هل توليد الطاقة السنوي من الخلايا الكهروضوئية ثابت؟ ما هي العوامل المرتبطة به؟ هل سيكون هناك توهين؟

توليد الطاقة الكهروضوئية هي تقنية تستخدم التأثير الكهروضوئي لواجهات أشباه الموصلات لتحويل الطاقة الضوئية مباشرة إلى طاقة كهربائية. وتتكون بشكل رئيسي من ثلاثة أجزاء: الألواح الشمسية (الوحدات)، وأجهزة التحكم والمحولات، وتتكون المكونات الرئيسية من مكونات إلكترونية. بعد توصيل الخلايا الشمسية في سلسلة وتعبئتها للحماية، يمكن أن تشكل وحدة خلايا شمسية ذات مساحة كبيرة، ثم يتم دمجها مع وحدات تحكم الطاقة والمكونات الأخرى لتشكيل جهاز توليد الطاقة الكهروضوئية.

يشير توليد الطاقة الموزعة إلى مرافق توليد الطاقة الكهروضوئية التي تم تصميمها بالقرب من موقع المستخدم ، ويعمل بشكل رئيسي على جانب المستخدم ، ويتم توصيل الكهرباء الزائدة بالشبكة ، لكن نظام التوزيع متوازن وتنظيم. تتبع الأنظمة الكهروضوئية الموزعة مبادئ التكيف مع الظروف المحلية ، والتخطيط النظيف والفعال ، اللامركزي ، والاستخدام القريب ، مع الاستفادة الكاملة من موارد الطاقة الشمسية المحلية لتحل محل استهلاك الطاقة الأحفوري وتقليله.

المباني الكهروضوئية المتكاملة (BIPV) هي تقنية تدمج منتجات توليد الطاقة الشمسية في أسطح المباني والجدران ومرفقات المباني الأخرى.

وعلى وجه التحديد، فهي تقنية متكاملة تستخدم الوحدات الكهروضوئية كمواد بناء لتصبح جزءًا عضويًا من المبنى، وتدمجها في التصميم العام للمبنى، بدلاً من مجرد تركيبها. ويستخدم مواد الطاقة الشمسية الكهروضوئية لتحل محل مواد البناء التقليدية، مما يجعل المبنى نفسه مصدرا كبيرا للطاقة.

يعني "التهوية الذاتي للاستخدام الخاص ، وفائض الطاقة إلى الشبكة" أن الكهرباء الناتجة عن الطاقة الكهروضوئية تستخدم لتحميلها أولاً ، ويمكن بيع الكهرباء المتبقية من خلال شبكة الطاقة أو متصلة بالشبكة. عندما لا تكون الطاقة الكهروضوئية كافية للحمل ، فإنها تستكملها شبكة الطاقة.

هذا نموذج أكثر ربحية ، مع تقليل تأثير الطاقة الكهروضوئية على شبكة الطاقة الكبيرة. لا يمكن لهذه الطريقة تقليل فواتير الكهرباء فحسب ، بل تعزز أيضًا استخدام الطاقة المتجددة وتقليل انبعاثات الكربون. بالنسبة لوضع التشغيل هذا ، هناك عمومًا مقياسين للقياس ، أحدهما على بعد كيلووات ساعة لقياس الكهرباء الناتجة عن الطاقة الكهروضوئية ؛ والآخر هو عداد ثنائي الاتجاه لقياس الكهرباء في المنبع والمصب لشبكة الطاقة.

الأسباب الرئيسية التي تجعل الأحمال تعطي الأولوية لتوليد الطاقة الكهروضوئية هي كما يلي: وفقًا لمبدأ تدفق التيار من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض، عندما يكون توليد الطاقة الكهروضوئية قيد التقدم، يكون جهد العاكس المتصل بالشبكة دائمًا أعلى قليلاً (أو أعلى قليلا) من جهد الشبكة، وبالتالي فإن الحمل يعطي الأولوية لتوليد الطاقة الكهروضوئية. فقط عندما تكون الطاقة الكهروضوئية أقل من طاقة الحمل، ينخفض ​​الجهد الكهربائي على الجانب الكهروضوئي، وسوف تقوم الشبكة بتزويد الحمل بالطاقة. يمكنك استخدام طريقة التناقض، بافتراض أن الحمل يعطي الأولوية لقوة الشبكة، فالطاقة الكهروضوئية لا يمكن أن تتدفق إلا إلى الشبكة الكبيرة، أما الطاقة في نفس القسم من الخط فلا يمكن أن تتدفق إلا في اتجاه واحد، لذلك ستعطي الطاقة الكهروضوئية الأولوية لأقرب حمل.

