Forbairt Teicneolaíochta Fótavoltaigh Gréine

Le dul chun cinn teicneolaíochta agus scálú tionscail, leanann costas giniúna cumhachta fótavoltach (PV) ag laghdú, rud a fhágann gur foinse fuinnimh ríthábhachtach í d’fhorbairt inbhuanaithe sa todhchaí.

Príomhchodanna na Teicneolaíochta Fótavoltaigh
Is í an chill gréine PV croílár na teicneolaíochta giniúna cumhachta PV. Is féidir éabhlóid na gcealla gréine PV a chatagóiriú ina thrí ghlúin. Tá cealla gréine bunaithe ar sileacan sa chéad ghlúin; tá cealla gréine scannáin tanaí sa dara glúin; agus tá teicneolaíochtaí nua ar nós cealla fótavoltacha ardtiúchana (HCPV), cealla gréine orgánacha, cealla gréine solúbtha, agus cealla gréine íograithe le ruaim sa tríú glúin. Faoi láthair, is iad cealla gréine bunaithe ar sileacan atá i réim sa mhargadh, agus tá cealla scannáin tanaí ag gnóthú sciar den mhargadh de réir a chéile. Tá an chuid is mó de na cealla tríú glúin, seachas HCPV, fós sa chéim taighde.

Cealla Gréine Bunaithe ar Shilicón

I measc na gcealla gréine atá bunaithe ar shiliceán, is í an teicneolaíocht shiliceán monachriostalach an ceann is aibí. Is é an próiseas monaraíochta is mó a mbíonn tionchar aige ar éifeachtúlacht agus costas na gcealla seo, lena n-áirítear céimeanna ar nós réitigh tinne, slisniú vaiféir, idirleathadh, uigeachtú, priontáil scáileáin, agus sintéiriú. De ghnáth, baintear amach éifeachtúlacht chomhshó fótaileictreach de 16-18% ag cealla gréine a tháirgtear tríd an bpróiseas traidisiúnta seo.

Is iad cealla gréine sileacain mhonachriostalach an éifeachtúlacht chomhshó is airde ach is iad is costasaí freisin. Cuireann cealla gréine sileacain pholachriostalach laghdú maith ar chostais ar fáil trí thollaí sileacain cearnacha móra atá oiriúnach le haghaidh olltáirgeadh a mhonarú go díreach. Tá an próiseas seo níos simplí, sábhálann sé cumhacht, caomhnaíonn sé ábhar sileacain, agus éilíonn sé cáilíocht ábhair níos ísle.

Is féidir costas cealla gréine a laghdú trí dhá phríomhstraitéis: tomhaltas ábhair a laghdú (m.sh., tiús na sliseán sileacain a laghdú) agus éifeachtúlacht chomhshó a mhéadú. I measc na modhanna chun éifeachtúlacht a fheabhsú tá ionsú solais a mhéadú (m.sh., uigeacht dromchla, sciath frith-fhrithchaiteach, leithead an leictreoid tosaigh a laghdú), athchuingriú iompróirí fótaigineithe a laghdú (m.sh., pasiviú astaíre), agus friotaíocht a íoslaghdú (m.sh., dópáil áitiúil, teicneolaíocht réimse dromchla cúil).

Is é 24.7% an éifeachtúlacht chomhshó is airde a taifeadadh do chealla gréine sileacain mhonachriostalach, rud a baineadh amach leis an gceall gréine struchtúir PERL ó Ollscoil New South Wales. I measc na ngnéithe teicneolaíochta tábhachtacha tá tiúchan íseal dópála fosfair ar dhromchla an tsiliceáin chun athchomhcheangal dromchla a laghdú, idirleathadh ard-tiúchana faoi leictreoidí dromchla tosaigh agus cúil chun teagmhálacha óimeacha maithe a fhoirmiú, agus úsáid fótailitagrafaíochta chun na leictreoidí dromchla tosaigh a chúngú, rud a mhéadaíonn an limistéar ionsúcháin solais. Mar sin féin, níl an teicneolaíocht seo tionsclaithe fós.

