Fotoelektriskās enerģijas ražošanas metode, izmantojot fotoelektrisko efektu pusvadītāju saskarnē, gaismas enerģiju pārvērš tieši elektrībā. Saules bateriju panelis (modulis), kontrolieris un invertors ir tā trīs galvenās sastāvdaļas. Elektroniskie komponenti veido lielāko daļu tā galveno daļu. Liela laukuma saules bateriju modulis tiek izveidots, savienojot saules baterijas virknē, iekapsulējot tās aizsardzībai un pievienojot jaudas kontrolierus un papildu detaļas, lai izveidotu fotoelektriskās enerģijas ražošanas ierīci.
1. Kāds ir saules enerģijas ražošanas process?
Fotoelektriskā enerģijas ražošana ir process, kurā saules enerģija tiek tieši pārveidota elektriskajā elektrībā.
Fotoelektriskā enerģija pašlaik ir visizplatītākais saules elektroenerģijas ražošanas veids. Tāpēc saules enerģiju tagad parasti sauc par fotoelektriskās enerģijas ražošanu.
2. Kā saules baterijas ražo elektrību?
Fotoelektriskā šūna ir visvienkāršākais fotoelektriskās enerģijas ražošanas bloka veids, jo tā ir pusvadītāju ierīce, kas tieši no saules starojuma enerģijas pārveido gaismu un elektrību līdzstrāvā.
Kristāliskā silīcija dopēšana ar specifiskiem elementiem (piemēram, fosforu, boru utt.) izraisa pastāvīgu materiāla molekulārā lādiņa nelīdzsvarotību, kā rezultātā pusvadītāju materiāls ar unikālām elektriskām īpašībām, kas ir atbildīgas par fotoelektrisko elementu atšķirīgajām elektriskajām īpašībām.
Saules gaismas ietekmē pusvadītāji ar unikālām elektriskajām īpašībām var radīt brīvos lādiņus. Kad gali ir aizvērti, brīvie lādiņi uzkrājas un pārvietojas noteiktā virzienā, radot elektrisko enerģiju.
3. Kādas priekšrocības sniedz fotoelektriskā enerģijas ražošana?
1). Platums
Zemes virsmu apstaro saules gaisma, un to var izmantot un attīstīt neatkarīgi no ģeogrāfiskās atrašanās vietas — uz sauszemes, jūras, kalnos vai līdzenumos. Lai gan apstarojuma laiks un intensitāte atšķiras, tā ir plaši izkliedēta un to neietekmēs laika apstākļi vai atrašanās vieta.
2). Ilgtspējība un bezgalība
Saule šādā ātrumā saražo pietiekami daudz kodolenerģijas, lai nodrošinātu ūdeņraža krātuves desmitiem miljardu gadu garumā. Ņemot vērā mūsdienu nopietno ekoloģisko degradāciju, saules enerģija ir pilnīgi tīrs, atjaunojams enerģijas avots ar neierobežotu piegādi.
3). Pielāgojamas uzstādīšanas vietas
Atvērts jumts sniedz tādu priekšrocību, ka to neietekmē ēkas virziens, ļaujot gaismai ilgstoši iekļūt iekštelpās un samazinot ēnu traucējumus. Papildus tam, ka fotoelektriskās enerģijas ražošanas iekārtas tiek uzstādītas uz dzīvojamo ēku jumtiem, tās var atrast arī rūpniecības ēkās, kur saules enerģija tiek izmantota, lai ražotu enerģiju objekta elektroenerģijas vajadzību apmierināšanai. Uz jumtiem izvietoto izkliedēto fotoelektrisko tehnoloģiju attīstība var arī efektīvi risināt apgabala mēroga elektroenerģijas patēriņa problēmu lauku rehabilitācijas kontekstā.
4). Zaļš
Protams, lielāks televizora skaļums un spilgtāki ekrāni patērē vairāk elektroenerģijas. Spilgtuma un skaļuma samazināšana ne tikai pasargā acis un ausis, bet arī ietaupa elektrību.
5). Uzlabot valsts enerģētisko drošību
Cilvēki var uzlabot valsts enerģētisko drošību, samazinot atkarību no fosilā kurināmā ražošanas un tādējādi novēršot enerģijas krīzes un degvielas tirgus nestabilitāti. To var panākt, izmantojot fotoelektrisko enerģijas ražošanu.
6). Minimāli uzturēšanas un ekspluatācijas izdevumi
Fotoelektriskās enerģijas ražošanas darbība ir stabila un uzticama, un tai trūkst mehāniskās transmisijas detaļu. Apvienojumā ar plaši izmantotu automatizētu vadības tehnoloģiju, fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmu kopums var ražot elektroenerģiju tik ilgi, kamēr pastāv saules bateriju modulis. Tas nodrošina praktiski lētas uzturēšanas izmaksas, ko var realizēt bez uzraudzības.
