Unha visión xeral das principais ideas detrás das fontes de enerxía fotovoltaica
Clasificación sistemática en grupos
Hai dous tipos de sistemas fotovoltaicos: os que funcionan sen estar conectados á rede e os que si o están.
1. Un sistema fotovoltaico independente tamén se coñece como opción illada da rede. Un módulo de célula solar, un motor e un acumulador constitúen as partes principais do sistema. É necesario configurar un conversor de CA para alimentar unha carga que usa corrente alterna (CA). As plantas fotovoltaicas independentes inclúen unha gama de sistemas de enerxía autosuficientes, como sistemas de enerxía solar doméstica, sistemas de enerxía para aldeas rurais e sistemas de enerxía fotovoltaica con baterías de almacenamento. Estes sistemas poden funcionar por si sós e utilízanse para moitas cousas, como alimentar sinais de contacto, protexer contra cátodos e iluminar as rúas con enerxía solar.
2. Unha opción de enerxía conectada á rede transforma a enerxía de corrente continua producida polos paneis solares en enerxía de corrente alterna que funciona coa rede eléctrica da cidade. Isto permite que se conecte directamente á rede pública. Estas unidades poderían denominarse unidades "conectadas á rede" e poden ter ou non baterías. O sistema de enerxía que está conectado á rede e ten acumuladores pódese programar facilmente para conectarse ou desconectarse da rede segundo sexa necesario. Os sistemas fotovoltaicos conectados á rede para fogares adoitan ter acumuladores. Os sistemas máis grandes, por outra banda, adoitan ter sistemas fotovoltaicos conectados á rede sen acumuladores, que non se poden programar e non teñen enerxía de reserva. As grandes centrais fotovoltaicas que están conectadas á rede eléctrica nacional utilízanse para a xeración de enerxía solar conectada á rede. A enerxía destas centrais vai directamente aos fogares e ás empresas a través da rede. Investir cartos neste tipo de central eléctrica, por outra banda, custa moito, leva moito tempo construíla, ocupa moito espazo e non se progresou moito ultimamente. A maioría das centrais fotovoltaicas conectadas á rede son centrais fotovoltaicas conectadas á rede a pequena escala e estendidas, como os paneis solares integrados nos edificios. Isto débese a que require pouco diñeiro para construír, pódese facer rapidamente, ten pouco impacto e conta cun forte apoio político.
Pezas de hardware
Un sistema de enerxía fotovoltaica inclúe un panel solar, unha batería de almacenamento, un controlador de carga e descarga, un inversor, unha caixa de distribución de CA, un sistema de control de seguimento solar e outras pezas importantes.
Certas ferramentas funcionan deste xeito:
Dispositivo de enerxía solar
A luz, como a do sol ou outras fontes de luz, fai que a célula absorba enerxía e cree unha carga impar en ambos os extremos. O nome para isto é "voltaxe fotoxerada". Moita xente chama a este efecto efecto fotoeléctrico. Para que a luz se converta en electricidade, debe haber unha forza electromotriz entre os dous extremos dunha célula solar. O nome para isto é efecto solar. É máis doado converter a enerxía noutra cousa coa axuda de células solares. As células solares están compostas por tres tipos diferentes de células de silicio: células solares de silicio amorfo, células solares de silicio policristalino e células solares de silicio monocristalino.
Unha batería que almacena enerxía
Cando o conxunto de células solares está acendido, o modelo de utilidade pode almacenar a enerxía que produce e enviala á carga en calquera momento do día. Para que as células solares produzan enerxía, deben ser baratas, durar moito tempo, soportar ben descargas intensas, cargarse rapidamente e precisar pouco ou ningún mantemento. Tamén deben ser capaces de funcionar nunha ampla gama de temperaturas.
Controis para carga e descarga
Sen axuda túa, esta ferramenta pode evitar que as baterías se carguen ou descarguen demasiado rápido. A cantidade de veces e a profundidade coa que se descarga unha batería determinan a súa durabilidade. Por iso é moi importante ter un monitor de carga e descarga que poida evitar que a batería teña demasiada ou pouca enerxía.
