Ó phainéil fhótavoltacha go inverters: míniú mionsonraithe ar chomhdhéanamh córas iomlán giniúna cumhachta gréine

I gcoinne chúlra abhcóideacht dhomhanda fuinnimh inbhuanaithe, tá fuinneamh gréine, mar fhoinse fuinnimh ghlan agus in -athnuaite, ag dul isteach inár saol de réir a chéile. Tá níos mó airde agus níos mó airde meallta ag córais giniúna cumhachta gréine as a gcosaint chomhshaoil, a coigilt fuinnimh agus go leor buntáistí eile. Mar sin, conas a dhéantar córas iomlán giniúna cumhachta gréine? Déanaimis tús leis an gcomhpháirt is bunúsaí - painéil fhótavoltacha.

Tá painéil fhótavoltacha, ar a dtugtar painéil ghréine freisin, ar cheann de na príomh -chomhpháirteanna de chórais giniúna cumhachta gréine. Feidhmíonn siad mar "ghabháil" éifeachtach atá freagrach as solas na gréine a athrú go fuinneamh leictreach. Tá a phrionsabal oibre bunaithe ar an "éifeacht fhótavoltach" cáiliúil. Nuair a scaoileann solas na gréine ar phainéal fótavoltach, idirghníomhaíonn fótóin leis an ábhar leathsheoltóra sa phainéal fótavoltach chun péirí leictreon-poll a spreagadh. Bogann na leictreoin agus na poill seo i dtreonna difriúla faoi ghníomh an réimse leictrigh taobh istigh den ábhar leathsheoltóra, ag cruthú sruth leictreach.

Is iondúil go mbíonn painéil fhótavoltacha comhdhéanta de il -aonaid cille gréine. Tá an chuid is mó de na haonaid chill seo déanta as ábhair sileacain, agus is iad na cealla sileacain monocrystalline agus cealla sileacain polycrystalline an ceann is coitianta. Tá éifeachtúlacht chomhshó ard ag cealla sileacain monocrystalline, a shroicheann 20% - 25% go ginearálta, rud a chiallaíonn gur féidir leis 20% - 25% den fhuinneamh gréine a thiontú ina fhuinneamh leictreach. Tá a phróiseas monaraíochta sách casta agus tá an costas sách ard, ach tá feidhmíocht giniúna cumhachta cobhsaí aige agus saol fada seirbhíse suas le 25 - 30 bliain. Tá éifeachtúlacht tiontaithe na gceall sileacain polycrystalline beagán níos ísle, thart ar 15% - 20%, ach tá a chostas táirgthe réasúnta íseal, agus tá buntáistí áirithe éifeachtúlachta ann i bhfeidhmchláir ar mhórscála, agus is féidir le saol na seirbhíse teacht ar thart ar 20 - 25.

Chomh maith le cealla sileacain monocrystalline agus cealla sileacain polycrystalline, tá cineálacha eile painéal fótavoltach ar nós sileacain éagruthach, caidmiam telluride, agus selenide copair Indium gallium. Tá na buntáistí a bhaineann le solúbthacht mhaith ag painéil fhótavoltacha sileacain éagruthacha agus is féidir iad a dhéanamh i scannáin tanaí. Is minic a úsáidtear iad i roinnt radhairc a bhfuil riachtanais speisialta acu maidir le cuma nó spás suiteála, ach tá a n -éifeachtúlacht tiontaithe réasúnta íseal, go ginearálta 6% - 12%. Tá poitéinseal áirithe ag painéil fótavoltacha caidmiam agus copair Indium gallium selenide i n -éifeachtúlacht agus costas tiontaithe, agus tá siad forbartha go tapa le blianta beaga anuas, ach tá a sciar den mhargadh fós níos ísle ná a sciar den mhargadh ná mar atá ag sileacain monocrystalline agus painéil fhótavoltacha sileacain.

Is é DC an chumhacht a ghineann painéil fhótavoltacha, agus éilíonn an chuid is mó de na fearais leictreacha a úsáidimid inár saol laethúil go n -oibreodh AC i gceart. Ag an am seo, tá ról lárnach ag an inverter. Tá sé cosúil le "tiontaire" draíochta atá freagrach as aschur DC na bpainéal fótavoltach a athrú go AC chun freastal ar riachtanais chumhachta úsáideoirí éagsúla amhail teaghlaigh agus fiontair.

