ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სახელით ცნობილი ტექნიკა სინათლის ენერგიას პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდაქმნის ნახევარგამტარული ინტერფეისის ფოტოელექტრული ეფექტის გამოყენებით. მზის ელემენტის პანელი (მოდული), კონტროლერი და ინვერტორი მისი სამი ძირითადი კომპონენტია. ელექტრონული კომპონენტები მისი ძირითადი ნაწილების უმეტესობას შეადგენს. დიდი ფართობის მზის ელემენტის მოდული იქმნება მზის ელემენტების სერიულად შეერთებით, მათი დაცვისთვის კაფსულირებით და სიმძლავრის კონტროლერებისა და დამატებითი ნაწილების დამატებით ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის მოწყობილობის შესაქმნელად.
1. როგორია მზის ენერგიის გენერირების პროცესი?
ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავება არის მზის ენერგიის პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდაქმნის პროცესი.
ფოტოელექტრული ენერგია ამჟამად მზის ელექტროენერგიის წარმოების ყველაზე გავრცელებული გზაა. შედეგად, მზის ენერგიას ამჟამად ჩვეულებრივ ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციას უწოდებენ.
2. როგორ გამოიმუშავებენ მზის ელემენტები ელექტროენერგიას?
ფოტოელექტრული უჯრედი ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის ყველაზე ძირითადი სახეობაა, რადგან ეს არის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც მზის გამოსხივების ენერგიიდან სინათლეს და ელექტროენერგიას პირდაპირ მუდმივ დენად გარდაქმნის.
კრისტალური სილიციუმის სპეციფიკური ელემენტებით (მაგალითად, ფოსფორით, ბორით და ა.შ.) დოპინგმა შეიძლება გამოიწვიოს მასალის მოლეკულური მუხტის მუდმივი დისბალანსი, რაც იწვევს ნახევარგამტარული მასალის წარმოქმნას უნიკალური ელექტრული თვისებებით, რომლებიც პასუხისმგებელია ფოტოელექტრული უჯრედების გამორჩეულ ელექტრულ მახასიათებლებზე.
მზის სხივების ზემოქმედებისას, უნიკალური ელექტრული მახასიათებლების მქონე ნახევარგამტარებს შეუძლიათ თავისუფალი მუხტების გენერირება. როდესაც ბოლოები დახურულია, თავისუფალი მუხტები გროვდება და მოძრაობს გარკვეული მიმართულებით, რაც ელექტროენერგიას წარმოქმნის.
3. რა სარგებელს გვთავაზობს ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაცია?
1). სიგანე
დედამიწის ზედაპირი მზის სხივებით არის დასხივებული და მისი გამოყენება და ექსპლუატაცია შესაძლებელია გეოგრაფიული მდებარეობის მიუხედავად - ხმელეთი, ზღვა, მთები თუ ბრტყელი ტერიტორია. მიუხედავად იმისა, რომ დასხივების დრო და ინტენსივობა განსხვავებულია, ის ფართოდ არის გაფანტული და ამინდი ან მდებარეობა მასზე გავლენას არ ახდენს.
2). მდგრადობა და უსასრულობა
ამ სიჩქარით მზე საკმარის ბირთვულ ენერგიას გამოიმუშავებს წყალბადის ათობით მილიარდი წლის განმავლობაში შესანახად. დღევანდელი მძიმე ეკოლოგიური დეგრადაციის გათვალისწინებით, მზის ენერგია სრულიად სუფთა, განახლებადი ენერგიის წყაროა, რომლის მარაგი შეუზღუდავია.
