Coleta de conhecimentos básicos fotovoltaicos

1. O que é geração de energia fotovoltaica? O que é geração distribuída de energia fotovoltaica?

A geração de energia fotovoltaica refere-se ao método de geração de energia que converte diretamente a radiação solar em energia elétrica. A geração de energia fotovoltaica é a principal tendência da geração de energia solar hoje. Portanto, o que as pessoas costumam dizer sobre a geração de energia solar é a geração de energia fotovoltaica.

A geração distribuída de energia refere-se a instalações de geração de energia fotovoltaica construídas perto do local do usuário. O modo de operação é principalmente para uso próprio do lado do usuário, e o excesso de energia é conectado à rede, mas o ajuste de equilíbrio do sistema de distribuição de energia é característico das instalações de geração de energia fotovoltaica.

A geração distribuída de energia segue o teste original de adaptação de medidas às condições locais, layout limpo e eficiente, descentralizado e utilização próxima, fazendo pleno uso dos recursos locais de energia solar para substituir e reduzir o consumo de energia fóssil.

2. Você conhece a origem histórica da geração de energia fotovoltaica?

Em 1839, quando o francês Becquerel, de 19-anos, estava fazendo experimentos físicos, ele descobriu que a corrente de dois eletrodos de metal no líquido condutor seria fortalecida quando eles fossem irradiados com luz, descobrindo assim o "efeito fotovoltaico". Em 1930, Lange propôs pela primeira vez a utilização do “efeito fotovoltaico” para fabricar células solares, transformando a energia solar em eletricidade.

Em 1932, Odubot e Stola fabricaram a primeira célula solar de "sulfeto de cádmio".

Em 1941, Audou descobriu o efeito fotovoltaico no silício.

Em maio de 1954, Chapin, Fuller e Pearson, dos Laboratórios Bell, nos Estados Unidos, desenvolveram uma célula solar de silício monocristalino com eficiência de 6%, que foi a primeira célula solar com valor prático no mundo. No mesmo ano, Wick descobriu pela primeira vez que o arsênico-níquel tem efeito fotovoltaico e uma película de sulfeto de níquel é depositada no vidro para fazer uma célula solar. A prática tecnologia de geração de energia fotovoltaica que converte a luz solar em energia elétrica nasceu e se desenvolveu.

3. Como as células fotovoltaicas geram eletricidade?

Uma célula fotovoltaica é um dispositivo semicondutor com características de conversão de luz e eletricidade. Ele converte diretamente a energia da radiação solar em corrente contínua. É a unidade mais básica de geração de energia fotovoltaica. As características elétricas únicas das células fotovoltaicas são obtidas pela dopagem de certos elementos (como fósforo ou boro, etc.), causando assim um desequilíbrio permanente na carga molecular do material, formando um material semicondutor com propriedades elétricas especiais, cargas livres podem ser geradas em semicondutores com propriedades elétricas especiais sob a luz solar, essas cargas livres se movem e se acumulam, de modo que a energia elétrica é gerada quando suas duas extremidades são fechadas. Este fenômeno é chamado de "efeito fotovoltaico" ou, abreviadamente, efeito fotovoltaico.

4. Em que componentes consiste o sistema de geração de energia fotovoltaica?

Um sistema de geração de energia fotovoltaica consiste em uma matriz quadrada fotovoltaica (uma matriz quadrada fotovoltaica é composta de módulos fotovoltaicos conectados em série e paralelo), um controlador, uma bateria, um inversor CC/CA e outras peças. O componente principal de um sistema de geração de energia fotovoltaica é um módulo fotovoltaico e um módulo fotovoltaico. É feito de células fotovoltaicas conectadas em série, paralelas e embaladas. Ele converte a energia luminosa do sol diretamente em energia elétrica. A eletricidade gerada pelos módulos fotovoltaicos é de corrente contínua. Podemos usá-lo ou usar um inversor para convertê-lo em corrente alternada para uso. Do ponto de vista, a energia elétrica gerada pelo sistema fotovoltaico pode ser utilizada imediatamente, ou pode ser armazenada em dispositivos de armazenamento de energia, como baterias, e liberada para uso a qualquer momento, conforme necessário.

5. O que é uma rede de distribuição? Qual a relação entre a rede de distribuição e a geração distribuída de energia fotovoltaica?

A rede de distribuição é uma rede de energia que recebe energia elétrica da rede de transmissão ou de usinas regionais e a distribui localmente por meio de instalações de distribuição de energia ou para diversos usuários, passo a passo, de acordo com a tensão. É composto por linhas aéreas, cabos, torres, transformadores de distribuição, interruptores de isolamento, capacitor de compensação de potência reativa, dispositivo de medição e algumas instalações auxiliares geralmente adotam um projeto de circuito fechado e funcionam em paralelo. Sua estrutura é radial. A estrutura muda de uma estrutura radial para uma estrutura de fonte de alimentação múltipla, e a magnitude, a direção do fluxo e as características de distribuição da corrente de curto-circuito mudam.

