Sistema de geração de energia fotovoltaica
Aug 04, 2023
Introduzir
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Fotovoltaico, ou sistema de geração de energia fotovoltaica, é um sistema de geração de energia que utiliza o efeito fotovoltaico de materiais semicondutores para converter a energia solar radiante em energia elétrica. A energia dos sistemas de geração de energia fotovoltaica provém da energia solar inesgotável, que é uma fonte de energia limpa, segura e renovável. O processo de geração de energia fotovoltaica não polui o meio ambiente nem prejudica a ecologia.
Os sistemas de geração de energia fotovoltaica são divididos em sistemas fotovoltaicos independentes e sistemas fotovoltaicos conectados à rede. O sistema de geração de energia fotovoltaica é composto por conjuntos de células solares, baterias, controladores de carga e descarga, inversores, gabinetes de distribuição CA, sistemas de controle de rastreamento solar e outros equipamentos.
história
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Heinrich Hertz descobriu o efeito fotoelétrico pela primeira vez em 1887, e Albert Einstein explicou esse fenômeno em 1905. Os sistemas fotovoltaicos (PV) usam o efeito fotoelétrico de materiais semicondutores para converter diretamente a luz em energia elétrica. A composição dos semicondutores e a intensidade e comprimento de onda da radiação solar efetiva recebida pelos dispositivos fotovoltaicos podem afetar a geração de energia dos dispositivos fotovoltaicos (Hertz, 1887; Einstein, 1905). Em 1954, três pesquisadores do Bell Labs desenvolveram a primeira “célula solar” prática. Esta bateria pode converter 6% da energia solar incidente em energia elétrica (Pedin, 2004). Com o progresso contínuo em pesquisa e desenvolvimento, a eficiência de conversão dos dispositivos fotovoltaicos também melhorou.
classificação
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Os sistemas de geração de energia solar fotovoltaica podem ser divididos em duas categorias com base em sua relação com os sistemas de energia: sistemas independentes de geração de energia fotovoltaica e sistemas de geração de energia fotovoltaica conectados à rede.
Sistema independente de geração de energia fotovoltaica
O sistema independente de geração de energia fotovoltaica é composto por sistema solar fotovoltaico, bateria de armazenamento, controlador de carga, conversor eletrônico de potência (inversor), carga, etc. Seu princípio de funcionamento é que a energia da radiação solar seja primeiro convertida em energia elétrica através do sistema fotovoltaico , e então a carga é alimentada pelo conversor eletrônico de potência após a conversão. Ao mesmo tempo, o excedente de energia elétrica é armazenado no dispositivo de armazenamento de energia na forma de energia química após passar pelo controlador de carregamento. Dessa forma, quando a luz solar é insuficiente, a energia armazenada na bateria pode ser transformada em energia elétrica CA 220V, 50 Hz para cargas CA após ser potencializada por inversores eletrônicos de potência, filtros e transformadores de frequência de potência. A característica da geração de energia solar é gerar eletricidade durante o dia, enquanto a carga costuma ser utilizada 24 horas por dia, 7 dias por semana. Portanto, os componentes de armazenamento de energia são essenciais em sistemas independentes de geração de energia fotovoltaica, e os principais componentes de armazenamento de energia utilizados na engenharia são as baterias.
sistema fotovoltaico conectado à rede
O sistema de geração de energia fotovoltaica conectado à rede consiste em um sistema fotovoltaico, circuito boost DC/DC de alta frequência, conversor eletrônico de potência (inversor) e parte de monitoramento do sistema. Seu princípio de funcionamento é que a energia da radiação solar é convertida por um sistema fotovoltaico, depois transformada em CC de alta tensão após a conversão CC de alta frequência e, em seguida, emite corrente CA senoidal com a mesma frequência que a tensão da rede para a rede após ser invertida. por inversor eletrônico de potência.
