Phát điện quang điện là công nghệ chuyển đổi trực tiếp năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện bằng cách sử dụng hiệu ứng quang điện ở giao diện bán dẫn.
Ngay từ năm 1839, nhà khoa học người Pháp Becquerel đã phát hiện ra rằng ánh sáng có thể tạo ra sự chênh lệch điện thế giữa các phần khác nhau của vật liệu bán dẫn. Hiện tượng này được gọi là "hiệu ứng quang điện", hay gọi tắt là "hiệu ứng quang điện". Năm 1954, Phòng thí nghiệm Bell ở Hoa Kỳ lần đầu tiên chế tạo pin mặt trời silicon đơn tinh thể thực tế, khai sinh ra công nghệ phát điện quang điện thực tế giúp chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện.
Nhà máy quang điện là một hệ thống phát điện sử dụng năng lượng mặt trời và sử dụng các vật liệu đặc biệt như tấm silicon tinh thể, bộ biến tần và các linh kiện điện tử khác để kết nối với lưới điện và truyền tải điện năng tới lưới điện. Dự án năng lượng phát triển điện lực.
Trên bình diện quốc tế, việc nghiên cứu công nghệ phát điện quang điện đã có lịch sử hơn 100 năm. Đặc biệt là vào những năm 1970, với sự phát triển của ngành công nghiệp hiện đại, cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu và ô nhiễm không khí ngày càng trở nên nổi bật, và khoảng 2 tỷ người trên thế giới không có nguồn cung cấp năng lượng bình thường. Vào thời điểm này, năng lượng bức xạ mặt trời vô tận, không cạn kiệt, không gây ô nhiễm, rẻ tiền và miễn phí đi vào tầm nhìn của mọi người.
đất nước tôi bắt đầu nghiên cứu pin mặt trời vào năm 1958 và đã được áp dụng thành công cho vệ tinh Đông Phương -2 do nước tôi phóng lần đầu tiên vào năm 1971. Năm 1973, pin mặt trời được sử dụng trên mặt đất. Năm 2002, các cơ quan nhà nước có liên quan đã khởi động "Dự án truyền tải điện đến thị trấn" và lắp đặt các trạm quang điện ở gần 800 thị trấn không có điện ở bảy tỉnh miền Tây, thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của ngành quang điện nước tôi.
Trong những năm gần đây, các nền kinh tế lớn trên thế giới đã liên tục nâng cấp các mục tiêu "carbon kép" và phát triển mạnh mẽ năng lượng sạch như quang điện và năng lượng gió đã trở thành phương tiện cần thiết để thế giới đạt được mức trung hòa carbon. Theo thống kê, nhìn từ góc độ cơ cấu phát thải carbon của các nước lớn trên thế giới, ngoại trừ Pháp yêu điện hạt nhân, lượng khí thải carbon của các nước khác chủ yếu đến từ điện và nhiệt.
So với các nguồn năng lượng tự nhiên khác, phát điện quang điện có những ưu điểm sau:
- Tính mở rộng: Do mặt trời chiếu sáng trái đất nên việc sản xuất năng lượng quang điện ít bị giới hạn về địa lý hơn;
- Tính bền vững: nguồn năng lượng mặt trời là vô tận, và nó là năng lượng sạch và tái tạo thực sự;
- Tính linh hoạt: Hệ thống quang điện có thể tạo ra điện và cung cấp điện tại chỗ mà không cần lắp đặt đường dây truyền tải. Chúng có thể được lắp đặt trên mái nhà của các cơ sở dân cư hoặc trong các cơ sở quy mô công nghiệp để đáp ứng nhu cầu điện trong các tòa nhà;
- Bảo vệ môi trường và xanh: bản thân việc phát điện quang điện không tiêu thụ nhiên liệu, không thải ra bất kỳ chất nào kể cả khí nhà kính và các loại khí thải khác, không gây ô nhiễm không khí, không tạo ra tiếng ồn;
- Chi phí vận hành và bảo trì thấp: Phát điện quang điện không có bộ phận truyền động cơ học, hoạt động ổn định và đáng tin cậy, về cơ bản không cần giám sát và chi phí bảo trì thấp.
Về mặt lý thuyết, công nghệ sản xuất năng lượng quang điện có thể được sử dụng trong bất kỳ trường hợp nào cần năng lượng, từ tàu vũ trụ đến năng lượng gia dụng, nhà máy điện lớn megawatt và đồ chơi nhỏ. Năng lượng quang điện có thể ở khắp mọi nơi. Hiện tại, phát điện quang điện đã được sử dụng trong giao thông vận tải, xây dựng, nông nghiệp, làng mạc, nhà máy điện, thông tin liên lạc, bệnh viện, trường học và các tình huống khác có liên quan mật thiết đến cuộc sống của chúng ta.
đất nước tôi nằm ở bắc bán cầu, với khoảng cách hơn 5,000 km từ bắc xuống nam và từ đông sang tây. Ở vùng đất rộng lớn của Trung Quốc, có nguồn năng lượng mặt trời dồi dào. Bức xạ trung bình hàng ngày hàng năm ở hầu hết các khu vực là trên 4 kWh trên một mét vuông. Bức xạ hàng ngày ở Tây Tạng Lên đến 7 kWh trên một mét vuông. So với các nước cùng vĩ độ, đất nước tôi có tiềm năng phát triển vượt trội.