Tá go leor cineálacha inverters ann, agus tá na cinn choitianta inverters láraithe, inverters teaghrán agus micrea -inbhéartaithe. Tá ardchumhacht ag inverters láraithe agus is iondúil go mbíonn siad oiriúnach do stáisiúin mhóra cumhachta gréine. Bailíonn sé an DC a ghineann grúpaí painéil fhótavoltacha iolracha agus athraíonn sé iad. Is é an buntáiste atá leis ná go bhfuil an costas sách íseal agus go bhfuil sé éasca bainistiú agus cothabháil a dhéanamh go lárnach, ach nuair a tharlaíonn locht, d'fhéadfadh sé difear a dhéanamh do oibriú an chórais giniúna cumhachta ar fad. Athraíonn an inbhéartóir teaghrán DC go AC ar leithligh do ghrúpaí painéil fótavoltacha éagsúla, agus ansin comhbhailíonn sé na AC seo. Tá solúbthacht níos airde aige. Fiú má tá fadhbanna ag teaghrán áirithe, ní dhéanfaidh sé difear do ghnáthoibriú teaghrán eile. Ina theannta sin, is féidir leis a bhuntáistí feidhmíochta a imirt níos fearr sna cásanna suiteála de phainéil fhótavoltacha le sciath pháirteach nó treoshuímh dhifriúla. Úsáidtear é go forleathan faoi láthair i dtionscadail giniúna cumhachta fótavoltacha dáilte. Tá an micrea -inverter suiteáilte go díreach ar chúl gach painéil fhótavoltach chun aschur cumhachta DC gach painéil fhótavoltach a thiontú ar leithligh. Is é an ghné is mó atá aici ná gur féidir leis monatóireacht neamhspleách agus rianú pointe cumhachta uasta a bhaint amach ar gach painéal fótavoltach. Fiú má tá painéal fótavoltach blocáilte nó má theipeann air, is féidir le painéil fhótavoltacha eile oibriú go hiondúil, rud a fheabhsaíonn go mór éifeachtúlacht giniúna cumhachta agus cobhsaíocht an chórais giniúna cumhachta iomláin. Mar sin féin, ós rud é nach bhfreagraíonn gach micrea -inverter ach do phainéal fótavoltach amháin, tá a chostas sách ard.

Sa phróiseas chun fuinneamh leictreach a athrú, tá feidhmeanna tábhachtacha eile ag an inbhéartóir freisin. Mar shampla, is féidir leis an bhfeidhm uasta rianaithe pointe cumhachta (MPPT) monatóireacht a dhéanamh ar chumhacht aschuir an phainéil fhótavoltach i bhfíor -am agus na paraiméadair oibre a choigeartú go huathoibríoch ionas go n -oibríonn an painéal fótavoltach in aice leis an uasphointe cumhachta i gcónaí, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht giniúna cumhachta. Ina theannta sin, tá feidhmeanna cosanta sábháilteachta ag an inbhéartóir, mar shampla cosaint ró -fhuar, cosaint forshrutha, agus cosaint sceite chun oibriú cobhsaí an chórais giniúna cumhachta agus sábháilteacht pearsanra agus trealaimh a chinntiú.

Ionas gur féidir le painéil fhótavoltacha solas na gréine a fháil níos fearr, tá gá le struchtúr tacaíochta cobhsaí, arb é an córas lúibín é. Tá an córas lúibín cosúil le "tacaíocht sholadach" do phainéil fhótavoltacha. Ní hamháin go bhfuil meáchan na bpainéal fótavoltacha orthu féin, ach cuireann sé in aghaidh tosca comhshaoil ​​nádúrtha éagsúla, mar shampla gaoth, báisteach, sneachta, srl.

