или линз на большой площади. За счет этого в сфокусированной области выделяется огромное количество тепла. Это тепло может быть использовано для нагрева рабочего тела, которое затем может приводить в действие паровую турбину. Существуют различные типы технологий, которые основаны на концентрированной солнечной энергии для производства электроэнергии. Некоторые из них — параболический желоб, тарелка Стирлинга, башня солнечной энергии и т. д. Следующая схема показывает, как работает башня солнечной энергии. 9

Введение производство чистой и возобновляемой энергии среди всех других возобновляемых источников производства энергии. Почти каждый дом начал полагаться на батареи для резервного питания. Китай, который когда-то казался крупнейшим в мире загрязнителем, теперь разработал крупнейшую солнечную электростанцию. Кроме того, к 2020 году Индия намерена производить 100 000 МВт электроэнергии только на солнечных электростанциях.

Tesla взяла на себя инициативу обеспечить электроэнергией остров Кауаи на Гавайях только с помощью солнечной электростанции. Tesla поставляет свои промышленные аккумуляторные батареи для хранения солнечной энергии, которую можно использовать ночью. Они гарантируют, что смогут освещать весь остров без солнечного света в течение 3 дней. И заряжается всего за 7 часов солнечного света, разве это не удивительно!

Эффективное производство энергии из солнечного света является ведущей темой исследований по всему миру. Давайте просто выясним, что нужно для преобразования солнечного света в электричество.

Как солнечная панель преобразует солнечный свет в электричество?

Источник изображения

Кремний — широко известный полупроводник, обладающий свойствами как металлов, так и неметаллов. Чтобы сделать солнечную панель, этот кремний легируется пятивалентной примесью, превращающей кремний в кремний положительного типа, также известный как кремний p-типа. И точно так же другая часть преобразуется в отрицательный или кремний n-типа. Как следует из названия, p-тип имеет избыток дырок (положительный заряд), а n-тип имеет избыточное количество электронов. Затем эти два объединяются друг с другом до атомарного уровня. Из-за их контакта и наличия противоположного заряда электроны перетекают из n-типа в p-тип, а дырки перемещаются из p-типа в n-тип, создавая между ними тонкий потенциальный барьер. Ток, возникающий в результате этого движения зарядов, называется диффузионным током. Но нам нужно понять еще одну вещь, связанную с этим потенциальным барьером, порождающим электрическое поле, которое вытекает из положительного заряда вблизи n-типа и отрицательного заряда вблизи p-перехода (область, где генерируется потенциал, или область встречи р и n тип). Из-за этого электрического поля электроны от p-типа начинают течь к n-типу, а дырки от n-типа к p-типу, вызывая ток, называемый дрейфовым током. Первоначально диффузионный ток больше дрейфового тока, но по мере увеличения разности потенциалов из-за диффузии он одновременно увеличивает дрейфовый ток. Ток перестает течь, когда дрейфовый ток становится равным диффузионному току.

Солнечный свет распространяется на Землю в виде частиц небольшой энергии, называемых фотонами. Этот фотон попадает в область р-типа и передает свою энергию паре дырки и электрона, тем самым возбуждая электрон и удаляясь от дырки. Электрическое поле, которое мы имеем из-за разности потенциалов на p-n переходе, заставляет его электрон перемещаться в область n-типа, вызывая тем самым протекание тока.

Но есть еще кое-что, что нужно знать, чтобы сделать это электрическое поле достаточно сильным, чтобы оно перемещалось в область n-типа и не рекомбинировало с дырой, от которой оно было отделено. Чтобы сделать это электрическое поле сильным, области n-типа и p-типа подключаются к отрицательным и положительным клеммам батареи, этот процесс известен как условие обратного смещения. Это увеличивает вероятность того, что электрон пройдет весь путь до области n-типа после отделения от дырки. Таким образом, повышается эффективность солнечной панели.

