O princípio da geração de energia do painel solar
A geração de energia fotovoltaica do painel solar é uma tecnologia que usa o efeito fotovoltaico da interface semicondutores para converter diretamente a energia da luz em energia elétrica. O elemento chave dessa tecnologia é a célula solar. Depois que as células solares são conectadas em série, elas podem ser embaladas e protegidas para formar um módulo de células solares de grande área e, em seguida, combinar-se com controladores de energia e outros componentes para formar um dispositivo de geração de energia fotovoltaica.
Efeito fotovoltaico de geração de energia fotovoltaica
"Se a luz brilhar na célula solar e a luz é absorvida na camada de interface, os fótons com energia suficiente podem excitar elétrons de ligações covalentes em silício do tipo p e silício do tipo n, para que os pares de elétrons sejam gerados por outro, os pares de eletrônicos e os holes de holandês sejam os que se separarem, os pares de eletrônicos e os holes de holes são se separarem, os pares de eletrônicos e os holes de holes são os que se separarem, os pares de elétrons e os holes de holes são se separarem de que os eletricistas e os holes de holes são os que se separarem, os pares de eletrônicos. furos na zona P carregada negativamente.
Através da separação de carga da camada de interface, uma tensão testável externa será gerada entre a área P e a área N. Neste momento, os eletrodos podem ser adicionados em ambos os lados da bolacha de silício e conectados a um voltímetro. Para células solares de silício cristalino, o valor típico da tensão do circuito aberto é de 0,5 a 0,6V. Quanto mais pares de elétrons-orifícios gerados pela luz na camada de interface, maior a corrente. Quanto mais energia luminosa a camada de interface absorve, maior a camada de interface, ou seja, maior a área celular e maior a corrente formada na célula solar.
O princípio da geração de energia fotovoltaica
A luz solar brilha na junção semicondutora PN para formar novos pares de elétrons de orifício. Sob a ação do campo elétrico embutido na junção PN, os orifícios fluem da zona N para a zona P e os elétrons da zona P para a zona N, que são formados após o circuito ser ativado na corrente. Este é o princípio de funcionamento das células solares de efeito fotovoltaico.
Método de conversão direta de luz para eletricidade Este método usa o efeito fotovoltaico para converter diretamente energia radiante solar em energia elétrica. O dispositivo básico para conversão de luz para eletricidade é as células solares. Uma célula solar é um dispositivo que converte diretamente a energia da luz solar em energia elétrica devido ao efeito fotovoltaico. É um fotodiodo semicondutor. Quando o sol brilhar no fotodiodo, o fotodiode vira o sol's Luz energia em energia elétrica para produzir corrente. Quando muitas baterias são conectadas em série ou em paralelo, ela pode se tornar uma variedade quadrada de células solares com potência de saída relativamente grande. As células solares são um novo tipo promissor de fonte de energia, com três principais vantagens de permanência, limpeza e flexibilidade. As células solares têm uma vida longa, desde que o sol exista, as células solares podem ser investidas em uma vez e usadas por um longo tempo; e geração de energia térmica, geração de energia nuclear Em contraste, as células solares não causam poluição ambiental.
O principal princípio específico da geração de energia fotovoltaica é o efeito fotoelétrico dos semicondutores. Quando um fóton atinge um metal, sua energia pode ser absorvida por um elétron no metal. A energia absorvida pelo elétron é grande o suficiente para superar a gravidade interna do metal para fazer o trabalho, escapar da superfície do metal e se tornar um fotoelétron. Os átomos de silício têm 4 elétrons externos. Se o silício puro for dopado com 5 elétrons externos, como átomos de fósforo, ele se torna um semicondutor do tipo N; Se o silício puro for dopado com 3 elétrons externos, como átomos de boro formam um semicondutor do tipo P. Quando o tipo p e o tipo N forem combinados, a superfície de contato forma uma diferença de potencial e se tornará uma célula solar. Quando a luz solar atinge a junção PN, os orifícios se movem da área do pólo P para a área do polar n e os elétrons se movem da área do pólo N para a área do pólo P para formar uma corrente.
Composição do sistema de geração de energia fotovoltaica
O sistema de geração de energia fotovoltaica é composto de matrizes de células solares, bateria, controladores de carga e descarga, inversores, armários de distribuição de energia CA, sistemas de controle de rastreamento solar e outros equipamentos. O papel de alguns de seus equipamentos é:
Phalanx da bateria
Na presença de luz (seja o sol ou a luz produzida por outros corpos luminosos), a bateria absorve energia luminosa e o acúmulo de diferentes sinais de carga elétrica aparece nas duas extremidades da bateria, ou seja, uma "tensão gerada por fotos" é gerada, que é o "efeito fotovoltaico". Sob a ação do efeito fotovoltaico, as duas extremidades da célula solar geram força eletromotiva para converter energia luminosa em energia elétrica, que é um dispositivo de conversão de energia. As células solares geralmente são células de silício, divididas em células solares de silício monocristalino, células solares de silício policristalino e células solares amorfas de silício.