ومن جانب الحمل فإن الحمل يستهلك التيار من خلال الحصول على مصدر التيار الأقرب للحمل، لذلك يتم استخدام توليد الطاقة الكهروضوئية بواسطة الحمل أولاً. يمكن لتوليد الطاقة الكهروضوئية إنتاج الطاقة الكهربائية فقط، ويمكن للشبكة الوطنية توفير الطاقة الكهربائية للحمل واستقبال الطاقة الكهربائية كحمل. عندما يكون توليد الطاقة الكهروضوئية كافيًا، من منظور الحمل، يكون جهدها أعلى من جهد الشبكة. عندما تكون الطاقة الكهروضوئية أقل من طاقة الحمل، تقوم بطارية تخزين الطاقة والطاقة الكهروضوئية معًا بتزويد الحمل بالطاقة؛ عندما لا يكون هناك كهروضوئية أو أن طاقة البطارية غير كافية، إذا تم اكتشاف طاقة التيار المتردد، فسيتحول العاكس تلقائيًا إلى مصدر طاقة التيار المتردد.

بعد توقف شبكة الكهرباء العامة عن إمداد الطاقة، إذا استمر النظام المتصل بالشبكة الكهروضوئية الموزعة في إمداد الطاقة، ستظل بعض الخطوط في منطقة انقطاع التيار الكهربائي في الشبكة نشطة، وستفقد شركة الكهرباء السيطرة على جهد الخط وتردده، مما سيؤدي إلى جلب سلسلة من مخاطر السلامة والنزاعات المتعلقة بالحوادث، وتعريض السلامة الشخصية للخطر، والتسبب في تلف المعدات. ولذلك، أصدرت الدولة المعايير ذات الصلة، التي تتطلب أن يكون العاكس مجهزًا بجهاز مضاد للجزيرة. عندما يكون جهد الشبكة صفرًا، سيتوقف العاكس المتصل بالشبكة عن العمل. فقط عندما يكتشف العاكس أن الشبكة الكبيرة طبيعية، سيتم إعادة الاتصال بالشبكة لتوليد الطاقة.

إذا لم يستطع الحمل استهلاك الكهرباء الناتجة عن الطاقة الكهروضوئية في الوقت المناسب ، فسيتم بيعها إلى شبكة الطاقة ، ثم توزيعها على أماكن أخرى من خلال شبكة الطاقة ؛ إذا كنت ترغب في تخزين الكهرباء الزائدة للاستخدام المستمر ، فأنت بحاجة إلى تكوين أجهزة الكمبيوتر الشخصية وبطاريات تخزين الطاقة ، وتخزين الكهرباء الزائدة أولاً في البطارية ، وإطلاق كهرباء بطارية تخزين الطاقة للاستخدام بواسطة الحمل في الليل أو عند الحاجة .

(1) السقف جميل وملء للحرارة. يمكن أن يؤدي تركيب محطة توليد الطاقة الكهروضوئية على السطح إلى حماية السقف جيدًا. في الصيف ، يمكن أن تمتص الألواح الكهروضوئية الحرارة ، بحيث لن تكون درجة الحرارة في المصنع مرتفعة للغاية. سيكون تشغيل مكيف الهواء في المصنع أكثر كفاءة في الطاقة.

(2) تولد محطة الطاقة الكهروضوئية على السطح الكهرباء للاستخدام الخاص بالمصنع ، وتوفير فواتير الكهرباء وكسب الأرباح. تتمتع محطة الطاقة الضوئية الصناعية والتجارية في المصنع بسعر كهرباء أعلى على الشبكة ، ويكون دخل توليد الطاقة لمحطة الطاقة بعد اتصال الشبكة أعلى. علاوة على ذلك ، إذا تم استخدام الكهرباء الناتجة عن محطة الطاقة الكهروضوئية للاستخدام الذاتي أولاً ، فيمكنها توفير نفقات الكهرباء الخاصة بالشركة. يوفر الكثير من المال للشركة كل عام.

(3) يعد تنشيط أصول الشركة وتعزيز حماية البيئة الخارجية للشركة وتوفير الطاقة والصورة الخضراء مفيدًا للتنمية طويلة المدى للشركة.

