φωτοβολταϊκό εργοστάσιο

Γνωρίζουμε ότι από τους τύπους ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που υπάρχουν στον κόσμο, η ηλιακή ενέργεια είναι η πιο προηγμένη και γνωστή. Το μέρος όπου η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια για να μπορέσουμε να την χρησιμοποιήσουμε είναι στο φωτοβολταϊκό εργοστάσιο. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας και ο καθένας έχει τα χαρακτηριστικά και τις δυνατότητές του.

Σε αυτό το άρθρο θα σας πούμε για τα χαρακτηριστικά μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, τους τύπους που υπάρχουν και τα πλεονεκτήματα που έχουν σε σχέση με τις μονάδες παραγωγής ενέργειας που βασίζονται σε ορυκτά καύσιμα.

Χαρακτηριστικά ενός φωτοβολταϊκού σταθμού

Φωτοβολταϊκός σταθμός είναι ένας σταθμός ηλεκτροπαραγωγής που χρησιμοποιεί το φωτοβολταϊκό φαινόμενο για να μετατρέψει την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο συμβαίνει όταν τα φωτόνια χτυπούν ένα υλικό και καταφέρνουν να εκτοπίσουν ηλεκτρόνια, δημιουργώντας συνεχές ρεύμα.

ένα φωτοβολταϊκό εργοστάσιο Αποτελείται βασικά από φωτοβολταϊκά πλαίσια και μετατροπείς. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι υπεύθυνα για τη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας. Με τη σειρά του, ο μετατροπέας μετατρέπει την ισχύ συνεχούς ρεύματος σε ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος με χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά ενός δικτύου.

Σε αυτόν τον τύπο ηλιακού συστήματος, όλη η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια εγχέεται στο δίκτυο διανομής. Αυτή η λειτουργία οδηγεί σε βελτιωμένη απόδοση της συσκευής, καθώς αξιοποιείται όλη η ενέργεια που παράγεται με αυτόν τον τρόπο. Επιπλέον, η λειτουργία του α φωτοβολταϊκό εργοστάσιο Είναι πολύ αποδοτικό, αφού δεν παράγει ρυπογόνα αέρια.

Το μεγαλύτερο φωτοβολταϊκό εργοστάσιο στον κόσμο είναι Bhadla Solar Park στην Ινδία με εγκατεστημένη ισχύ 2.245 MW. Το συνολικό κόστος της εγκατάστασης είναι 1.200 εκατ. ευρώ. Η φωτοβολταϊκή ενέργεια θεωρείται καθαρή πηγή ενέργειας γιατί δεν παράγει ρυπογόνα αέρια.

Κύρια στοιχεία

Τα κύρια εξαρτήματα που πρέπει να διαθέτει κάθε τύπος φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, ανεξάρτητα από τον τύπο που είναι, είναι τα εξής:

• Ηλιακούς συλλέκτες: Τα φωτοβολταϊκά πάνελ είναι η ραχοκοκαλιά μιας εγκατάστασης αυτού του τύπου. Αποτελούνται από φωτοβολταϊκά στοιχεία που συλλαμβάνουν ενέργεια από το ηλιακό φως και τη μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος.
• Αντίστροφοι: Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες είναι συνεχές ρεύμα, αλλά οι περισσότερες ηλεκτρικές συσκευές και συστήματα χρησιμοποιούν εναλλασσόμενο ρεύμα. Οι μετατροπείς μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια από συνεχές σε εναλλασσόμενο ρεύμα, καθιστώντας την συμβατή με οικιακή χρήση και ενσωμάτωση στο ηλεκτρικό δίκτυο.
• Υποστηρικτικές δομές: Οι ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται σε κατασκευές που έχουν σχεδιαστεί για να τους κρατούν στη θέση τους, διασφαλίζοντας τον σωστό προσανατολισμό τους προς τον ήλιο και την προστασία τους από αντίξοες καιρικές συνθήκες.
• σύστημα αποθήκευσης (προαιρετικό): Ορισμένες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις μπορούν να ενσωματώσουν συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, όπως μπαταρίες, για την αποθήκευση της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη χρήση της τη νύχτα ή σε περιόδους χαμηλής ηλιακής ακτινοβολίας.
• μετεωρολογικός πύργος. Είναι όπου αναλύονται διαφορετικές μετεωρολογικές συνθήκες για να προσδιοριστεί η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνεται ή αναμένεται να ληφθεί στο φωτοβολταϊκό εργοστάσιο.
• Γραμμές μεταφοράς. Είναι οι γραμμές που μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια στα κέντρα κατανάλωσης.
• Αίθουσα ελέγχου: Είναι επιφορτισμένη με την επίβλεψη του χώρου όπου λειτουργούν όλα τα στοιχεία του φωτοβολταϊκού σταθμού.

Μία από τις θεμελιώδεις πτυχές των φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι ότι τα ηλεκτρικά εξαρτήματα πρέπει να έχουν διαστάσεις ώστε να λαμβάνονται υπόψη πιθανές αυξήσεις της εγκατεστημένης ισχύος της μονάδας στο μέλλον.