Читайте также:

• Как работает угольная электростанция? — Ты знаешь?
• Как работает гидроэлектростанция? – Полное объяснение
• Атомная электростанция – принцип работы, преимущества, недостатки со схемой

Принцип работы

Принцип работы заключается в том, что мы используем энергию фотонов, чтобы заставить дрейфовый ток течь в цепи, используя обратное смещение p-n переходной диод (комбинация кремния p-типа и n-типа).

Основные компоненты

1. Панели солнечных батарей

Это сердце солнечной электростанции. Солнечные панели состоят из нескольких солнечных элементов. У нас около 35 солнечных элементов в одной панели. Энергия, вырабатываемая каждым солнечным элементом, очень мала, но, объединив энергию 35 из них, мы получим энергию, достаточную для зарядки 12-вольтовой батареи.

2. Солнечные батареи

Это устройство для выработки энергии, состоящее из кремниевых полупроводников p-типа и n-типа. Это сердце солнечной электростанции.

3. Аккумулятор

Аккумуляторы используются для выработки электроэнергии или хранения избыточной энергии, произведенной в течение дня, для подачи в ночное время.

4. Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор)

Солнечные панели производят постоянный ток, который необходимо преобразовать в переменный ток для подачи в дома или в электросеть.

Работа солнечной электростанции

Когда солнечный свет падает на солнечные элементы, большое количество фотонов попадает в область p-типа кремния. Пара электронов и дырок разделится после поглощения энергии фотона. Электрон перемещается из области p-типа в область n-типа за счет действия электрического поля на p-n-переход. Кроме того, диод смещается в обратном направлении, чтобы увеличить это электрическое поле. Таким образом, этот ток начинает течь в цепи индивидуального солнечного элемента. Мы объединяем ток всех солнечных элементов солнечной панели, чтобы получить значительный выход.

Солнечная электростанция имеет большое количество солнечных панелей, соединенных друг с другом для получения высокого выходного напряжения. Электрическая энергия, поступающая от объединенных усилий солнечных батарей, хранится в ионно-литиевых батареях для питания в ночное время, когда нет солнечного света.

Хранение энергии

Хранение энергии, вырабатываемой солнечными панелями, является важным вопросом. Иногда неиспользованная энергия, вырабатываемая в дневное время, используется для перекачки воды на некоторую высоту, чтобы ее можно было использовать для выработки электроэнергии, используя ее потенциальную энергию, когда это необходимо или в основном в ночное время.

В настоящее время Тесла предоставляет свой промышленный блок питания для хранения энергии, и в настоящее время он освещает целый остров. Tesla также сделала предложение Австралии, что она может предоставить свой аккумулятор для аварийного отключения электроэнергии.

Стоимость производства солнечных панелей быстро снизилась за последние несколько лет, то же самое можно сказать и о промышленных источниках энергии (литий-ионных батареях), поскольку производство и спрос увеличиваются, их стоимость будет снижаться в ближайшие несколько лет. .

Читайте также:

• Как работает ветряная электростанция? Полное объяснение
• Как работает геотермальная электростанция – объяснение?
• Конструкция паровой электростанции, работа, преимущества и недостатки со схемой

Что насчет загрязнения солнечными панелями?

Загрязнение, возникающее при производстве солнечных панелей, колеблется от нуля до значительного диапазона в зависимости от того, кто их производит. В производстве электрических панелей используются гидроксид натрия, плавиковая кислота и четырехокись углерода. Эти химические вещества в основном используются в цепочке поставок, где обрабатывается сырье. Это реальная опасность для рабочих, производящих панели, но если используются превентивные меры и надлежащее оборудование, производство панелей считается безопасным.

Но тогда у нас есть Китай как ведущий производитель солнечных панелей, трудно сказать, используют ли они правильное рабочее место и надлежащую рабочую среду, поскольку один из производителей солнечных панелей в Китае был пойман на сбросе солнечных отходов в близлежащую реку. .

Преимущества солнечной энергии

• Самый чистый и возобновляемый источник энергии.
• Он доступен в изобилии и бесконечен.
• Предоставляет электроэнергию по низкой цене, так как топливо бесплатно.
• Благодаря новым исследованиям в этой области у нас теперь есть хорошее решение для хранения энергии.