إن توليد الطاقة السنوي لمحطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة ليس ثابتًا ويتأثر بشكل عام بالعوامل التالية:

(1) موقع التثبيت: سوف تؤثر العوامل المناخية مثل شدة الضوء ودرجة الحرارة وهطول الأمطار والغطاء السحابي بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة للنظام الكهروضوئي. عادةً ما تتمتع المناطق التي تتمتع بوفرة ضوء الشمس بتوليد طاقة أعلى. على سبيل المثال، في الظروف البيئية في سوتشو، تتراوح ساعات الاستخدام السنوية للنظام الكهروضوئي حوالي 1100 ساعة إلى 1300 ساعة.

(2) أداء المعدات: سيؤثر نوع وجودة وزاوية التثبيت للوحدات النمطية الضوئية على كفاءة توليد الطاقة. يمكن للوحدات النمطية الكهروضوئية الفعالة أن تولد المزيد من الكهرباء في ظل نفس الظروف. تؤثر زاوية تركيب الوحدات النمطية الكهروضوئية بشكل مباشر على زاوية الضوء ، مما يؤثر على كفاءة توليد الطاقة. سيؤثر تصميم النظام الكهروضوئي ، بما في ذلك اختيار المحولات وتكوين تخزين طاقة البطارية ، أيضًا على توليد الطاقة الإجمالي.

(3) جودة منتج النظام الكهروضوئي: يمكن أن يؤدي استخدام منتجات النظام الكهروضوئي الموثوقة والمستقرة إلى تقليل وقت فشل المعدات، وتحسين استخدام النظام، وبالتالي زيادة توليد الطاقة. وتشمل المنتجات الأساسية الوحدات الكهروضوئية، والعاكسات، وما إلى ذلك.

(4) التشغيل والصيانة: ستؤثر صيانة ونظافة النظام الكهروضوئي أيضًا على توليد الطاقة.

الغبار والأوساخ والملوثات الأخرى تمنع الضوء وتقليل كفاءة توليد الطاقة. تحتاج الألواح الكهروضوئية إلى تنظيفها بعد تجميع الغبار على السطح. في الوقت نفسه ، يمكن أن يقلل الفحص المنتظم وصيانة نظام PV من معدل الفشل في نظام PV وزيادة توليد الطاقة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أداء الألواح الكهروضوئية سوف يتحلل بمرور الوقت ، وعموما 2.5 ٪ في السنة الأولى ، وعادة ما يكون معدل الانحلال السنوي بين 0. 5 ٪ و ٪ في السنة. ستؤثر جودة المكونات والبيئة التي يتم استخدامها فيها على معدل الانحلال.

هناك خطأ معين بين توليد الطاقة المقاسة والمحسبة بواسطة العاكس من خلال الحساس وتوليد الطاقة من العداد الكهربائي.

(1) نظرًا لأن دقة القياس للعاكس تختلف عن تلك الموجودة في العداد الكهربائي ، فإن معدات المراقبة المستخدمة في نظام متصل بالشبكة الكهروضوئية غالبًا ما تكون المعدات التي تستخدمها وحدة بناء النظام نفسها ، في حين المعدات التي تم تثبيتها من قبل قسم الطاقة. لذلك ، قد يكون للبيانات التي تم الحصول عليها بعض الاختلافات بسبب المعدات المختلفة.

(2) توليد الطاقة الكهروضوئية سيكون له خسائر مختلفة في الخط أثناء الإرسال. الطاقة الكهربائية المقاسة بواسطة العداد الكهربائي عندما تصل إلى نقطة اتصال الشبكة ليست الطاقة الكهربائية المقاسة في نهاية الإخراج من العاكس ، ولكن يجب التحكم في الخطأ بين الاثنين في نطاق معين. إذا كان الخطأ كبيرًا جدًا ، فقد يكون النظام يسبب توليد الطاقة المنخفض.

سلامة محطات الطاقة الكهروضوئية التي يتم تثبيتها بشكل صحيح وموحد عالية نسبيا. أسباب النار في محطات الطاقة الضوئية هي:

(1) قد تسبب المكونات الكهروضوئية حرائق بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، ودوائر قصيرة ، وما إلى ذلك أثناء التشغيل ؛

(2) يتم توصيل نظام الطاقة الكهروضوئية بشبكة الطاقة ، مما قد يزيد من صعوبة إطفاء الحريق بعد حدوث حريق ؛

(3) تتآكل المعدات بسبب الضوء والأمطار والرياح والرمال لفترة طويلة، ويتسبب تقادم المعدات مثل الكابلات والموصلات في حدوث حرائق بسبب انخفاض أداء العزل؛

(4) يعد تراكم الأشياء تحت الألواح الكهروضوئية أو حتى البناء غير القانوني سببًا مهمًا لحوادث الإطفاء في المرافق الكهروضوئية على السطح ؛

