Технология, известная как фотоэлектрическая генерация энергии, преобразует световую энергию непосредственно в электричество, используя фотоэлектрический эффект на границе раздела полупроводников. К её основным компонентам относятся солнечная панель (модуль), контроллер и инвертор. Большинство ключевых элементов состоят из электронных компонентов. Модуль солнечных батарей большой площади создаётся путём последовательного соединения солнечных элементов, их защиты в герметичной оболочке, добавления контроллеров мощности и других компонентов для создания фотоэлектрического устройства генерации энергии.
1. Каков процесс выработки солнечной энергии?
Фотоэлектрическая генерация электроэнергии — это процесс прямого преобразования солнечной энергии в электричество.
В настоящее время фотоэлектрическая энергия является наиболее распространенным способом производства солнечной электроэнергии. В результате солнечную энергию теперь обычно называют фотоэлектрической генерацией энергии.
2. Как солнечные батареи вырабатывают электричество?
Фотоэлектрический элемент — это самый простой тип устройства для выработки фотоэлектрической энергии, поскольку это полупроводниковое устройство, которое преобразует свет и электричество непосредственно из энергии солнечного излучения в постоянный ток.
Легирование кристаллического кремния определенными элементами (такими как фосфор, бор и т. д.) вызывает устойчивый дисбаланс молекулярного заряда материала, в результате чего образуется полупроводниковый материал с уникальными электрическими свойствами, которые обуславливают отличительные электрические характеристики фотоэлектрических элементов.
При воздействии солнечного света полупроводники с уникальными электрическими характеристиками способны генерировать свободные заряды. Когда концы замкнуты, свободные заряды накапливаются и движутся в определенном направлении, вырабатывая электрическую энергию.
3. Какие преимущества дает фотоэлектрическая генерация электроэнергии?
1). Широта
Поверхность Земли освещается солнечным светом, и этот свет можно использовать и осваивать независимо от географического положения — суши, моря, гор или равнины. Хотя время и интенсивность облучения варьируются, свет широко рассеивается и не зависит от погоды или местоположения.
2). Устойчивое развитие и бесконечность
При такой скорости выработки солнечной энергии достаточно, чтобы обеспечить хранение водорода на десятки миллиардов лет. Учитывая серьезное ухудшение экологической обстановки сегодня, солнечная энергия является абсолютно чистым, возобновляемым источником энергии с бесконечными запасами.
3). Адаптируемые места установки
Открытая крыша обеспечивает преимущество, заключающееся в отсутствии влияния направления света здания, что позволяет свету проникать внутрь в течение длительного времени и минимизирует помехи от теней. Помимо установки на крышах жилых зданий, фотоэлектрическая генерация также может быть использована в промышленных зданиях, где солнечная энергия используется для выработки электроэнергии, необходимой для нужд предприятия. Развитие распределенных фотоэлектрических технологий на крышах также может эффективно решить проблему потребления электроэнергии в масштабах всего округа в контексте восстановления сельских районов.
4). Зеленый
Естественно, чем выше громкость телевизора и ярче экран, тем больше электроэнергии он потребляет. Снижение яркости и громкости не только защищает глаза и уши, но и экономит электроэнергию.
5). Укрепить энергетическую безопасность страны.
Снижение зависимости от ископаемого топлива для производства электроэнергии и, следовательно, предотвращение энергетических кризисов и нестабильности на топливном рынке могут повысить национальную энергетическую безопасность. Этого можно достичь за счет использования фотоэлектрической энергии.
6). Минимальные расходы на содержание и эксплуатацию.
Работа фотоэлектрических систем выработки электроэнергии отличается надежностью и отсутствием механических трансмиссионных элементов. В сочетании с широким использованием технологий автоматизированного управления, комплекс фотоэлектрических систем может производить электроэнергию до тех пор, пока работает солнечный модуль. Это приводит к существенно низким затратам на техническое обслуживание, которые могут осуществляться без надзора.
4. Какие существуют виды проектов по производству солнечной энергии?
В зависимости от планировки фотоэлектрические проекты можно классифицировать как «распределенные» или «централизованные».
Распределенные: Фотоэлектрические электростанции определенного размера, которые устанавливаются непосредственно у потребителя или подключаются к электросети, называются распределенными фотоэлектрическими электростанциями. Такие электростанции могут напрямую обеспечивать электроэнергией находящихся поблизости людей и обычно монтируются на земле, стене или крыше.
Централизованные: используются преимущественно на обширных территориях, таких как горы и пустыни. С помощью нескольких фотоэлектрических панелей или систем слежения за солнцем такие электростанции собирают солнечную энергию и преобразуют ее в электроэнергию, которая поступает потребителям, живущим далеко от места производства электроэнергии.
Встроенные в здание фотоэлектрические электростанции: они создаются путем интеграции технологии выработки солнечной энергии в архитектуру здания, делая солнечную систему неотъемлемой частью конструкции. Такие электростанции могут быть установлены на балконе здания, навесной стене, крыше или других участках.
Фотоэлектрические электростанции также можно разделить на следующие группы в зависимости от технологических особенностей и сценариев применения:
Домашняя фотоэлектрическая электростанция: в основном используется в жилых домах, представляет собой небольшую распределенную систему производства электроэнергии с использованием солнечных батарей. Для удовлетворения своих потребностей в электроэнергии домовладельцы могут установить солнечные панели на крыше и вырабатывать возобновляемую энергию.
Коммерческие фотоэлектрические электростанции: по масштабу занимают промежуточное положение между централизованными и бытовыми фотоэлектрическими электростанциями и подходят для использования в коммерческих зданиях, промышленных парках и других местах.
Сельские фотоэлектрические электростанции: в основном используются в сельской местности, где они обеспечивают фермеров чистой энергией и решают проблему нехватки электроэнергии.
Сельские фотоэлектрические электростанции: в основном используются в сельской местности, где они обеспечивают фермеров чистой энергией и решают проблему нехватки электроэнергии.
Общественная фотоэлектрическая электростанция: это описание использования технологии выработки солнечной энергии в местах скопления людей, таких как автобусные терминалы, школы и больницы.
Плавучая фотоэлектрическая электростанция: Этот тип системы выработки электроэнергии в основном используется в водохранилищах, озерах и других водоемах, где фотоэлектрические панели устанавливаются на поверхности воды.
5. Что делает фотоэлектрическую энергию низкоуглеродным и экологически чистым источником энергии?
Согласно результатам исследований Всемирного фонда дикой природы (WWF), установка фотоэлектрической системы мощностью 1 кВт может производить 1200 кВт·ч электроэнергии в год, сократить использование угля (обычного угля) примерно на 400 кг и уменьшить выбросы углекислого газа примерно на 1 тонну. Фотоэлектрическая энергетика обладает значительными энергетическими, экологическими и экономическими преимуществами. Это один из лучших видов экологически чистой энергии в нашей стране.
Развитие возобновляемых источников энергии, таких как фотоэлектрические системы, является одним из эффективных способов решения экологических проблем, таких как задымление и кислотные дожди. Согласно результатам исследований Всемирного фонда природы (WWF), установка фотоэлектрической системы площадью один квадратный метр эквивалентна посадке 100 квадратных метров деревьев.
