Fotovoltinės energijos gamybos technika, pasinaudodama fotovoltiniu efektu puslaidininkių sąsajoje, šviesos energiją tiesiogiai paverčia elektra. Saulės elementų skydelis (modulis), valdiklis ir keitiklis yra trys pagrindiniai komponentai. Elektroniniai komponentai sudaro didžiąją dalį pagrindinių dalių. Didelio ploto saulės elementų modulis sukuriamas sujungiant saulės elementus nuosekliai, juos apgaubiant apsaugai ir pridedant galios valdiklius bei papildomas dalis, kad būtų sukurtas fotovoltinis energijos gamybos įrenginys.
1. Koks yra saulės energijos gamybos procesas?
Fotovoltinė energijos gamyba – tai procesas, kurio metu saulės energija tiesiogiai paverčiama elektros energija.
Fotovoltinė energija šiuo metu yra labiausiai paplitęs saulės elektros energijos gamybos būdas. Todėl saulės energija dabar dažnai vadinama fotovoltinės energijos gamyba.
2. Kaip saulės elementai gamina elektrą?
Fotovoltinis elementas yra pats paprasčiausias fotovoltinės energijos gamybos įrenginys, nes tai puslaidininkinis įtaisas, kuris tiesiogiai iš saulės spindulių energijos paverčia šviesą ir elektrą nuolatine srove.
Kristalinio silicio legiravimas specifiniais elementais (pvz., fosforu, boru ir kt.) sukelia nuolatinį medžiagos molekulinio krūvio disbalansą, todėl puslaidininkinė medžiaga pasižymi unikaliomis elektrinėmis savybėmis, kurios lemia išskirtines fotovoltinių elementų elektrines charakteristikas.
Veikiami saulės šviesos, puslaidininkiai, turintys unikalių elektrinių savybių, gali generuoti laisvuosius krūvius. Kai galai yra uždaryti, laisvieji krūviai kaupiasi ir juda tam tikra kryptimi, gamindami elektros energiją.
3. Kokius privalumus teikia fotovoltinė elektros energijos gamyba?
1). Platumas
Žemės paviršių apšviečia saulės šviesa, ir tai gali būti naudojama ir eksploatuojama nepriklausomai nuo geografinės padėties – sausumos, jūros, kalnų ar lygumų. Nors spinduliuotės trukmė ir intensyvumas skiriasi, ji pasklinda plačiai ir jai įtakos neturi nei orai, nei vieta.
2). Tvarumas ir begalybė
Tokiu greičiu saulė pagamina pakankamai branduolinės energijos, kad būtų galima aprūpinti vandenilį dešimčių milijardų metų atsargomis. Atsižvelgiant į didelę šiandieninę ekologinę degradaciją, saulės energija yra visiškai švarus, atsinaujinantis energijos šaltinis, kurio tiekimas yra neribotas.
3). Pritaikomos įrengimo vietos
Atviras stogas suteikia pranašumą, nes jam įtakos neturi pastato kryptis, todėl šviesa ilgesnį laiką patenka į vidų ir sumažėja šešėlių trukdžiai. Fotovoltinės energijos gamybos sistemos gali būti montuojamos ne tik ant gyvenamųjų pastatų stogų, bet ir pramoniniuose pastatuose, kur saulės energija naudojama energijai gaminti, siekiant patenkinti objekto elektros energijos poreikius. Ant stogų montuojamų paskirstytų fotovoltinių technologijų plėtra taip pat gali veiksmingai išspręsti visos apskrities elektros energijos suvartojimo problemą kaimo vietovių atkūrimo kontekste.
4). Žaliuojantis
Natūralu, kad didesnis televizoriaus garsumas ir ryškesni ekranai eikvoja daugiau elektros energijos. Ryškumo ir garsumo sumažinimas ne tik apsaugo akis ir ausis, bet ir taupo elektrą.
5). Didinti šalies energetinį saugumą
Žmonės gali pagerinti nacionalinį energetinį saugumą sumažindami savo priklausomybę nuo iškastinio kuro energijos gamybos ir taip išvengdami energetikos krizių bei kuro rinkos nestabilumo. Tai galima pasiekti naudojant fotovoltinę energijos gamybą.