4. Kādi saules enerģijas ražošanas projekti pastāv?
Fotoelektrisko enerģijas projektus var klasificēt kā “izkliedētus” vai “centralizētus”, pamatojoties uz to izkārtojumu.
Sadalītās: noteikta izmēra fotoelektriskās elektrostacijas, kas tiek uzstādītas lietotāja atrašanās vietā vai pieslēgtas elektrotīklam, sauc par izkliedētajām fotoelektriskajām elektrostacijām. Šāda veida elektrostacijas var tieši piegādāt enerģiju tuvumā esošajiem cilvēkiem un parasti tiek uzstādītas uz zemes, sienas vai jumta.
Centralizēta: galvenokārt tiek izmantota plašās telpās, piemēram, kalnos un tuksnešos. Izmantojot vairākus fotoelektriskos paneļus vai saules enerģijas izsekošanas sistēmas, šāda veida elektrostacija savāc saules enerģiju un pārveido to elektrībā, kas tiek nosūtīta patērētājiem, kuri dzīvo tālu no enerģijas ražošanas vietas.
Ēkā integrētas fotoelektriskās elektrostacijas: tās tiek izveidotas, apvienojot saules enerģijas ražošanas tehnoloģiju ar ēkas arhitektūru, padarot saules sistēmu par neatņemamu konstrukcijas sastāvdaļu. Šāda veida elektrostaciju var uzstādīt uz ēkas balkona, fasādes, jumta vai citās vietās.
Fotoelektriskās elektrostacijas var iedalīt arī šādās grupās, pamatojoties uz tehnoloģiskajām īpašībām un pielietojuma scenārijiem:
Mājas lietošanai paredzēta fotoelektriskā elektrostacija: galvenokārt tiek izmantota dzīvojamās ēkās, tā ir maza mēroga izkliedēta fotoelektriskā enerģijas ražošanas sistēma. Lai apmierinātu savas elektroenerģijas vajadzības, māju īpašnieki var uzstādīt saules paneļus uz jumta un ražot atjaunojamo enerģiju.
Komerciālās fotoelektriskās elektrostacijas: mēroga ziņā atrodas starp centralizētajām un dzīvojamām fotoelektriskajām elektrostacijām, un tās ir piemērotas izmantošanai komerciālās ēkās, industriālajos parkos un citās vietās.
Lauku fotoelektriskās elektrostacijas: galvenokārt tiek izmantotas lauku reģionos, kur tās nodrošina lauksaimniekus ar tīru enerģiju un risina enerģijas trūkuma problēmu.
Lauku fotoelektriskās elektrostacijas: galvenokārt tiek izmantotas lauku reģionos, kur tās nodrošina lauksaimniekus ar tīru enerģiju un risina enerģijas trūkuma problēmu.
Sabiedrisko objektu fotoelektriskā elektrostacija: tā apraksta saules enerģijas ražošanas tehnoloģijas izmantošanu vietās, kur uzturas plaša sabiedrība, piemēram, autobusu terminālos, skolās un slimnīcās.
Peldošā fotoelektriskā elektrostacija: Šāda veida enerģijas ražošanas sistēma galvenokārt tiek izmantota rezervuāros, ezeros un citās ūdenstilpēs, kur fotoelektriskie paneļi ir uzstādīti uz ūdens virsmas.
5. Kas padara fotoelektrisko enerģiju par mazoglekļa un zaļu enerģijas avotu?
Saskaņā ar Pasaules Dabas fonda (WWF) pētījumu rezultātiem, uzstādot 1 kW fotoelektrisko enerģijas ražošanas sistēmu, gadā var saražot 1200 kWh elektroenerģijas, samazināt ogļu (standarta ogļu) izmantošanu par aptuveni 400 kg un samazināt oglekļa dioksīda emisijas par aptuveni 1 tonnu. Fotoelektriskajai enerģijas ražošanai ir ievērojamas enerģijas, vides aizsardzības un ekonomiskās priekšrocības. Tā ir viena no labākās kvalitātes zaļajām enerģijām mūsu valstī.
Atjaunojamo enerģijas avotu, piemēram, fotoelektriskās enerģijas ražošanas, attīstība ir viens no efektīviem veidiem, kā risināt tādas vides problēmas kā dūmaka un skābais lietus. Saskaņā ar Pasaules Dabas fonda (WWF) pētījumu rezultātiem, viena kvadrātmetra fotoelektriskās enerģijas ražošanas sistēmas uzstādīšana ir līdzvērtīga 100 kvadrātmetru koku stādīšanai.