(5) فشل المعدات ، مثل النقاط الساخنة للمكونات ، والاتصال الظاهري للخط الكهربائي ، أو تنشيط DC ، وفشل المكون الكهربائي (اختيار غير لائق من الصمامات أو قواطع الدائرة ، وتوصيلات المفصل السائبة التي تسبب أقواس) ، وما إلى ذلك ، قد تسبب الحرائق ؛

(6) تقادم خطوط المعدات يكون عرضة للحرائق؛

(7) قد تسبب مشاكل جودة المكون وفشل تدابير الوقاية من الحرائق. تأتي النقاط الساخنة للمكونات من الظلال المحلية ، والتي يمكن تجنبها طالما يتم تنفيذ التشغيل المتكرر والصيانة. هناك أيضًا طرق للكشف المقابلة لتنشيط DC ، والتي يمكنها اكتشاف مثل هذه الفشل ومنعها. يمكن أن يحفز البرق بسهولة المخاطر في محطات الطاقة. انتبه إلى ما إذا كان أساس محطة الطاقة جيدة وما إذا كانت صدأ. يحظر على العناصر القابلة للاشتعال والمتفجرة بالقرب من نظام توليد الطاقة الموزع. بالإضافة إلى ذلك ، يجب حجز قنوات الوقاية من الحرائق والصيانة (معدات إطفاء الحرائق الاحتياطية).

الوحدة الكهروضوئية نفسها لا تولد إشعاعًا كهرومغناطيسيًا عند توليد الكهرباء. يقوم نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بتحويل الخلايا الكهروضوئية إلى طاقة كهربائية بناءً على مبدأ التأثير الكهروضوئي. إنها خالية من التلوث وخالية من الإشعاع.

قد تولد العاكسات وخزائن التوزيع والأجهزة الإلكترونية الأخرى درجة معينة من الإشعاع الكهرومغناطيسي، ولكنها اجتازت جميعًا اختبار EMC (التوافق الكهرومغناطيسي). عادة ما يكون الإشعاع ضعيفًا جدًا. بالمقارنة مع الأجهزة المنزلية، فإن إشعاعها أقل من إشعاع المواقد الحثية، ومجففات الشعر، والثلاجات، وما إلى ذلك، ولن يسبب ضررًا لجسم الإنسان أو يتداخل مع الأجهزة المنزلية.

بشكل عام، فقط عندما يكون تقلب الطاقة الكهروضوئية كبيرًا نسبيًا أو يكون تقلب الحمل كبيرًا نسبيًا، سيتم تحويل مصدر الطاقة في المدينة بشكل متكرر إلى مصدر الطاقة الكهروضوئية. عندما يكون مصدر الطاقة الكهروضوئية غير كافٍ لمصدر طاقة المدينة، يتم توصيل مصدر الطاقة الكهروضوئية بمصدر طاقة المدينة من خلال نقطة اتصال واحدة أو أكثر بالشبكة. في الأساس، يتم تبديل الطاقة بسلاسة، ولا يتضمن إيقاف تشغيل شبكة الطاقة أو مصدر الطاقة الكهروضوئية أو وضع الاستعداد فيها. إنها مجرد كمية الكهرباء. في الأساس، لا يزال الحمل مدعومًا بالكهرباء، وهو ما لن يؤثر على العاكس أو الحمل.

يتم تحديد جودة الطاقة لمحطة الطاقة الكهروضوئية من خلال التوافقيات، وتقلبات الجهد، والومضات، وما إلى ذلك الناتجة عن معدات توليد الطاقة الكهروضوئية والحمل. لقد تم اختبار العاكس الكهروضوئي نفسه واعتماده من قبل طرف ثالث ويتوافق مع المعايير الوطنية ومعايير شبكة الطاقة ذات الصلة. لا توجد مشكلة على معظم الأسطح الموزعة.

ومع ذلك ، تشمل الأحمال غير الخطية والأحمال تأثير الأفران الكهربائية ، ومطاحن المتداول ، ومحركات جر السكك الحديدية المكهربة ، وعدد كبير من المعدات الإلكترونية للطاقة. تشمل مشاكل جودة الطاقة الرئيسية الناجمة عن هذه الأحمال التيار التوافقي والجهد ، تقلبات الجهد ، وميض الجهد ، وخلل الجهد ثلاثي الطور. بشكل عام ، من الضروري إضافة أجهزة مراقبة جودة الطاقة ؛ بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأدوات الدقيقة لها متطلبات عالية لجودة الطاقة. عندما يتم توصيل المحولات المتعددة بالتوازي تحت ظروف الحمل المنخفضة ، ستصبح التوافقيات أعلى أيضًا ، مما يتطلب التحسين أو التحكم. يمكن إضافة مجموعة من أجهزة مراقبة الطاقة.