6). Minimalios priežiūros ir eksploatavimo išlaidos
Fotovoltinės energijos gamybos sistema veikia patikimai ir patikimai, joje nėra mechaninių perdavimo dalių. Kartu su plačiai paplitusia automatizuota valdymo technologija, fotovoltinės energijos gamybos sistemų rinkinys gali gaminti elektrą tol, kol yra saulės baterijų modulis. Tai lemia iš esmės pigias priežiūros išlaidas, kurias galima realizuoti be priežiūros.
4. Kokių yra saulės energijos gamybos projektų?
FV projektai gali būti klasifikuojami kaip „paskirstyti“ arba „centralizuoti“ pagal jų išdėstymą.
Paskirstytosios: tam tikro dydžio fotovoltinės elektrinės, pastatytos vartotojo vietoje arba prijungtos prie elektros tinklo, vadinamos paskirstytosiomis fotovoltinėmis elektrinėmis. Šio tipo elektrinė gali tiesiogiai tiekti energiją šalia esantiems žmonėms ir paprastai montuojama ant žemės, sienos arba stogo.
Centralizuota: daugiausia naudojama plačiose erdvėse, tokiose kaip kalnai ir dykumos. Naudodama kelias fotovoltines plokštes arba saulės energijos sekimo sistemas, tokio tipo elektrinė renka saulės energiją ir paverčia ją elektra, kuri siunčiama vartotojams, gyvenantiems toli nuo energijos gamybos vietos.
Pastate integruotos fotovoltinės elektrinės: jos sukuriamos sujungiant saulės energijos gamybos technologiją su pastato architektūra, todėl saulės sistema tampa neatsiejama konstrukcijos dalimi. Šio tipo elektrinės gali būti montuojamos ant pastato balkono, fasado, stogo ar kitų vietų.
FV elektrines taip pat galima suskirstyti į šias grupes pagal technologines savybes ir taikymo scenarijus:
Namų naudojimui skirta FV elektrinė: tai mažo masto paskirstyta FV energijos gamybos sistema, daugiausia naudojama gyvenamuosiuose pastatuose. Norėdami patenkinti savo elektros energijos poreikius, namų savininkai gali ant stogo įrengti saulės baterijas ir gaminti atsinaujinančią energiją.
Komercinės FV elektrinės: pagal mastą patenka tarp centralizuotų ir gyvenamųjų FV elektrinių ir yra tinkamos naudoti komerciniuose pastatuose, pramonės parkuose ir kitose vietose.
Kaimo vietovių fotovoltinės elektrinės: dažniausiai naudojamos kaimo regionuose, kur jos aprūpina ūkininkus švaria energija ir sprendžia energijos trūkumo problemą.
Kaimo vietovių fotovoltinės elektrinės: dažniausiai naudojamos kaimo regionuose, kur jos aprūpina ūkininkus švaria energija ir sprendžia energijos trūkumo problemą.
Viešoji fotovoltinė elektrinė: tai saulės energijos gamybos technologijos naudojimas vietose, kur renkasi visuomenė, pavyzdžiui, autobusų stotyse, mokyklose ir ligoninėse.
Plaukiojanti fotovoltinė elektrinė: šio tipo elektros energijos gamybos sistema daugiausia naudojama rezervuaruose, ežeruose ir kituose vandens telkiniuose, kur fotovoltinės plokštės įrengiamos vandens paviršiuje.
5. Kas daro fotovoltinę energiją mažai anglies dioksido išskiriančiu ir žaliuoju energijos šaltiniu?
Remiantis Pasaulio gamtos fondo (WWF) tyrimų rezultatais, įrengus 1 kW fotovoltinę energijos gamybos sistemą, per metus galima pagaminti 1200 kWh elektros energijos, maždaug 400 kg sumažinti anglies (standartinės anglies) naudojimą ir maždaug 1 tona sumažinti anglies dioksido išmetimą. Fotovoltinė energijos gamyba turi didelę energetinę, aplinkosaugos ir ekonominę naudą. Tai viena iš geriausios kokybės žaliosios energijos mūsų šalyje.
Atsinaujinančiųjų energijos šaltinių, tokių kaip fotovoltinė energijos gamyba, plėtra yra vienas iš veiksmingų būdų spręsti aplinkosaugos problemas, tokias kaip migla ir rūgštus lietus. Remiantis Pasaulio gamtos fondo (WWF) tyrimų rezultatais, vieno kvadratinio metro fotovoltinės energijos gamybos sistemos įrengimas prilygsta 100 kvadratinių metrų medžių pasodinimui.