I measc na dteicnící eile chun éifeachtúlacht a fheabhsú tá cealla uigeachta grooved dromchla BP Solar agus teicneolaíocht theagmhála cúil (EWT). Baintear éifeachtúlacht 18.3% amach leis an gcéad cheann trí grooving léasair, rud a laghdaíonn leithead na leictreoidí tosaigh agus a mhéadaíonn ionsú solais. Baintear éifeachtúlacht 21.3% amach leis an dara ceann trí na leictreoidí tosaigh a thabhairt ar chúl, rud a mhéadaíonn an limistéar ionsú solais.

Cealla Gréine Scannán Tanaí

Cé go bhfuil cealla gréine sileacain criostalach i réim mar gheall ar a n-éifeachtúlacht ard, is dúshlánach a gcostas a laghdú go suntasach mar gheall ar phraghas ard ábhar sileacain. Tá cealla gréine scannáin tanaí, a úsáideann níos lú ábhair, tagtha chun cinn mar rogha eile cost-éifeachtach. I measc na bpríomhchineálacha cealla scannáin tanaí tá cealla scannáin tanaí bunaithe ar sileacan, cealla teallúiríde caidmiam (CdTe), agus cealla seiléiníde copair indium gallium (CIGS).

Níl ach 2 mhicriméadar ar tiús i gcealla tanaí scannáin atá bunaithe ar shiliceán, agus úsáidtear thart ar 1.5% den ábhar siliceáin atá riachtanach do chealla siliceáin criostalach. Ag brath ar líon na n-acomhal PN, is féidir leis na cealla seo a bheith ina gcealla aon-acomhal, ina gcealla dúbailte, nó ina gcealla il-acomhal, agus gach ceann acu in ann tonnfhaid éagsúla solas na gréine a ionsú. Is é thart ar 7% an éifeachtúlacht is airde do chealla aon-acomhal, agus is féidir le cealla dúbailte-acomhal 10% a bhaint amach.

Cuireann cealla tanaí scannáin CdTe éifeachtúlacht níos airde (suas le 12%) ar fáil mar gheall ar a n-airíonna maithe ionsúcháin solais. Mar sin féin, cruthaíonn nádúr carcanaigineach caidmiam agus cúlchistí nádúrtha teoranta teallúiriam dúshláin forbartha fadtéarmacha.

Meastar gurb iad cealla tanaí scannáin CIGS todhchaí na teicneolaíochta scannán tanaí ardéifeachtúlachta. Trí an próiseas monaraíochta a choigeartú, is féidir a n-ionsú solais a fheabhsú, rud a fhágann go mbíonn éifeachtúlachtaí comhshó níos airde ann. Faoi láthair, sroicheann éifeachtúlachtaí saotharlainne 20.1%, agus baintear 13-14% amach i dtáirgí tráchtála, rud a fhágann gurb iad na cealla tanaí scannáin is éifeachtaí iad.

Cealla an Tríú Glúin

Go teoiriciúil, is féidir le cealla tríú glúin éifeachtúlachtaí arda comhshó a bhaint amach. Seachas HCPV, tá an chuid is mó fós sa chéim taighde. De ghnáth, úsáideann cealla HCPV ábhair leathsheoltóra III-V, a bhfuil friotaíocht teasa níos airde acu agus a choinníonn éifeachtúlacht ard chomhshó faoi shoilsiú ard. Ligeann struchtúir il-acomhail do na cealla seo meaitseáil go dlúth leis an speictream gréine, le héifeachtúlachtaí teoiriciúla suas le 68%. Is féidir le táirgeadh tráchtála éifeachtúlachtaí os cionn 40% a bhaint amach.