A maior diferença entre os dois sistemas de geração de energia fotovoltaica acima é que o sistema de geração de energia fotovoltaica conectado à rede está diretamente conectado à rede elétrica, de modo que o excedente de eletricidade do sistema fotovoltaico e da rede paralela pode ser complementar, eliminando o necessário armazenamento de energia elementos como baterias no sistema independente de geração de energia fotovoltaica, o que não só reduz o custo do sistema, mas também garante a confiabilidade do sistema. Ao mesmo tempo, no verão, a intensidade da radiação solar é alta e o sistema fotovoltaico gera mais energia, o que pode regular o pico de carga da rede no verão. Com a aplicação em larga escala da geração de energia solar fotovoltaica e o rápido declínio no preço dos módulos de células solares nos últimos anos, os sistemas conectados à rede serão, sem dúvida, mais amplamente utilizados.
vantagem
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1) Operação confiável: Pode fornecer energia normalmente, mesmo em ambientes e condições climáticas adversas.
2) Longa vida útil: A vida útil dos componentes de silício cristalino é geralmente superior a 25 anos, enquanto a vida útil dos componentes de silício amorfo é geralmente superior a 20 anos.
3) Baixo custo de manutenção: Após a conclusão, apenas um pequeno número de funcionários é necessário para inspecionar e manter regularmente o sistema. Em comparação com as centrais eléctricas convencionais, os custos de manutenção são elevados.
4) Energia natural: A energia é uma fonte inesgotável de energia solar, sem necessidade de custos energéticos.
5) Sem poluição sonora: Todo o sistema não possui partes móveis mecânicas e não gera ruído.
6) Modular: Selecione a capacidade do sistema de acordo com as necessidades, instalação flexível e conveniente e fácil expansão.
7) Segurança: Não há itens inflamáveis no sistema e o desempenho de segurança é alto.
8) Fonte de alimentação autônoma: Pode operar fora da rede, fornecer energia de forma independente e não é afetada pela rede elétrica pública.
9) Geração distribuída de energia: Centrais fotovoltaicas distribuídas podem ser construídas para reduzir o impacto e os danos à rede elétrica pública.
10) Alta altitude: Em áreas com grande altitude e forte luz solar, a potência de saída do sistema pode ser aumentada ainda mais. (Em comparação com a geração de energia fotovoltaica em áreas de grande altitude, a eficiência do gerador a diesel e a potência de saída são reduzidas devido à baixa pressão do ar.
Cenário de aplicação
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Além das centrais solares tradicionais e da energia fotovoltaica distribuída nos telhados, a energia fotovoltaica também pode ser aplicada a vários cenários, como arquitetura, agricultura, pesca, instalações públicas, construção paisagística, etc. desenvolvimento económico e protecção ecológica, gerando simultaneamente electricidade limpa; Por outro lado, este modo de utilização eficiente e intensiva do espaço ajudará novos projectos de desenvolvimento energético a obter os recursos terrestres necessários para a construção.
No condado de Zhongba, na China, todo o fornecimento de calor neste condado é fornecido por energia solar. A parte preta do lado esquerdo da imagem é um coletor solar com área de 35.000 metros quadrados, assim como o aquecedor de água que costumamos usar, que pode converter energia solar em calor. Ele coleta o calor e o armazena no pote colorido da foto. Este jarro pode gerar calor 24 horas por dia e fornecer aquecimento para a cidade do condado. Isto é 100% de energia solar, completamente zero de carbono.
Restauração Ecológica Fotovoltaica e Terrestre
De acordo com as estatísticas da Convenção das Nações Unidas para o Combate à Desertificação, a área terrestre global em situação de seca extrema e seca é de cerca de 25.500 quilómetros quadrados, representando 17,2 por cento da superfície terrestre global. Além disso, a área do deserto continua a expandir-se todos os anos. A Neutralidade da Degradação de Terras (LDN) e a restauração ecológica de terras degradadas sempre foram questões importantes que a Terra enfrenta. Embora as terras desertificadas precisem de ser reparadas, elas também fornecem uma grande quantidade de recursos terrestres. Portanto, combinar a restauração ecológica de terrenos desertificados com a construção fotovoltaica trará vários benefícios. Os painéis solares nos desertos não apenas fornecem energia, mas também reduzem a quantidade de radiação solar e a evaporação da água no solo. A água pulverizada durante a limpeza dos painéis das baterias aumenta o teor de umidade da superfície do solo e promove o crescimento e restauração da vegetação. As centrais de energia solar no deserto podem promover a fixação biológica de carbono no solo, a colonização de plantas, melhorar a biodiversidade e restaurar a actividade do solo, o que conduz à conservação da água e do solo, à resistência ao vento e à areia, à regulação do clima e à melhoria do ambiente ecológico. Os proprietários de terras, após um ciclo de operação de 25-anos de usinas fotovoltaicas, receberão terras de alta qualidade com maior cobertura vegetal, solo mais saudável, maior produtividade da terra e benefícios de arrendamento de terras durante o período de uso.