A corrente alterna é o oposto da corrente continua, e un xerador transforma a corrente continua en corrente alterna.
Algo que converte a corrente continua en corrente alterna. A carga é de CA, pero as células solares e as baterías son de CC, polo que é necesario un interruptor. En función de como funcionan, o inversor pódese dividir en dous grupos: un inversor solar que funciona por si só e un que está conectado á rede eléctrica. Se só usas células solares para producir electricidade, podes alimentar unha carga diferente cun xerador independente. O transformador solar que está conectado á rede eléctrica é o que fai que o sistema de enerxía solar funcione coa rede. Os inversores veñen en dous tipos diferentes: inversores de onda sinusoidal e inversores de onda cadrada. É sinxelo e barato facer un circuíto convertidor de onda cadrada, pero ten un gran compoñente harmónico. Normalmente úsase para necesidades harmónicas duns centos de vatios ou menos. Os inversores de onda sinusoidal son caros, pero poden alimentar moitos traballos diferentes.
Un aparello que controla o seguimento solar
O ángulo da luz do Sol cambia ao longo do ano a medida que o sol sae e se pon na primavera, verán, outono e inverno. Isto débese a que os sistemas están nunha localización fixa. Para que funcionen mellor, as células solares sempre deben estar orientadas cara ao sol. Neste momento, o dispositivo de seguimento solar ten que usar a súa lonxitude e latitude para descubrir que ángulo está o Sol en diferentes épocas do ano, etc., o PLC, o microcontrolador ou o software informático manterán a localización do Sol en todo momento do ano. Isto faise calculando a localización do Sol para lograr o seguimento. Úsase a teoría de datos informáticos e necesita os datos e a configuración de lonxitude e latitude da Terra. Unha vez configurado, non é doado movelo ou desmontalo; os datos e os parámetros deben restablecerse cada vez. Os principios, os circuítos, a tecnoloxía e o equipo son complicados e as persoas que non son profesionais non poden cambialos facilmente. Os seguidores solares intelixentes pódense colocar en coches e trens rápidos, así como en barcos, armadas, vehículos de emerxencia de comunicación e vehículos de guerra especiais. O rastreador solar intelixente pode garantir que o sistema se manteña no rumbo do Sol independentemente de onde vaia ou como xire.
Que podes facer coa enerxía solar
O efecto fotovoltaico da interacción dos semicondutores é o que realmente importa na xeración de enerxía fotovoltaica (FV). Converte a luz en electricidade. Unha célula solar é a parte máis importante. Os módulos solares de gran superficie pódense fabricar colocando as células solares en fila e protexéndoas. Estes módulos pódense logo montar con controladores de potencia e outras pezas para formar un dispositivo de xeración de enerxía fotovoltaica. A FV é mellor porque se pode usar en máis lugares, xa que o sol brilla en todas partes. Outros beneficios do sistema FV son que é seguro e fiable, non fai ruído nin contamina, non usa combustible e as liñas de cable pódense instalar no lugar, o que acelera o proceso de construción. A enerxía fotovoltaica usa células solares para converter directamente a luz solar en electricidade, baseándose na idea do efecto fotovoltaico. Un sistema de enerxía fotovoltaica está composto principalmente por paneis solares (tamén chamados módulos), controladores e inversores. Pódese usar só ou conectado á rede eléctrica. Dado que a maioría destas pezas son eléctricas e non mecánicas, os equipos fotovoltaicos están moi ben fabricados, son fiables, duradeiros e fáciles de instalar e manter. A tecnoloxía fotovoltaica podería empregarse para calquera cousa, desde alimentar naves espaciais ata fogares, desde xogos ata centrais eléctricas de megavatios e moito máis.
As células solares, que se presentan en obleas como o silicio monocristalino, o silicio policristalino, o silicio amorfo e as células de película fina, son as partes máis básicas da enerxía solar fotovoltaica. Polo momento, as baterías monocristalinas e policristalinas son as baterías amorfas máis populares para sistemas pequenos e para a alimentación de reserva dos ordenadores.
