Faktori koji utiču na proizvodnju energije fotonaponskih elektrana - Vijesti

Kao osnovna komponenta proizvodnje obnovljive energije, fotonaponske elektrane (PVPP) pružaju solidnu alternativu korištenju fosilnih goriva. Na efikasnost i proizvodnu sposobnost PVPP-a utiču mnogi faktori životne sredine, tehnički i operativni faktori. Identifikacija tih varijabli je ključna za optimizaciju efikasnosti postrojenja i proizvodnje energije. Svrha ovog članka je da na osnovu dostupnih naučnih dokaza, kao i podataka preuzetih sa terena, detaljno objasni koji su ovi glavni doprinosi proizvodnji PV energije.

1. Sunčevo zračenje i geografska lokacija

Primarni pokretač proizvodnje PV energije je sunčevo zračenje ili sunčeva svjetlost koja dopire do PVPP-a. Lokacija PVPP-a određuje dužinu i intenzitet količine sunčevog zračenja koje prima. Regioni poput Sahare također imaju najveći solarni potencijal jer imaju nisku oblačnost i duže periode sunčeve svjetlosti i bez prekida (kao što je pustinja Sahara). Primjer za to je Qinghai{4}}tibetska visoravan. Ima energiju sunčevog zračenja reda veličine 30MJ/m2. Međutim, ima veoma niske i veoma visoke temperature, koje utiču na efikasnost solarnih panela. Različita godišnja doba također rezultiraju različitim solarnim ishodima. U letnjim mesecima postoji vrhunac sunčevog zračenja.

Međutim, zimi se smanjuje jer ima manje sunčeve svjetlosti i sunčeve zrake su pod manjim uglom. Resursi su se razlikovali po regionima. Vremenom postoji rastuća količina solarnih resursa u obalnom regionu i rijeci Jangce. Plato ima opadajući solarni resurs. Ovo je najnoviji solarni resurs koji Kina ima, a signal je da se solarni resursi razlikuju po regijama.

2. Efikasnost fotonaponskog modula

Efikasnost solarnih ćelija direktno utiče na konverziju energije. Monokristalni silikonski paneli, sa efikasnošću koja prelazi 22%, se široko koriste, ali nove tehnologije kao što su perovskit i bifacijalne ćelije obećavaju veće rezultate. Na primjer, Jinko Solar N--tip ABC moduli postižu efikasnost od 25,3%, nadmašujući tradicionalne PERC panele za 1,15–3,96% u različitim uslovima.

Temperatura je kritičan protivnik. Silicijumske ćelije gube efikasnost kako temperatura raste-svaki porast od 1 stepena iznad 25 stepeni smanjuje izlaz za 0,04% . Prirodna ventilacija, sistemi za montažu sa kanalima za hlađenje, ili čak i vodom{6}}hlađeni paneli mogu ublažiti ovaj efekat.

3. Ekološki i operativni izazovi

Prašina i zagađenje:

Drveće, zgrade i drugi oblici prepreka djelomično zasjenjuju solarne panele i utiču na protok struje u serijski povezanim panelima, što rezultira značajnim gubicima prinosa. Bifacijalni paneli i pametni sistemi za praćenje mogu to djelomično nadoknaditi hvatanjem reflektirane svjetlosti.

Weather Extremes:

Grad, snijeg i jak vjetar oštećuju ploče, dok prekomjerno zračenje rizikuje pregrijavanje. Napredni materijali poput -čeličnih okvira protiv korozije i samočistećih premaza{2}} povećavaju izdržljivost.

4. Tehnički i faktori dizajna sistema

Inverter Efficiency: Inverters convert DC electricity to AC electricity. The inverter's efficiency typically ranges from 95% to 98%, based on the MPPT algorithm. Fluctuating conditions of the MPPT calibration add up to a 2% to 5% reduction in inverter output. DC/AC Ratio: A (higher) DC/AC ratio (>1.2) omogućava skladištenje ili smanjenje viška jednosmerne struje, omogućavajući održavanje stabilnosti mreže. Oni koji odluče da predimenzioniraju svoje pretvarače snose dodatne troškove. Kabliranje i gubici: Gubici na DC i AC žicama (3% i 1–2%, respektivno) stvaraju potrebu za optimiziranom dimenzioniranjem kablova uz najmanju udaljenost za transport električne energije. Visok napon DC se koristi za minimiziranje otpornih gubitaka koji nastaju tokom prijenosa električne energije.

5. Optimizacija-specifična za web lokaciju

Nagib i orijentacija: Orijentacija modula (panela) na putanju sunca, tj. na sjevernoj hemisferi, je okrenuta prema jugu-, sa uglom koji odgovara geografskoj širini. Trakeri koji su podesivi i prate u pravom smjeru mogu povećati ukupnu energiju prikupljenu iz niza za 20% do 30%. Ovi podesivi tragači zahtijevaju dodatnu mehaničku složenost. Korištenje zemljišta i topografija: Nagnuti teren će zahtijevati terasiranje ili balastni sistem kako bi se eliminisalo zasjenjenje modula. Povišeni nosači su korisni za pustinjske instalacije kako bi se smanjila vjerovatnoća da moduli budu prekriveni pijeskom. Integracija mreže: Što je solarna fotonaponska instalacija bliža trafostanici, manji će gubici u prijenosu biti nastali u transportu te proizvedene električne energije. Upotreba tehnologija pametne mreže vođene umjetnom inteligencijom (AI) koje predviđaju/distribuiraju potražnju pomažu u poboljšanju upravljanja prekidom energije proizvedene PV.

6. Inovacije u nastajanju

Bifacijalni paneli: Upotreba bifacijalnih panela može rezultirati povećanjem prinosa od 10-20% od solarnih nizova zbog reflektirane svjetlosti od tla, što je posebno istinito u snježnim i pješčanim sredinama.

AI i prediktivna analitika: Umjetna inteligencija i prediktivna analitika kombinuju mašinsko učenje sa-podacima u realnom vremenu kako bi predvidjeli proizvodnju na osnovu vremenskih podataka i omogućili menadžerima mreže da optimiziraju mrežu prije nego što se pojave problemi. Na primjer, kineske fabrike u pustinji Gobi koriste umjetnu inteligenciju za prilagođavanje operacija uoči pješčanih oluja.

Hybrid Systems: Uparivanje PV-a sa turbinama na vjetar ili baterijama osigurava dosljedno napajanje tokom niskih-perioda sunca.

Zaključak

Za optimizaciju količine fotonaponske (PV) energije generisane iz sunčevih zraka, sveobuhvatan razvoj strategije je od suštinskog značaja za obezbeđivanje efektivnih strategija za razvoj tehnologija za održavanje i korišćenje fotonaponskih (PV) sistema. Iako prašina iz okoline predstavlja značajan izazov i temperaturni ekstremi i dalje negativno utiču na fotonaponsku (PV) efikasnost, materijali i strukture koje se koriste u fotonaponskoj (PV) proizvodnji značajno se poboljšavaju; stoga se efikasnost veća od 30 posto može postići pravilnim dizajnom novih materijala, novim sistemima i povećanim ulaganjem u inteligentne sisteme. Uspješna optimizacija ovih aktivnosti bit će neophodna za uspješno uspostavljanje solarnih energetskih sistema. Trenutno, mnoge zemlje brzo rade na eliminaciji emisija ugljika kako bi postale ugljično{4}}neutralne nacije.