Faktory ovlivňující výrobu energie ve fotovoltaických elektrárnách

Fotovoltaické elektrárny (PVPP) jako základní součást výroby obnovitelné energie poskytují solidní alternativu k využívání fosilních paliv. Efektivitu a výrobní kapacitu PVPP ovlivňuje mnoho environmentálních, technických a provozních faktorů. Identifikace těchto proměnných je zásadní pro optimalizaci účinnosti závodu a energetického výstupu. Účelem tohoto článku je podrobně vysvětlit, jaké jsou tyto hlavní příspěvky k výrobě fotovoltaické energie na základě dostupných vědeckých důkazů, jakož i údajů získaných v terénu.

1. Sluneční záření a zeměpisná poloha

Primární hnací silou výstupu FV energie je sluneční záření nebo sluneční světlo, které dopadá na FVPP. Umístění PVPP určuje délku a intenzitu množství slunečního záření, které přijímá. Oblasti podobné Sahaře- mají také největší solární potenciál, protože mají nízkou oblačnost a delší období slunečního světla a bez přerušení (jako saharská poušť). Příkladem je Qinghai-tibetská plošina. Má energii slunečního záření řádově 30 MJ/m2. Má však velmi nízké a velmi vysoké teploty, které ovlivňují účinnost solárních panelů. Různá roční období také vedou k různým slunečním výsledkům. V letních měsících je vrchol slunečního záření.

V zimě však klesá, protože je méně slunečního záření a sluneční paprsky jsou pod menším úhlem. Zdroje se lišily podle regionů. V pobřežní oblasti a řece Jang-c'-ťiang v průběhu času roste množství slunečních zdrojů. Plošina má klesající sluneční zdroje. Toto je nejnovější solární zdroj, který Čína má, a signalizuje rozdílné solární zdroje podle regionů.

2. Účinnost fotovoltaického modulu

Účinnost solárních článků přímo ovlivňuje přeměnu energie. Monokrystalické křemíkové panely s účinností přesahující 22% jsou široce používány, ale nově vznikající technologie jako perovskit a bifaciální buňky slibují vyšší výkony. Například moduly ABC typu N{3}} společnosti Jinko Solar dosahují účinnosti 25,3 %, čímž překonávají tradiční panely PERC o 1,15–3,96 % v různých podmínkách.

Teplota je kritickým protivníkem. Křemíkové články ztrácejí účinnost, protože teplota stoupá-každé zvýšení o 1 stupeň nad 25 stupňů snižuje výkon o 0,04 % . Přirozené větrání, montážní systémy s chladicími kanály nebo dokonce vodou-chlazené panely mohou tento efekt zmírnit.

3. Environmentální a provozní výzvy

Prach a znečištění:

Stromy, budovy a další formy překážek částečně stíní solární panely a ovlivňují tok proudu v sériově zapojených panelech, což má za následek značné ztráty na výnosu. Bifaciální panely a chytré sledovací systémy to mohou částečně kompenzovat zachycením odraženého světla.

Extrémní počasí:

Kroupy, sníh a silný vítr poškozují panely, zatímco přezářením hrozí přehřátí. Pokročilé materiály, jako jsou antikorozní ocelové rámy a samočisticí{2}}nátěry, zvyšují odolnost.

4. Technické a systémové konstrukční faktory

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) umožňuje skladování nebo omezování přebytečného stejnosměrného výkonu, což umožňuje udržení stability sítě. Těm, kteří se rozhodnou předimenzovat své měniče, vznikají dodatečné náklady. Kabeláž a ztráty: Ztráty na stejnosměrných a střídavých vodičích (3 % a 1–2 %) vytvářejí potřebu optimalizovaného dimenzování kabelů spolu s co nejmenší vzdáleností pro přenos elektřiny. Vysokonapěťové stejnosměrné napětí se používá k minimalizaci odporových ztrát vznikajících při přenosu elektřiny.

5. -Konkrétní optimalizace webu

Naklonění a orientace: Orientace modulů (panelů) k dráze slunce, tj. na severní polokouli, je orientována na jih-s úhlem, který odpovídá zeměpisné šířce. Sledovače, které jsou nastavitelné a sledují správným směrem, mohou zvýšit celkovou energii shromážděnou z pole o 20 % až 30 %. Tyto nastavitelné sledovače vyžadují další mechanickou složitost. Využití půdy a topografie: Svažitý terén bude vyžadovat buď terasové nebo balastní systémy, aby se eliminovalo zastínění modulů. Vyvýšené držáky jsou výhodné pro pouštní instalace, aby se snížila pravděpodobnost pokrytí modulů pískem. Integrace do sítě: Čím blíže je solární fotovoltaická instalace k rozvodně, tím nižší budou přenosové ztráty při přepravě vyrobené elektřiny. Využití technologií inteligentních sítí řízených umělou inteligencí (AI), které předpovídají/distribuují poptávku, pomáhá zlepšit řízení přerušovanosti výroby energie FV.

6. Vznikající inovace

Bifaciální panely: Použití bifaciálních panelů může vést ke zvýšení výnosu ze solárních panelů o 10-20% kvůli odraženému světlu od země, což platí zejména v zasněžených a písečných prostředích.

AI a Predictive Analytics: Umělá inteligence a Predictive Analytics kombinují strojové učení s-údaji v reálném čase, aby předpovídaly produkci z údajů o počasí a umožnily správcům sítě optimalizovat síť dříve, než nastanou problémy. Například čínské závody v poušti Gobi používají umělou inteligenci k úpravě provozu před písečnými bouřemi.

Hybridní systémy: Spárování fotovoltaiky s větrnými turbínami nebo bateriemi zajišťuje konzistentní dodávku během-období slabého slunce.

Závěr

Pro optimalizaci množství fotovoltaické (PV) energie generované ze slunečních paprsků je nezbytný komplexní vývoj strategie, který poskytuje účinné strategie pro vývoj technologií pro údržbu a využívání fotovoltaických (PV) systémů. Přestože prach z prostředí představuje významnou výzvu a teplotní extrémy nadále negativně ovlivňují účinnost fotovoltaiky (PV), materiály a konstrukce používané při výrobě fotovoltaiky (PV) se podstatně zlepšují; účinnost vyšší než 30 procent je tedy dosažitelná správným návrhem nových materiálů, nových systémů a zvýšenými investicemi do inteligentních systémů. Úspěšná optimalizace těchto činností bude nezbytná pro úspěšné zavedení solárních energetických systémů. V současnosti se mnoho zemí rychle snaží odstranit uhlíkové emise, aby se staly uhlíkově-neutrálními zeměmi.