Is féidir córais lúibíní a roinnt ina dhá chineál: seasta agus rianú. Tá lúibíní seasta simplí le suiteáil agus le costas íseal. Socraíonn siad painéil fhótavoltacha ar an talamh, ar an díon nó ar fhoirgnimh eile ag uillinn agus treoshuíomh áirithe. Is iondúil go ndéantar uillinn suiteála an lúibín seo a bharrfheabhsú de réir na gcoinníollacha áitiúla radaíochta agus radaíochta gréine chun a chinntiú gur féidir le painéil fhótavoltacha solas na gréine a fháil don chuid is mó den bhliain. Tá lúibíní rianaithe níos cliste. Is féidir leo uillinn na bpainéal fótavoltacha a choigeartú go huathoibríoch de réir na n -athruithe i suíomh na gréine, ionas go bhfanann painéil fhótavoltacha ingearach i gcónaí nó beagnach ingearach le solas na gréine, rud a fhágann go bhfuil éifeachtúlacht na bpainéal fótavoltach ag fáil solas na gréine. Is iondúil go roinntear lúibíní rianaithe ina dhá chineál: rianú aon-ais agus rianú dé-ais. Is féidir le lúibíní rianaithe aon-ais rothlú feadh ais amháin (an ais chothrománach sa treo soir-siar de ghnáth nó an ais chlaonta sa treo thuaidh-theas), agus is féidir le lúibíní rianaithe dé-ais a rothlú go comhuaineach i dhá ais, le cruinneas rianaithe níos airde, ach costais réasúnta níos airde.

Agus córas lúibín á roghnú agat, ní mór go leor fachtóirí a mheas go cuimsitheach. Mar shampla, topagrafaíocht an tsuímh suiteála, an limistéar atá ar fáil, coinníollacha aeráide áitiúla, agus buiséad. Maidir le tionscadail bheaga giniúna cumhachta fótavoltacha dáilte, amhail córais fhótavoltacha rooftop tí, roghnaítear lúibíní seasta de ghnáth mar gheall ar limistéar suiteála teoranta agus íogaireacht costais. I stáisiúin chumhachta fhótavoltacha mhóra, má lorgaítear coinníollacha suímh agus éifeachtúlacht giniúna cumhachta níos airde, d'fhéadfadh sé gur rogha níos fearr iad lúibíní rianaithe.

I gcórais giniúna cumhachta gréine, imríonn pacáistí ceallraí ról "stóras stórála" fuinnimh leictrigh. Nuair a bhíonn dóthain solas na gréine ann, is féidir le húsáideoirí an leictreachas a ghineann painéil fhótavoltacha a úsáid láithreach, agus is féidir an bhreis leictreachais a stóráil sa phacáiste ceallraí. I gcás nach leor solas na gréine san oíche nó ar laethanta scamallach, scaoileann an pacáiste ceallraí an leictreachas stóráilte chun soláthar cumhachta leanúnach agus cobhsaí a sholáthar d'úsáideoirí.

I measc na gcineálacha coitianta cadhnraí tá cadhnraí aigéid luaidhe, cadhnraí hidríde miotail nicil, agus cadhnraí litiam-ian. Tá cadhnraí luaidhe-aigéad ar cheann de na cadhnraí stórála fuinnimh is mó a úsáidtear. Tá na buntáistí a bhaineann le teicneolaíocht ar chostas íseal, aibí, agus cothabháil éasca. Mar sin féin, tá a ndlús fuinnimh sách íseal, tá a méid agus a meáchan mór, agus is iondúil go mbíonn a saol timthrialla muirir agus scaoilte thart ar 300-500. Tá feidhmíocht cadhnraí hidrídí nicil-mhiotail níos fearr ná feidhmíocht na gcadhnraí luaidhe-aigéad. Tá dlús fuinnimh níos airde, muirear níos faide agus saol timthriall (suas le thart ar 1, 000} uair), agus tá siad neamhdhíobhálach don chomhshaol, ach tá a gcostas sách ard freisin. Tá buntáistí suntasacha ag cadhnraí litiam-ian, mar shampla dlús ardfhuinnimh, méid beag, meáchan éadrom, éifeachtúlacht ardmhuirir agus urscaoilte, agus saol fada rothaíochta (suas le 1, 500-3, 000 amanna de ghnáth), ach tá a gcostas sách ard faoi láthair. I roinnt cásanna iarratais atá íogair ó thaobh costais de, tá srianta áirithe ar a gcur chun cinn.

Agus pacáistí ceallraí á ndearadh agus á chumrú, is gá machnamh cuimsitheach a dhéanamh ar fhachtóirí mar éileamh iarbhír cumhachta an chórais giniúna cumhachta gréine, cumas giniúna cumhachta na bpainéal fótavoltach, agus na coinníollacha solais áitiúla. Mar shampla, is gá an cumas cuí ceallraí a chinneadh chun a chinntiú gur féidir an t -éileamh bunúsach leictreachais atá ag úsáideoirí a chomhlíonadh i gcás laethanta scamallach leanúnacha. Ag an am céanna, is gá aird a thabhairt freisin ar bhainistíocht an mhuirir agus ar bhainistíocht na ceallraí, muirear réasúnta a ghlacadh agus straitéis scaoilte a ghlacadh, saol seirbhíse na ceallraí a leathnú, agus costas stórála fuinnimh a laghdú.