Bateria
Sua função é armazenar a energia elétrica gerada pela matriz de células solares quando for exposta à luz e pode fornecer energia à carga a qualquer momento. Os requisitos básicos da geração de energia de células solares para a bateria usada são: a. Baixa taxa de autodescrição; b. Longa vida de serviço; c. Forte capacidade de descarga profunda; d. Alta eficiência de carregamento; e. Baixa manutenção ou nenhuma manutenção; f. Faixa de ampla temperatura operacional; g. Preço baixo.
controlador
é um dispositivo que pode impedir automaticamente a bateria de sobrecarregar e discar demais. Como o número de ciclos de carregamento e descarregamento da bateria e a profundidade da descarga são fatores importantes que determinam a vida útil da bateria, um controlador de carga e descarga que pode controlar a sobrecarga ou a sobrecarga da bateria é um dispositivo indispensável.
Inversor
é um dispositivo que converte a corrente direta em corrente alternada. Como células solares e baterias de armazenamento são fontes de energia CC,
Quando a carga é uma carga CA, o inversor é indispensável. De acordo com o modo de operação, o inversor pode ser dividido em inversor de operação independente e inversor conectado à grade. O inversor independente é usado no sistema de geração de energia de células solares independentes para fornecer energia à carga independente. Os inversores conectados à grade são usados para sistemas de geração de energia de células solares conectadas à grade. De acordo com a forma de onda de saída, o inversor pode ser dividido em inversor de onda quadrada e inversor de onda senoidal. O inversor de onda quadrada tem um circuito simples e baixo custo, mas tem um grande componente harmônico. Geralmente é usado em sistemas menos de algumas centenas de watts e não requerem altos harmônicos. O inversor de onda senoidal tem um alto custo, mas pode ser aplicado a várias cargas.
Classificação do sistema de geração de energia fotovoltaica
O sistema de geração de energia fotovoltaica é dividido em sistema independente de geração de energia fotovoltaica, sistema de geração de energia fotovoltaica conectada à grade e sistema de geração de energia fotovoltaica distribuída.
1. A geração independente de energia fotovoltaica também é chamada de geração de energia fotovoltaica fora da grade. É composto principalmente por componentes de células solares, controladores e baterias de armazenamento. Se você deseja fornecer energia às cargas CA, também precisa configurar um inversor CA. As usinas fotovoltaicas independentes incluem sistemas de fonte de alimentação para aldeias em áreas remotas, sistemas solares de energia doméstica, fontes de alimentação de sinalização de comunicação, proteção catódica, luzes solares da rua e outros sistemas de geração de energia fotovoltaica com baterias que podem operar de forma independente.
2. Geração de energia fotovoltaica conectada à grade significa que a corrente direta gerada pelos módulos solares é convertida em corrente alternada que atende aos requisitos da grade da rede elétrica por um inversor conectado à grade e depois conectado diretamente à grade pública.
pode ser dividido em sistemas de geração de energia conectados à grade com e sem baterias. O sistema de geração de energia conectado à grade com bateria de armazenamento está programável, pode ser mesclado dentro ou fora da grade, conforme necessário, e tem a função da fonte de alimentação de backup, que pode fornecer energia de emergência quando a grade estiver fora de energia. Os sistemas de geração de energia conectados à grade fotovoltaica com baterias são frequentemente instalados em edifícios residenciais; Os sistemas de geração de energia conectados à grade sem baterias não possuem as funções de despachabilidade e energia de backup e geralmente são instaladas em sistemas maiores. A geração de energia fotovoltaica conectada à grade possui centrões fotovoltaicas conectadas à grade em larga escala, que geralmente são usinas de energia em nível nacional. O principal recurso é que a energia gerada é transmitida diretamente para a grade e a grade é implantada uniformemente para fornecer energia aos usuários. No entanto, esse tipo de central de energia tem um grande investimento, um longo período de construção e uma grande área, e ainda não se desenvolveu muito. A fotovoltaica de pequena escala distribuída, especialmente a geração de energia fotovoltaica integrada ao edifício fotovoltaica, é a corrente principal da geração de energia fotovoltaica conectada à grade devido às vantagens de pequeno investimento, construção rápida, pegada pequena e grande apoio político.
3. Sistema de geração de energia fotovoltaica distribuída, também conhecida como geração de energia distribuída ou suprimento de energia distribuído, refere -se à configuração de um sistema de fonte de alimentação fotovoltaica menor no site do usuário ou próximo ao local de energia para atender às necessidades de usuários específicos e apoiar a operação econômica da rede de distribuição de energia existente ou atender aos requisitos desses dois aspectos na época.
O equipamento básico de um sistema de geração de energia fotovoltaica distribuída inclui componentes celulares fotovoltaicos, suportes de matriz quadrada fotovoltaica, caixas de combinadores de DC, armários de distribuição de energia DC, inversores conectados à grade, armários de distribuição de energia CA e outros equipamentos, além de dispositivos de monitoramento de monitoramento de sistemas de alimentação e dispositivos de monitoramento ambiental. Seu modo de operação é que, sob a condição da radiação solar, a matriz de módulos de células solares do sistema de geração de energia fotovoltaica converte a energia elétrica de saída da energia solar e a envia para o gabinete de distribuição DC através da caixa de combinadores CC e é invertida pelo inversor conectado à grade para a fonte de alimentação CA. A carga própria, excedente ou energia insuficiente do edifício é ajustada conectando -se à grade.