Atualmente, países como o Paquistão e o Egito, bem como a Mongólia Interior, Shanxi, Qinghai, Ningxia e outras regiões da China, têm projetos de "restauração ecológica da terra fotovoltaica". Tomemos como exemplo o projeto de restauração ecológica na Bacia Qinghai Gonghe. O projeto de 850 MW cobre uma área de 54 quilômetros quadrados. Após a construção de centrais fotovoltaicas, a cobertura vegetal dos terrenos sob e entre os painéis fotovoltaicos aumentou significativamente, e a cobertura vegetal aumentou 15 por cento; A cobertura vegetal nas áreas de irrigação com bombas de água fotovoltaicas também melhorou significativamente. A 10 cm, 20 cm e 40 cm abaixo do painel fotovoltaico, o teor de umidade do solo aumentou 78%, 43% e 40%, respectivamente. No Verão, o conteúdo de matéria orgânica e azoto do solo aumentou 11,6 vezes e 11,3 vezes, respectivamente, em comparação com o ano anterior, e os microrganismos do solo aumentaram, melhorando assim a produtividade da terra. A geração de energia fotovoltaica reduziu as emissões de carbono em aproximadamente 1,2 milhão de toneladas, e o carbono orgânico da vegetação e do solo também formou um certo grau de deposição de carbono. A área da central eléctrica tem um efeito regulador significativo no clima local: a velocidade do vento dentro do parque fotovoltaico diminuiu 40,3 por cento em comparação com fora do parque; A umidade relativa do ar é 2,8% maior do que fora do parque. Também tem um efeito regulador da temperatura do solo.
Fotovoltaica mais Edifício
O maior consumo de energia na Europa provém da indústria da construção, que consome cerca de 40 por cento da energia e emite cerca de 36 por cento dos gases com efeito de estufa. Actualmente, quase 75 por cento dos edifícios na União Europeia são de baixa eficiência energética. Se os edifícios existentes forem adaptados com energia, poderá poupar-se muita energia, o que deverá reduzir o consumo total de energia da UE em 5% a 6% e reduzir as emissões de dióxido de carbono em 5%. Atualmente, a Europa está a promover projetos de integração de edifícios fotovoltaicos em grande escala. Combinar a construção fotovoltaica com edifícios pode reduzir o consumo de recursos terrestres. Os países europeus estimam primeiro a área de construção disponível quando constroem projectos "fotovoltaicos mais edifícios", a fim de maximizar a utilização da área de construção. A partir dos resultados da implantação prática em larga escala de sistemas fotovoltaicos na área metropolitana de Paris, pode-se ver que, devido à cobertura do telhado, os painéis solares podem aumentar a demanda de aquecimento das residências no inverno em 3 por cento, mas no verão, esta cobertura pode reduzir o consumo de energia do ar condicionado em 12%.
O Liechtenstein é um país muito típico que beneficia da construção de energia fotovoltaica. Este país está localizado entre a Suíça e a Áustria, com uma área de apenas 160,5 quilômetros quadrados e 38.244 habitantes. Liechtenstein tem uma terra pequena e uma população escassa, alto consumo de energia per capita, alto consumo de eletricidade per capita e baixa taxa de autossuficiência energética. No entanto, é o primeiro país do mundo a ser chamado de “potência energética”. Do ponto de vista da energia fotovoltaica per capita, em 2015, o Liechtenstein ultrapassou a Alemanha, que anteriormente ocupava o primeiro lugar (com uma capacidade instalada per capita de 473 watts), e foi premiado com o título de "campeão fotovoltaico per capita" pela Solar Super State Association. com capacidade instalada per capita de 532 watts. Vale ressaltar que todos os projetos fotovoltaicos neste país são construídos em edifícios. Nas condições de recursos de luz no Liechtenstein, um sistema fotovoltaico moderno com uma área de 40-50 metros quadrados pode satisfazer aproximadamente o consumo de electricidade de uma família de quatro pessoas e pode continuar a gerar electricidade durante cerca de 25 anos, ajudando o Liechtenstein a alcançar auto-suficiência em electricidade doméstica e fornecimento de uma parte da electricidade à indústria. Em 10 de maio de 2020, a geração de energia doméstica do Liechtenstein excedeu a carga elétrica do país, marcando a primeira vez na sua história que o país teve uma operação elétrica totalmente autossuficiente, sem a necessidade de qualquer energia externa. Embora este seja um evento ocasional durante um período especial, também demonstra a possibilidade de o país contar com a construção de energia fotovoltaica para alcançar a independência energética. O atual plano de energia pública do país é atingir uma capacidade fotovoltaica per capita de 2,2 quilowatts até 2030 e pelo menos 4,5 quilowatts até 2050. Todas essas energias fotovoltaicas ainda estão planejadas para construção, e a posição da construção de energia fotovoltaica no país tem sido ainda mais consolidado.
