Fotovoltaïsche energieopwekking zet lichtenergie rechtstreeks om in elektriciteit door gebruik te maken van het fotovoltaïsche effect op de halfgeleiderinterface. Het zonnepaneel (module), de controller en de omvormer zijn de drie belangrijkste componenten. Elektronische componenten vormen het grootste deel van de essentiële onderdelen. Een zonnepaneel met een groot oppervlak wordt gecreëerd door zonnecellen in serie te schakelen, ze te beschermen door ze in te kapselen en er vermogenscontrollers en andere onderdelen aan toe te voegen om een fotovoltaïsch energieopwekkingsapparaat te vormen.
1. Wat is het proces van het opwekken van zonne-energie?
Fotovoltaïsche energieopwekking is het proces waarbij zonne-energie rechtstreeks wordt omgezet in elektrische elektriciteit.
Fotovoltaïsche energie is momenteel de meest gangbare manier om elektriciteit op te wekken met zonne-energie. Daarom wordt zonne-energie tegenwoordig vaak aangeduid als fotovoltaïsche energieopwekking.
2. Hoe wekken zonnecellen elektriciteit op?
De fotovoltaïsche cel is de meest eenvoudige vorm van fotovoltaïsche energieopwekking. Het is een halfgeleiderapparaat dat licht en elektriciteit rechtstreeks uit zonne-energie omzet in gelijkstroom.
Door kristallijn silicium te doteren met specifieke elementen (zoals fosfor, boor, enzovoort) ontstaat een blijvende onbalans in de moleculaire lading van het materiaal. Dit resulteert in een halfgeleidermateriaal met unieke elektrische eigenschappen die verantwoordelijk zijn voor de specifieke elektrische kenmerken van fotovoltaïsche cellen.
Wanneer halfgeleiders met unieke elektrische eigenschappen aan zonlicht worden blootgesteld, kunnen ze vrije ladingen genereren. Wanneer de uiteinden gesloten zijn, hopen deze vrije ladingen zich op en bewegen ze in een bepaalde richting, waardoor elektrische energie wordt opgewekt.
3. Welke voordelen biedt zonne-energieopwekking?
1). Breedte
Het aardoppervlak wordt bestraald door zonlicht, en deze straling kan worden gebruikt en benut ongeacht de geografische locatie – land, zee, bergen of vlaktes. Hoewel de duur en intensiteit van de bestraling variëren, is deze wijdverspreid en wordt deze niet beïnvloed door het weer of de locatie.
2). Duurzaamheid en oneindigheid
De zon produceert met deze snelheid voldoende kernenergie om tientallen miljarden jaren aan waterstofopslag te kunnen voeden. Gezien de ernstige ecologische achteruitgang van vandaag de dag, is zonne-energie een volledig schone, hernieuwbare energiebron met een onuitputtelijke voorraad.
3). Flexibele installatielocaties
Een open dak heeft als voordeel dat het niet beïnvloed wordt door de oriëntatie van het gebouw, waardoor licht gedurende langere perioden de binnenruimte kan bereiken en schaduwvorming wordt geminimaliseerd. Naast daken van woonhuizen wordt zonne-energie ook toegepast in industriële gebouwen, waar zonne-energie wordt gebruikt om in de elektriciteitsbehoefte van de faciliteit te voorzien. De ontwikkeling van decentrale zonne-energie op daken kan ook een effectieve oplossing bieden voor het elektriciteitsverbruik op regionaal niveau in het kader van plattelandsontwikkeling.
4). Groen
Het is vanzelfsprekend dat een hoger tv-volume en een helderder scherm meer elektriciteit verbruiken. Het verlagen van de helderheid en het volume is niet alleen beter voor de ogen en oren, maar bespaart ook energie.
5) De energiezekerheid van het land versterken
Mensen kunnen de nationale energiezekerheid verbeteren door hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen voor energieopwekking te verminderen en zo energiecrisissen en instabiliteit op de brandstofmarkt te voorkomen. Dit kan worden bereikt door het gebruik van zonne-energie.