عند تركيب محطة طاقة كهروضوئية موزعة، إذا لم يكن هناك بحث كافٍ وتصميم معقول في المرحلة المبكرة، ولم يتم إنشاء الجزء الكهربائي وفقًا للرسومات في المرحلة اللاحقة، فمن الممكن التأثير على عامل الطاقة للمصنع. بمجرد أن يكون عامل الطاقة أقل من 0.9، سيقوم قسم إمداد الطاقة بفرض عقوبات اقتصادية على المؤسسة. ومع ذلك، الآن بعد أن أصبحت مشاريع الطاقة الكهروضوئية الموزعة أكثر نضجًا، هناك العديد من الحلول لتجنب انخفاض عامل الطاقة. على سبيل المثال: تحويل الخط الأساسي، واستبدال وحدة التحكم بالتعويض التفاعلي رباعية الأرباع، وتركيب جهاز تصوير مقطعي لأخذ العينات على جانب الوصول الكهروضوئي، وما إلى ذلك.

نعم. بالإضافة إلى فقدان توليد الطاقة ، سيؤدي التدريع المحلي أيضًا إلى تشكيل الوحدة النمطية. عندما يصل التأثير الفوري الساخن إلى مستوى معين ، ستذوب مفاصل اللحام على الوحدة النمطية وتدمير خط الشبكة ، مما يتسبب في إلغاء وحدة الخلايا الشمسية بأكملها.

لا ، يمكن للوحدة أن تصمد فقط تحمل حمولة معينة. الحمل الأمامي للوحدة هو عمومًا 5400 نقطة ، لذلك لا يمكنك التقدم على الوحدة النمطية لتنظيفها ، مما سيؤدي إلى كسر الوحدة أو تتلف ، مما يؤثر على توليد الطاقة وحياة الوحدة النمطية.

في الوقت الحاضر ، تحتوي جميع العزفات الكهروضوئية على وظائف اتصال مدمجة ، والتي يمكنها مراقبة محطات الطاقة الكهروضوئية على مدار 24 ساعة في اليوم على تطبيق الهاتف المحمول أو صفحات ويب الكمبيوتر. لا يمكنك فقط عرض توليد الطاقة في الوقت الفعلي لنظام الكهروضوئي ، ولكن يمكنك أيضًا فهم المعلومات الديناميكية لمحطة الطاقة.

يتكون نظام توليد الطاقة الكهروضوئية من المصفوفات الكهروضوئية (تتكون المصفوفة الكهروضوئية من وحدات كهروضوئية متوازية ومتوازية)، وأجهزة التحكم، وحزم البطاريات، ومحولات التيار المستمر/التيار المتردد وأجزاء أخرى. المكون الأساسي لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية هو الوحدة الكهروضوئية، التي تتكون من خلايا كهروضوئية متتالية ومتوازية ومعبأة. إنه يحول الطاقة الضوئية للشمس مباشرة إلى طاقة كهربائية. الكهرباء التي تولدها الوحدة الكهروضوئية هي تيار مباشر، يمكننا استخدامه مباشرة أو استخدامه لتحويله إلى تيار متردد باستخدام العاكس. ومن منظور آخر، يمكن استخدام الكهرباء المولدة من نظام توليد الطاقة الكهروضوئية على الفور، أو يمكن تخزينها في أجهزة تخزين الطاقة مثل البطاريات وإطلاقها في أي وقت حسب الحاجة.

تؤثر شدة الإشعاع الشمسي ومدة أشعة الشمس وكذلك درجة حرارة العمل لوحدة الخلايا الشمسية بشكل مباشر على توليد الطاقة الكهروضوئية. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، تعتمد أنظمة الكهروضوئية الموزعة بشكل عام وضعًا متصلًا بالشبكة للتهوية الذاتية والاستخدام الذاتي ، وترتبط فائض الطاقة بشبكة الطاقة الوطنية. لذلك ، يتم استهلاك الطاقة الناتجة عن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية مباشرة من قبل المستخدمين ، ويكمل النقص شبكة الطاقة العامة. طالما أن هناك كهرباء في شبكة الطاقة ، فلن يكون هناك نقص في الطاقة أو انقطاع التيار الكهربائي في استهلاك الكهرباء المنزلية.