Fotovoltaica mais Agricultura
'Fotovoltaica mais Agricultura' refere-se ao desenvolvimento simultâneo de andaimes de geração de energia fotovoltaica e atividades de produção agrícola no mesmo terreno. A área global de terras agrícolas é de cerca de 500 milhões de quilômetros quadrados, representando 38% da área terrestre global. Cerca de um terço dela é terra arável, enquanto os restantes dois terços são prados e pastagens. As terras agrícolas ocupam uma grande quantidade de recursos terrestres, e se essas terras podem ser usadas como áreas utilizáveis para construção fotovoltaica sempre foi controverso. Para o efeito, a maior instituição de investigação em energia solar da Europa, o Fraunhofer ISE na Alemanha, lançou o projecto de investigação integrada agrícola e solar APV RESOLA em 2015 para testar o impacto dos painéis fotovoltaicos no rendimento de diferentes culturas, como trigo de inverno, aipo e batatas. O controle científico mostra que a combinação de plantação fotovoltaica e de batata aumentará o rendimento da batata em 3% por hectare, e as terras agrícolas produzirão 83% de energia verde adicional através da energia fotovoltaica, e a taxa de utilização abrangente da terra aumentará em {{7 }} por cento. Esta conquista foi anunciada na Conferência Internacional Agrícola Fotovoltaica AgriVoltaics, organizada pelo Fraunhofer Solar Systems Research Institute na Alemanha, em outubro de 2020. O modo "fotovoltaico mais agricultura", que combina a limpeza de painéis fotovoltaicos com a irrigação de terras agrícolas, pode melhorar a eficiência da água utilização de recursos, e os painéis fotovoltaicos também podem desempenhar um papel na redução do impacto adverso da luz excessiva do meio-dia nas culturas e na redução da evaporação da água. Com base em instalações agrícolas e solares integradas, podem ser selecionadas culturas adequadas para uma irrigação razoável. O sistema inteligente de fornecimento de energia fotovoltaica também pode garantir o processo de produção agrícola, alcançar “estufa fotovoltaica mais plantio inteligente” e melhorar a economia e a qualidade agrícola. O modelo "fotovoltaico mais agricultura" resolve o problema da competição fundiária entre a construção fotovoltaica e a produção agrícola e, através de algumas medidas de intervenção na construção fotovoltaica, aumenta o rendimento das culturas, garantindo ao mesmo tempo a geração de energia fotovoltaica, tanto quanto possível, alcançando a utilização composta do solo.
Tomando como exemplo a central agrícola fotovoltaica localizada na margem leste do Rio Amarelo em Ningxia, a margem leste do Rio Amarelo em Ningxia já foi uma das terras mais gravemente desertificadas, com uma altura acima do nível médio do mar de 1200 metros. , a precipitação máxima anual de 273 mm e a evaporação anual de 2.722 mm. Areia amarela e poeira estavam por toda parte. A empresa de desenvolvimento realizou gestão ecológica em 160.000 acres (aproximadamente 10.666 hectares) de terras desertificadas, construiu usinas agrícolas e fotovoltaicas complementares, planejou construir geração de energia fotovoltaica de 3 GWp e concluiu a geração de energia fotovoltaica de 1 GWp conectada à rede. Ao mesmo tempo, a cadeia da indústria verde de "plantio, pesquisa e processamento de vendas" de goji berries orgânicas de alta qualidade foi realizada, proporcionando oportunidades de emprego para a população local de 30.000 pessoas empobrecidas. Módulos fotovoltaicos reduzem a intensidade radiante. "Fotovoltaica mais agricultura" torna a estação de floração do Lycium barbarum mais longa do que a do Lycium barbarum semelhante local por 5 semanas, e a produção aumenta em 29 por cento.