6. Por que a energia fotovoltaica é uma energia verde e de baixo carbono?

A geração de energia fotovoltaica traz benefícios significativos em termos de energia, proteção ambiental e econômicos, e é uma das fontes de energia verde da mais alta qualidade. A instalação de um sistema de geração de energia fotovoltaica de 1 quilowatt sob condições médias de luz solar em meu país pode gerar 1.200 quilowatts-hora de eletricidade em um ano, o que pode reduzir o uso de carvão (carvão padrão). De acordo com os resultados da pesquisa do Fundo Mundial para Natureza (WWF): Em termos do efeito de redução do dióxido de carbono, a instalação de um sistema de geração de energia fotovoltaica de 1 metro quadrado equivale ao plantio de 100 metros quadrados de árvores. Atualmente, estão sendo desenvolvidas energias renováveis, como a geração de energia fotovoltaica. A energia é um dos meios eficazes para resolver fundamentalmente problemas ambientais, como a poluição atmosférica e a chuva ácida.

7. O que você acha da notícia de que “uma grande quantidade de energia é consumida na produção de módulos de células fotovoltaicas”?

As células fotovoltaicas consomem uma certa quantidade de energia em seu processo de produção, especialmente nos três elos de purificação industrial de silício, produção de polissilício de alta pureza, haste de silício monocristalino e produção de lingotes de silício policristalino. A energia pode ser continuamente gerada internamente. Estima-se que, sob condições médias de insolação no meu país, o retorno energético do sistema de geração de energia fotovoltaica durante toda a vida útil excede o seu consumo de energia em mais de 15 vezes. O período de recuperação de energia de um sistema fotovoltaico conectado à rede em um telhado de 1 kW instalado em um ângulo de inclinação ideal em Pequim é de 1,5-2 anos, o que é muito inferior à vida útil do sistema fotovoltaico. Ou seja, a eletricidade gerada pelo sistema fotovoltaico nos primeiros 1,5-2 anos é utilizada para compensar a energia consumida na sua produção e outros processos, e a energia emitida após 1,5-2 anos. é pura produção, portanto as células fotovoltaicas devem ser avaliadas da perspectiva de todo o consumo de energia do ciclo de vida.

8. O que você acha da notícia de que “a produção de módulos de células fotovoltaicas vai produzir muita poluição?”

A produção de módulos de células fotovoltaicas inclui polissilício, lingotes de silício, células fotovoltaicas e módulos fotovoltaicos. Os relatos de poluição relacionada referem-se principalmente às matérias-primas de módulos fotovoltaicos, subprodutos produzidos na produção de polissilício de alta pureza e na produção de polissilício de alta pureza. Use principalmente o método Siemens aprimorado, que converte silício de grau metalúrgico em silício de triclorohélio e, em seguida, reduz-o a polissilício de grau solar adicionando hidrogênio. Além disso, o cloreto de silício será formado como subproduto e o tetracloreto de silício se decomporá em ácido silícico quando encontrar o ar úmido. O cloreto de hidrogênio, se não for manuseado adequadamente, causará problemas de poluição, mas o método aprimorado da Siemens adotado pelas empresas de produção de polissilício da China pode alcançar a produção em circuito fechado, e o subproduto tetracloreto de silício e o gás residual podem ser reciclados para alcançar uma produção limpa. Em dezembro de 2010, o estado emitiu as "Condições de Acesso à Indústria de Polissilício", que estipulavam que as taxas de recuperação e utilização de tetracloreto de silício e cloro no gás residual de redução não deveriam ser inferiores a 98,5 por cento e 99 por cento, de modo que a produção madura e melhorada da Siemens a tecnologia atende plenamente aos requisitos de proteção ambiental. Não haverá problemas de poluição ambiental.

9. Quanta luz solar temos disponível? Poderá tornar-se a fonte de energia dominante no futuro?

A radiação solar recebida pela superfície terrestre pode atender 10,{1}} vezes a demanda global de energia. A radiação média anual recebida por metro quadrado da superfície terrestre varia de 1000-2000KWH dependendo da região. Segundo dados da Agência Internacional de Energia, em 4% dos desertos do mundo, a instalação de sistemas solares fotovoltaicos no mundo é suficiente para atender à demanda global de energia. A energia solar fotovoltaica desfruta de um amplo espaço para desenvolvimento e seu potencial é enorme.

De acordo com estatísticas preliminares, o potencial de mercado da geração de energia fotovoltaica no meu país é de mais de 3 biliões de quilowatts apenas através da utilização de edifícios existentes. Com o progresso tecnológico e a aplicação em larga escala, o custo de geração de energia será ainda mais reduzido e se tornará um método de fornecimento de energia mais competitivo, mudando gradualmente de energia suplementar para energia alternativa, e espera-se que se torne a energia dominante no futuro.