Theo các dự án phát điện quang điện hiện có trên thị trường, kết hợp với các kịch bản ứng dụng khác nhau, hệ thống phát điện quang điện mặt trời có thể được chia thành năm loại: hệ thống phát điện nối lưới, hệ thống phát điện ngoài lưới, nối lưới và tắt -hệ thống lưu trữ năng lượng lưới điện, và hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới điện và nhiều hệ thống vi lưới điện lai năng lượng khác nhau.
Hệ thống phát điện nối lưới
Nó bao gồm các thành phần, biến tần nối lưới, công tơ quang điện, phụ tải, công tơ hai chiều, tủ nối lưới và lưới.
Dòng điện một chiều do ánh sáng mặt trời tạo ra được biến đổi thành dòng điện xoay chiều thông qua bộ biến tần, sau đó cung cấp cho phụ tải và hòa vào lưới điện. Nó có thể được sử dụng trực tiếp cho các phụ tải trong gia đình và lượng điện dư thừa cũng có thể được bán vào lưới điện, nhưng biến tần nối lưới nói chung là cấu trúc hai cực tăng áp và biến tần.
1. Đã nối lưới và đưa một phần hoặc toàn bộ điện năng lên lưới.
2. Lưới điện bị cắt và quá trình phát điện quang điện cũng bị dừng lại. Bởi vì các bộ biến tần có tính năng chống đảo, nghĩa là công ty lưới điện yêu cầu nếu lưới điện gặp sự cố, năng lượng quang điện cũng phải bị cắt ngay lập tức. Chủ yếu là xem xét an ninh.
3. Người dân vẫn dựa vào điện thành phố vào ban đêm.
4. Không có thiết bị lưu trữ năng lượng.
Hệ thống phát điện ngoài lưới
Nó bao gồm các mô-đun quang điện, bộ điều khiển năng lượng mặt trời, bộ biến tần, pin, tải, v.v. Nó hoạt động độc lập mà không cần phụ thuộc vào lưới điện và thường được sử dụng ở vùng sâu vùng xa, vùng không có điện, hải đảo, trạm cơ sở liên lạc và đèn đường, v.v.
Trong trường hợp có ánh sáng mặt trời, năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành năng lượng điện và tải được cấp nguồn thông qua máy tích hợp bộ điều khiển năng lượng mặt trời để sạc pin; khi không có ánh sáng, năng lượng của pin có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tải AC thông qua biến tần. Chi phí của pin chiếm 30 phần trăm -50 phần trăm của hệ thống phát điện ngoài lưới và biến tần ngoài lưới thường có cấu trúc bốn cấp gồm bộ điều khiển, tăng áp, biến tần và cách ly.
1. Hệ thống độc lập không phụ thuộc vào lưới điện. Điều đó có nghĩa là, bất kể có nguồn điện lưới hay không, miễn là có đủ ánh sáng mặt trời, hệ thống không nối lưới có thể hoạt động độc lập và cung cấp điện độc lập.
2. Có thiết bị tích trữ năng lượng. Tức là cần có pin, nếu không nó không thể hoạt động vào ban đêm hoặc ngày mưa.
Và hệ thống lưu trữ năng lượng ngoài lưới
Nó bao gồm các mô-đun quang điện, năng lượng mặt trời và máy tích hợp ngoài lưới, pin, tải, v.v. Nó được sử dụng rộng rãi trong các tình huống như mất điện thường xuyên hoặc tự sử dụng quang điện mà không có điện thừa, giá điện tự sử dụng đắt hơn hơn giá điện hòa lưới, giá điện giờ cao điểm đắt hơn giá điện vùng thấp, v.v.
Mảng quang điện chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện trong điều kiện có ánh sáng và cung cấp năng lượng cho tải thông qua máy tích hợp biến tần điều khiển năng lượng mặt trời, đồng thời sạc pin; khi không có ánh sáng, ắc quy cung cấp điện cho máy tích hợp bộ biến tần điều khiển năng lượng mặt trời. Sau đó cấp nguồn cho chức năng tải AC. Chuyển đổi chế độ kép để đảm bảo yêu cầu cung cấp điện.
Hệ thống lưu trữ năng lượng kết nối lưới quang điện
Nó bao gồm các mô-đun quang điện, bộ điều khiển năng lượng mặt trời, pin, bộ biến tần nối lưới, thiết bị phát hiện dòng điện, tải, v.v. Có thể tăng tỷ lệ tự tiêu thụ
Khi năng lượng mặt trời nhỏ hơn công suất tải, hệ thống sẽ được cung cấp năng lượng bằng năng lượng mặt trời và lưới điện cùng nhau. Khi điện mặt trời lớn hơn điện tải, điện mặt trời sẽ cung cấp cho tải đồng thời lưu trữ điện năng dư thừa thông qua biến tần.
hệ thống lưới điện siêu nhỏ
Một mạng lưới phân phối điện bao gồm các nguồn điện phân tán, tải, hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị điều khiển. Năng lượng phân tán có thể được chuyển đổi thành năng lượng điện tại chỗ, sau đó được cung cấp cho phụ tải cục bộ gần đó.
Hệ thống lưới điện siêu nhỏ là một hệ thống tự trị có khả năng tự kiểm soát, bảo vệ và quản lý. Nó không chỉ có thể được kết nối với lưới điện bên ngoài mà còn có thể hoạt động độc lập, giúp giải quyết đáng kể vấn đề kết nối lưới điện phân tán và thúc đẩy tích hợp nguồn điện phân tán. Khả năng tiếp cận năng lượng tái tạo quy mô lớn là nguồn cung cấp hiệu quả cho nhiều các dạng năng lượng cho tải và hệ thống lưới điện thông minh hiện thực hóa mạng lưới phân phối đang hoạt động.