3). ადაპტირებადი ინსტალაციის ადგილები
ღია სახურავის უპირატესობა ის არის, რომ შენობის მიმართულება მასზე გავლენას არ ახდენს, რაც საშუალებას აძლევს სინათლეს დიდი ხნის განმავლობაში შეაღწიოს შიგნით და მინიმუმამდე დაიყვანოს ჩრდილის ჩარევა. საცხოვრებელი შენობების სახურავებზე დამონტაჟების გარდა, ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაცია ასევე შესაძლებელია სამრეწველო შენობებში, სადაც მზის ენერგია გამოიყენება ობიექტის ელექტრომომარაგების საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად ენერგიის გენერირებისთვის. სახურავზე განაწილებული ფოტოელექტრული ტექნოლოგიის განვითარებას ასევე შეუძლია ეფექტურად გადაჭრას ქვეყნის მასშტაბით ელექტროენერგიის მოხმარების პრობლემა სოფლის რეაბილიტაციის კონტექსტში.
4). მწვანე
ბუნებრივია, ტელევიზორის მაღალი ხმის სიმძლავრე და უფრო კაშკაშა ეკრანები მეტ ელექტროენერგიას მოიხმარს. სიკაშკაშისა და ხმის შემცირება არა მხოლოდ თვალებსა და ყურებს იცავს, არამედ ელექტროენერგიასაც ზოგავს.
5). ქვეყნის ენერგოუსაფრთხოების გაძლიერება
ადამიანებს შეუძლიათ გააუმჯობესონ ეროვნული ენერგეტიკული უსაფრთხოება წიაღისეული საწვავის ენერგიის გამომუშავებაზე დამოკიდებულების შემცირებით და ამით ენერგეტიკული კრიზისისა და საწვავის ბაზრის არასტაბილურობის თავიდან აცილებით. ამის მიღწევა შესაძლებელია ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების გამოყენებით.
6). მინიმალური მოვლა-პატრონობისა და ექსპლუატაციის ხარჯები
ფოტოელექტრული ენერგიის გენერატორის მუშაობა სტაბილური და საიმედოა და მას არ გააჩნია მექანიკური გადაცემის ნაწილები. ავტომატიზირებული მართვის ტექნოლოგიის ფართოდ გამოყენებასთან ერთად, ფოტოელექტრული ენერგიის გენერატორის სისტემების ერთობლიობას შეუძლია ელექტროენერგიის წარმოება მანამ, სანამ მზის ელემენტის მოდული არსებობს. ეს იწვევს არსებითად იაფ მოვლა-პატრონობის ხარჯებს, რომელთა განხორციელებაც ზედამხედველობის გარეშეა შესაძლებელი.
4. რა სახის მზის ენერგიის გენერაციის პროექტები არსებობს?
ფოტოელექტრული პროექტები მათი განლაგების მიხედვით შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც „განაწილებული“ ან „ცენტრალიზებული“.
განაწილებული: გარკვეული ზომის ფოტოელექტროსადგურებს, რომლებიც დამონტაჟებულია მომხმარებლის ადგილას ან დაკავშირებულია ელექტრო ქსელთან, ეწოდება განაწილებული ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები. ამ ტიპის ელექტროსადგურს შეუძლია პირდაპირ მიაწოდოს ენერგია ახლომდებარე ადამიანებს და, როგორც წესი, დამონტაჟებულია მიწაზე, კედელზე ან სახურავზე.
ცენტრალიზებული: ძირითადად გამოიყენება ფართო სივრცეებში, როგორიცაა მთები და უდაბნოები. რამდენიმე ფოტოელექტრული პანელის ან მზის ენერგიის თვალთვალის სისტემის გამოყენებით, ამ ტიპის ელექტროსადგური აგროვებს მზის ენერგიას და გარდაქმნის მას ელექტროენერგიად, რომელიც იგზავნება მომხმარებლებისთვის, რომლებიც ელექტროენერგიის წარმოების ადგილიდან შორს ცხოვრობენ.
შენობაში ინტეგრირებული ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები: ეს ელექტროსადგურები იქმნება მზის ენერგიის გენერაციის ტექნოლოგიის შენობის არქიტექტურასთან შერწყმით, რაც მზის სისტემას სტრუქტურის განუყოფელ ნაწილად აქცევს. ამ ტიპის ელექტროსადგურის დამონტაჟება შესაძლებელია შენობის აივანზე, ფარდის კედელზე, სახურავზე ან სხვა ადგილებში.
ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები ასევე შეიძლება დაიყოს შემდეგ ჯგუფებად ტექნოლოგიური მახასიათებლებისა და გამოყენების სცენარების მიხედვით:
სახლის გამოყენების ფოტოელექტრული ელექტროსადგური: ძირითადად გამოიყენება საცხოვრებელ შენობებში, ეს არის მცირე მასშტაბის განაწილებული ფოტოელექტრული ენერგიის გამომუშავების სისტემა. ელექტროენერგიის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად, სახლის მესაკუთრეებს შეუძლიათ სახურავზე დაამონტაჟონ მზის პანელები და გამოიმუშავონ განახლებადი ენერგია.
კომერციული ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები: მასშტაბის მიხედვით, ისინი ცენტრალიზებულ და საცხოვრებელ ფოტოელექტრულ ელექტროსადგურებს შორის მოხვდებიან და შესაფერისია კომერციულ შენობებში, სამრეწველო პარკებსა და სხვა ადგილებში გამოსაყენებლად.
სოფლის ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები: ძირითადად გამოიყენება სოფლის რეგიონებში, სადაც ისინი ფერმერებს სუფთა ენერგიით ამარაგებენ და ელექტროენერგიის დეფიციტის პრობლემას აგვარებენ.
სოფლის ფოტოელექტრული ელექტროსადგურები: ძირითადად გამოიყენება სოფლის რეგიონებში, სადაც ისინი ფერმერებს სუფთა ენერგიით ამარაგებენ და ელექტროენერგიის დეფიციტის პრობლემას აგვარებენ.
საზოგადოებრივი დაწესებულების ფოტოელექტრული ელექტროსადგური: ის აღწერს მზის ენერგიის გენერაციის ტექნოლოგიის გამოყენებას ისეთ ადგილებში, სადაც ფართო საზოგადოებაა წარმოდგენილი, როგორიცაა ავტობუსის ტერმინალები, სკოლები და საავადმყოფოები.
მცურავი ფოტოელექტრული ელექტროსადგური: ამ ტიპის ენერგიის გენერაციის სისტემა ძირითადად გამოიყენება წყალსაცავებში, ტბებსა და წყლის სხვა ობიექტებში, სადაც წყლის ზედაპირზე დამონტაჟებულია ფოტოელექტრული პანელები.
5. რა ხდის ფოტოელექტრულ ენერგიას დაბალნახშირბადიან და მწვანე ენერგიის წყაროდ?
ბუნების მსოფლიო ფონდის (WWF) კვლევის შედეგების თანახმად, 1 კვტ სიმძლავრის ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის დამონტაჟებით შესაძლებელია წელიწადში 1200 კვტ/სთ ელექტროენერგიის წარმოება, ნახშირის (სტანდარტული ნახშირის) მოხმარების შემცირება დაახლოებით 400 კგ-ით და ნახშირორჟანგის გამოყოფა დაახლოებით 1 ტონით. ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციას მნიშვნელოვანი ენერგეტიკული, გარემოსდაცვითი და ეკონომიკური სარგებელი მოაქვს. ის ჩვენს ქვეყანაში ერთ-ერთი საუკეთესო ხარისხის მწვანე ენერგიაა.
განახლებადი ენერგიის წყაროების, მაგალითად, ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის განვითარება, ერთ-ერთი ეფექტური გზაა ისეთი გარემოსდაცვითი პრობლემების მოსაგვარებლად, როგორიცაა ნისლი და მჟავა წვიმა. ბუნების მსოფლიო ფონდის (WWF) კვლევის შედეგების თანახმად, ერთი კვადრატული მეტრის ფოტოელექტრული ენერგიის გენერაციის სისტემის დამონტაჟება 100 კვადრატული მეტრი ხის დარგვის ეკვივალენტურია.