Is é an rialaitheoir an "coimeádaí tí cliste" den chóras giniúna cumhachta gréine. Tá sé freagrach as monatóireacht agus rialú a dhéanamh ar an gcóras giniúna cumhachta ar fad chun oibriú sábháilte agus cobhsaí an chórais a chinntiú. Tá na feidhmeanna tábhachtacha seo a leanas ag an rialaitheoir go príomha:

Is é an chéad cheann an fheidhm rialaithe muirir agus scaoilte. Is féidir leis monatóireacht a dhéanamh ar pharaiméadair voltais, reatha agus eile an ghrúpa ceallraí i bhfíor-am, agus próiseas muirir an phainéil fhótavoltaigh a rialú go huathoibríoch ar an gceallra de réir stádas muirir na ceallraí agus dálaí oibre an chórais giniúna cumhachta chun cosc ​​a chur ar an gceallra a bheith ró-mhuirear nó ró-scartha. Nuair a ghearrtar an ceallraí go hiomlán, gearrfaidh an rialaitheoir an ciorcad muirir go huathoibríoch chun damáiste a sheachaint don cheallra de bharr rómhuirir; Agus nuair a bhíonn an chumhacht ceallraí ró -íseal, déanfaidh an rialaitheoir rialú chun stop a chur le scaoileadh chun saol seirbhíse na ceallraí a chosaint.

Is é an dara feidhm an fheidhm rialaithe rialaithe pointe uasta. Is féidir leis an rialaitheoir staid oibre an phainéil fhótavoltaigh a choigeartú i bhfíor -am trí bheith ag obair i gcomhar leis an inbhéartóir, ionas go ritheann sé i gcónaí in aice leis an uasphointe cumhachta, rud a fheabhsaíonn éifeachtúlacht giniúna cumhachta an phainéil fhótavoltach.

Ina theannta sin, tá feidhmeanna diagnóise locht agus cosanta ag an rialaitheoir freisin. Is féidir leis monatóireacht a dhéanamh ar gach comhpháirt sa chóras giniúna cumhachta i bhfíor -am. Nuair a bhraitear locht, mar shampla ciorcad gearr sa phainéal fótavoltach, róthéamh an inbhéartaithe, sceitheadh ​​na ceallraí, srl.

Tá na rialaitheoirí a úsáidtear i gcórais ghiniúna gréine de chineálacha agus de mhéideanna éagsúla difriúil freisin. I gcórais bheaga giniúna cumhachta gréine, úsáidtear rialtóir comhtháite réasúnta simplí de ghnáth. Comhtháthaíonn sé bunfheidhmeanna amhail rialú muirir agus urscaoilte agus rialú uasta rianaithe pointe cumhachta. Tá sé beag ó thaobh méide agus íseal i gcostas, agus tá sé oiriúnach do chásanna beaga iarratais amhail córais fhótavoltacha rooftop baile. I stáisiúin mhóra cumhachta gréine, tá gá le rialtóir láraithe níos cumhachtaí agus níos cliste. Is féidir leis monatóireacht agus bainistiú aonfhoirmeach a dhéanamh ar go leor painéal fótavoltach, inverters, pacáistí ceallraí agus trealamh eile sa stáisiún cumhachta ar fad chun rialú córais níos éifeachtaí agus níos cruinne a bhaint amach.

Is éard atá i gcóras giniúna gréine iomlán ná ilchodanna amhail painéil fhótavoltacha, inverters, córais lúibíní, pacáistí ceallraí agus rialaitheoirí ag obair le chéile. Tá ról fíor -riachtanach ag gach comhpháirt. Oibríonn siad le chéile chun fuinneamh gréine a thiontú ina leictreachas ar féidir linn a úsáid, ag cur le forbairt fuinnimh inbhuanaithe a réadú. Le dul chun cinn leanúnach na teicneolaíochta agus laghdú de réir a chéile ar chostais, beidh ionchais na n -iarratas ar chórais giniúna cumhachta gréine níos leithne agus táthar ag súil go mbeidh seasamh níos tábhachtaí acu i réimse fuinnimh na todhchaí.