Τύποι φωτοβολταϊκών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής

Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως, υπάρχουν διάφοροι τύποι φωτοβολταϊκών σταθμών ανάλογα με τη ζήτηση, την ηλεκτρική ισχύ και πολλές άλλες πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ας δούμε ποιοι είναι οι κύριοι τύποι που υπάρχουν:

• Απομονωμένοι φωτοβολταϊκοί σταθμοί: Οι μονάδες αυτές βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν υπάρχει πρόσβαση στο συμβατικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Χρησιμοποιούν ηλιακούς συλλέκτες για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και να την αποθηκεύουν σε μπαταρίες για μελλοντική χρήση. Είναι ιδανικά για εφαρμογές όπως αγροικίες, μετεωρολογικοί σταθμοί ή φάροι πλοήγησης.
• Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις συνδεδεμένες στο δίκτυο: Οι μονάδες αυτές συνδέονται με το συμβατικό σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Παράγουν ηλεκτρική ενέργεια σε μεγάλη κλίμακα και την τροφοδοτούν απευθείας στο δίκτυο, επιτρέποντάς της να διανεμηθεί στους καταναλωτές. Αυτά τα κέντρα μπορεί να είναι δύο τύπων:

1. Φωτοβολταϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μεγάλης κλίμακας: Γνωστοί και ως ηλιακοί σταθμοί ανοιχτού πεδίου, αποτελούνται από μεγάλο αριθμό ηλιακών συλλεκτών διατεταγμένων σε μεγάλη περιοχή. Μπορούν να καταλάβουν μη κατεχόμενη γη, όπως ερήμους ή αγροτικές περιοχές, και να παράγουν σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας.
2. Φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις σε στέγες: Αυτοί οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής εγκαθίστανται σε στέγες κατοικιών, εμπορικών ή βιομηχανικών κτιρίων. Χρησιμοποιούν τους διαθέσιμους χώρους στις στέγες για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και να τροφοδοτούν την εσωτερική κατανάλωση ή ακόμα και να διοχετεύουν υπερβολική ενέργεια στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.

• Πλωτές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις: Αυτά τα φυτά είναι χτισμένα σε υδάτινα σώματα, όπως λίμνες ή δεξαμενές. Οι ηλιακοί συλλέκτες επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού και παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η προσέγγιση έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως η διατήρηση του εδάφους, η μειωμένη εξάτμιση του νερού και οι υψηλότερες αποδόσεις λόγω της ψυκτικής επίδρασης του νερού.
• Φορητές φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις: Αυτές οι εγκαταστάσεις έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρονται και να αναπτύσσονται σε διαφορετικά μέρη ανάλογα με τις ανάγκες. Συνήθως χρησιμοποιούνται σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης ή σε προσωρινούς χώρους όπου απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, όπως κατασκήνωση ή υπαίθριες εκδηλώσεις.

Πώς λειτουργεί ένα φωτοβολταϊκό εργοστάσιο

Στην αίθουσα ελέγχου επιβλέπεται η λειτουργία όλου του εξοπλισμού της εγκατάστασης. Στην αίθουσα ελέγχου λαμβάνει πληροφορίες από μετεωρολογικούς πύργους, μετατροπείς, ερμάρια ρεύματος, κέντρα υποσταθμών κ.λπ. Η διαδικασία μετατροπής της φωτοβολταϊκής ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική είναι η εξής:

Μετατροπή ηλιακής ενέργειας σε συνεχές ρεύμα

Τα φωτοκύτταρα είναι υπεύθυνα για τη σύλληψη της ηλιακής ακτινοβολίας και τη μετατροπή της σε ηλεκτρική ενέργεια. Συνήθως, αποτελούνται από πυρίτιο ένα ημιαγωγό υλικό που διευκολύνει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Όταν ένα φωτόνιο συγκρούεται με ένα ηλιακό κύτταρο, απελευθερώνεται ένα ηλεκτρόνιο. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται με τη μορφή συνεχούς ρεύματος μέσω του αθροίσματος πολλών ελεύθερων ηλεκτρονίων.

Η ικανότητα παραγωγής ενέργειας θα εξαρτηθεί από τις καιρικές συνθήκες (ακτινοβολία, υγρασία, θερμοκρασία κ.λπ.). Ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες σε κάθε δεδομένη στιγμή, η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που λαμβάνουν τα φωτοβολταϊκά στοιχεία θα ποικίλλει. Για το σκοπό αυτό κατασκευάζεται μετεωρολογικός πύργος στο ηλιακό εργοστάσιο. Είναι σημαντικό να γνωρίζετε το ηλιακή ακτινοβολία παραλαμβάνεται στην τοποθεσία για να μεγιστοποιηθεί η λειτουργική απόδοση.

Μετατροπή DC σε AC

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ παράγουν συνεχές ρεύμα. Ωστόσο, Η ηλεκτρική ενέργεια που κυκλοφορεί μέσω του δικτύου μεταφοράς το κάνει με τη μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος. Για να γίνει αυτό, το συνεχές ρεύμα πρέπει να μετατραπεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα.

Πρώτον, η ισχύς συνεχούς ρεύματος από τα ηλιακά πάνελ μεταφέρεται στον πίνακα DC. Σε αυτό το ερμάριο, το ρεύμα μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω ενός μετατροπέα ισχύος. Στη συνέχεια, το ρεύμα παραδίδεται στον πίνακα AC. Αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί ότι η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια είναι κατάλληλη για οικιακή και εμπορική κατανάλωση.

Μεταφορά και προμήθεια ηλεκτρικής ενέργειας

Το ρεύμα που φτάνει στον πίνακα AC δεν είναι ακόμη έτοιμο να τροφοδοτήσει το δίκτυο. Ως εκ τούτου, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται διέρχεται από ένα κέντρο μετατροπής όπου προσαρμόζεται στις συνθήκες ισχύος και τάσης των γραμμών μεταφοράς για χρήση στο κέντρο καταναλωτών.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για το πώς είναι μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση και τα χαρακτηριστικά της.