Fotovoltaica e Pesca
Fotovoltaica mais Pesca "refere-se à construção de centrais fotovoltaicas com fundação na superfície da água, que geram eletricidade ao mesmo tempo que desenvolvem a pesca sob painéis fotovoltaicos. É um modelo de desenvolvimento múltiplo de utilização composta de recursos espaciais. Para produtos aquáticos: em primeiro lugar, o os efeitos de resfriamento e sombreamento dos módulos fotovoltaicos podem reduzir a temperatura do sono dos produtos aquáticos, reduzir a evaporação da água, melhorar a taxa de sobrevivência de peixes, camarões e caranguejos e reduzir a invasão de algas; Em segundo lugar, sistemas inteligentes para fornecimento de energia fotovoltaica podem controlar efetivamente as condições dos corpos de água da aquicultura, como temperatura e pH da água; Também pode alcançar uma circulação que economiza água, descarga de poluição no fundo da piscina, esterilização e oxigenação e detecção remota, criando um melhor ambiente ecológico e melhorando continuamente o rendimento e a qualidade dos produtos aquáticos. Para a operação de geração de energia e conservação de energia e redução de emissões, a pesca movida a energia fotovoltaica tem poluição zero, reduzindo as emissões de poeira, dióxido de carbono, dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio; As usinas fotovoltaicas de superfície também podem evitar danos causados por incêndios, mordidas de animais em cabos e outras situações. O aumento simultâneo da produção pesqueira e da conservação de energia e da redução das emissões pode aumentar enormemente o valor económico por unidade de área de terra.
Com base nos dados do Projeto Integrado de Pesca e Luz de Jiangsu, o rendimento dos viveiros de carpa capim por mu no Projeto Integrado de Pesca e Luz atingiu 35550-39705 kg/ha, o que é muito superior ao nível médio de produção convencional local. lagoas (18.750 kg/ha). Instalar módulos fotovoltaicos de 50% a 75% em 339 acres de superfície de água de aquicultura, estabelecer um lago integrado de pesca e iluminação de 10 megawatts, gerar um total de 13 milhões de quilowatts-hora de eletricidade por ano, gerar 38300-quilowatts-hora de eletricidade por acre por ano e gera uma média de 3196-quilowatts-hora de eletricidade por acre por mês. A simbiose de peixe e vegetais (arroz), utilizando arroz e espinafre aquático para tratamento biológico, produziu um total de 194,48 kg de arroz e 3.529 kg de espinafre aquático, absorvendo um total de 161,99 kg de nitrogênio, 27,63 kg de fósforo e 202,44 kg de potássio e alcançando um valor de produção adicional de quase 4.000 yuans e um lucro de mais de 3.000 yuans. Ao utilizar a combinação orgânica de purificação física, biológica e tecnologia de aquicultura, alcançamos o objetivo de "usar peixes para alimentar a água e grama para limpar a água", controlando efetivamente o problema da poluição interna e externa na aquicultura. A taxa de degradação do SS é superior a 80% e a taxa de degradação do COD, TN e TP é superior a 90%. A qualidade da água purificada atende ao padrão de primeiro nível de "Requisitos de descarga para água de aquicultura em lagoas de água doce" (SC/T9101-2007).
Nossa empresa está focada em tampa de extremidade de cobre de alta qualidade, contatos de terminal de fusível, (VEÍCULO ELÉTRICO) Barramento de capacitor de filme EV, (ENERGIA SOLAR) Barramento de inversor fotovoltaico, Barramento laminado, caixas de alumínio para novas baterias de energia, cobre / latão / alumínio / aço inoxidável Estamparia de peças e outros produtos elétricos Conjunto de estamparia e soldagem de metal há mais de 18 anos na China. Começamos como uma pequena operação, mas agora nos tornamos um dos principais fornecedores da indústria de veículos elétricos e fotovoltaicos na China.
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