6). Minimale onderhouds- en operationele kosten
De werking van fotovoltaïsche energieopwekking is robuust en betrouwbaar en er zijn geen mechanische transmissieonderdelen nodig. In combinatie met de wijdverbreide toepassing van geautomatiseerde besturingstechnologie kan een fotovoltaïsch energiesysteem elektriciteit produceren zolang er zonnepanelen aanwezig zijn. Dit resulteert in aanzienlijk lage onderhoudskosten die zonder toezicht kunnen worden gerealiseerd.
4. Welke soorten zonne-energieprojecten zijn er?
PV-projecten kunnen, afhankelijk van hun lay-out, worden ingedeeld als "gedistribueerd" of "gecentraliseerd".
Gedistribueerd: Fotovoltaïsche energiecentrales van een specifieke grootte die op de locatie van de gebruiker worden geplaatst of op het elektriciteitsnet zijn aangesloten, worden gedistribueerde fotovoltaïsche energiecentrales genoemd. Dit type energiecentrale kan rechtstreeks stroom leveren aan mensen in de buurt en wordt doorgaans op de grond, aan een muur of op een dak gemonteerd.
Gecentraliseerd: voornamelijk gebruikt in uitgestrekte gebieden zoals bergen en woestijnen. Met behulp van meerdere fotovoltaïsche panelen of zonvolgsystemen vangt dit type energiecentrale zonne-energie op en zet deze om in elektriciteit die wordt geleverd aan consumenten die ver van de energiecentrale wonen.
In gebouwen geïntegreerde fotovoltaïsche energiecentrales: Deze worden gecreëerd door zonne-energieopwekkingstechnologie te combineren met de architectuur van een gebouw, waardoor het zonne-energiesysteem een integraal onderdeel van de structuur wordt. Dit type energiecentrale kan op het balkon, de vliesgevel, het dak of andere delen van het gebouw worden gemonteerd.
Fotovoltaïsche energiecentrales kunnen ook worden onderverdeeld in de volgende groepen op basis van technologische kenmerken en toepassingsscenario's:
Zonnepanelen voor thuisgebruik: dit systeem wordt voornamelijk gebruikt in woongebouwen en is een kleinschalig, decentraal systeem voor de opwekking van zonne-energie. Om in hun elektriciteitsbehoefte te voorzien, kunnen huiseigenaren zonnepanelen op hun dak installeren en zo duurzame energie opwekken.
Commerciële PV-installaties: deze vallen qua schaal tussen centrale en residentiële PV-installaties in en zijn geschikt voor gebruik in commerciële gebouwen, industrieterreinen en andere locaties.
Zonne-energiecentrales op het platteland: worden vooral gebruikt in landelijke gebieden, waar ze boeren voorzien van schone energie en het probleem van energieschaarste aanpakken.
Zonne-energiecentrales op het platteland: worden vooral gebruikt in landelijke gebieden, waar ze boeren voorzien van schone energie en het probleem van energieschaarste aanpakken.
Zonne-energiecentrale voor openbare voorzieningen: dit beschrijft het gebruik van zonne-energietechnologie op plaatsen waar veel mensen komen, zoals busstations, scholen en ziekenhuizen.
Drijvende zonne-energiecentrale: Dit type energieopwekkingssysteem wordt voornamelijk gebruikt in reservoirs, meren en andere waterlichamen waar zonnepanelen op het wateroppervlak worden geïnstalleerd.
5. Wat maakt fotovoltaïsche energie tot een koolstofarme en groene energiebron?
Volgens onderzoeksresultaten van het Wereldnatuurfonds (WWF) kan een fotovoltaïsch systeem van 1 kW jaarlijks 1200 kWh elektriciteit opwekken, het gebruik van steenkool (standaard steenkool) met ongeveer 400 kg verminderen en de CO2-uitstoot met ongeveer 1 ton terugdringen. Fotovoltaïsche energieopwekking biedt aanzienlijke voordelen op het gebied van energie, milieubescherming en economie. Het is een van de beste groene energiebronnen in ons land.
De ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen, zoals zonne-energie, is een van de effectieve manieren om milieuproblemen zoals smog en zure regen aan te pakken. Volgens onderzoek van het Wereldnatuurfonds (WWF) staat de installatie van een zonne-energiesysteem van één vierkante meter gelijk aan het planten van 100 vierkante meter bomen.