Déantar cealla gréine a ionchorprú i modúil, agus braitheann a bhfeidhmeanna ar a saintréithe agus ar éilimh an mhargaidh. I measc na bhfeidhmeanna luatha bhí stáisiúin bhunáite cumarsáide agus satailítí, agus ina dhiaidh sin leathnaíodh iad chuig ceantair chónaithe cosúil le díonta gréine. Sna cásanna seo, ba mhó an tairbhe a bhain le limistéir suiteála teoranta agus riachtanais ard-dlúis fuinnimh as modúil sileacain chriostalach. Le forbairt gléasraí cumhachta gréine ar scála mór agus fótavoltach comhtháite foirgneamh (BIPV), tá méadú tagtha ar fheidhmchláir cealla tanaí scannáin mar gheall ar bhreithnithe costais. Bíonn tionchar ag dálaí comhshaoil ​​agus aeráide freisin ar ghlacadh teicneolaíochtaí éagsúla.

Feidhmeanna Teicneolaíochta Fótavoltaigh Gréine

Éilíonn sé córas iomlán gréine PV chun radaíocht na gréine a thiontú ina leictreachas inúsáidte. Is iad cealla gréine PV bunús an chórais seo, lena n-áirítear inbhéirteoirí, cadhnraí, córais monatóireachta, agus córais dáilte freisin.

Aicmiú agus Comhdhéanamh Córas PV

Déantar córais gréine PV a aicmiú mar chórais lasmuigh den ghreille nó córais atá ceangailte leis an ngreille. Is féidir le córais lasmuigh den ghreille a bheith neamhspleách nó hibrideach.

De ghnáth, úsáidtear córais neamhspleácha i gceantair iargúlta, i stáisiúin bhunáite cumarsáide, agus i soilse sráide gréine, ag brath go hiomlán ar fhuinneamh na gréine. Áirítear leo modúil ghréine, inbhéirteoirí, rialtóirí, cadhnraí, córais dáilte, agus cosaint tintreach. Bíonn tionchar suntasach ag cadhnraí agus rialtóirí ar chostas agus ar shaolré an chórais. Comhcheanglaíonn córais hibrideacha fuinneamh gréine le foinsí eile cosúil le gineadóirí díosail nó tuirbíní gaoithe.

Ní bhíonn trealamh stórála ag teastáil ó chórais atá ceangailte leis an ngréasán, a úsáidtear go coitianta le haghaidh díonta gréine agus gléasraí cumhachta PV ar scála mór, rud a laghdaíonn costais. Áirítear leis na córais seo modúil ghréine, inbhéirteoirí, córais dáilte, cosaint tintreach, agus córais monatóireachta. Faoi láthair, is ionann córais atá ceangailte leis an ngréasán agus 80% de na feidhmchláir gréine go léir.

Teicneolaíochtaí Eile um Ghiniúint Cumhachta PV

Chomh maith le teicneolaíocht cealla gréine PV, tá teicneolaíocht inverter, comhtháthú eangaí, stóráil, agus monatóireacht chliste ríthábhachtach do chórais ghiniúna cumhachta PV:

Athraíonn cumhacht aschuir na gcealla gréine de réir déine radaíochta na gréine, rud a fhágann go mbíonn siad neamhrialta. Is féidir le comhtháthú eangaí ar scála mór tionchar a imirt ar an eangach, rud a fhágann go bhfuil rialú eangaí agus cosaint oileánach riachtanach.
Is sruth díreach (DC) aschur an mhodúil gréine, agus tá tiontú ardchaighdeáin go sruth ailtéarnach (AC) ag teastáil trí inbhéirtéirí.
Is féidir le fachtóirí cosúil le teocht agus scáthú tionchar a imirt ar aschur cumhachta an mhodúil, rud a fhágann go bhfuil gá le monatóireacht chórais agus córais aláraim.
Tá teicneolaíocht rialaithe cianda ríthábhachtach do ghléasraí cumhachta PV i gceantair iargúlta.
Tá an tSín i gceannas ar tháirgeadh modúl gréine i dtéarmaí cáilíochta agus scála. I measc na réimsí ardbhrabúis laistigh den slabhra tionscail tá íonú sileacain, inbhéirteoirí, córais monatóireachta, agus déantúsaíocht trealaimh PV. Is dúshlán do thionscal PV na Síne dul chun cinn a bhaint amach sna príomhréimsí seo.

Stádas Reatha agus Ionchais Amach Anseo maidir le Giniúint Cumhachta Gréine PV