Flokkun sólarorkukerfa

Um allan heim stefnir fólk nú í að nota endurnýjanlega orkugjafa til að uppfylla orkuþörf sína. Í heiminum í dag eru mörg dæmi um stóra-tilkomu og innleiðingu sólarorkukerfa/tækni í samfélaginu. Háskólanemar sem nýlega útskrifuðust eða einstaklingar sem vilja nýta sólartækni í tilgangi heima eða í vinnu þurfa að fá fræðslu um hvaða tegundir sólkerfa eru til, hvernig þau virka og kosti þeirra og galla, til að taka upplýstar kaupákvarðanir. Hægt er að flokka sólarorkukerfi í þrjár gerðir út frá: 1) hvernig orka er framleidd (tækni); 2) hvernig kerfið tengist/virkar í tengslum við rafmagnsnetið (stillingar); og 3) stærð kerfis í samanburði við aðrar tegundir kerfa. Markmið þessarar greinar er að gefa þér nokkur dæmi um hvernig við getum flokkað sólarorkutæknikerfi í þessa þrjá flokka og gefa þér nákvæmar lýsingar á hverjum og einum.

Grunnflokkun sólarorkukerfa byggir á því hvernig við notum orku sólarinnar til að knýja hluti. Það eru aðeins tvær leiðir til að gera þetta: að nota ljósvökva (PV) eða nota einbeitt sólarorku (CSP); og svo eru það sólarvarmakerfin sem búa til varmaorku (eða hita-framleiðandi) (upphitun).

Ljósvökvakerfi (PV).

Algengasta tegundin af notkun sólarorku er ljósvökvakerfi. Með hjálp ljósvakaáhrifa umbreyta nútíma ljósgeislun sólargeislunar í raforku með því að nota hálfleiðara, oftast sílikon, sem er iðnaðarstaðallinn. Hálfleiðarinn er „spenntur“ af sólargeislum sem veldur því að rafeindastraumur hreyfist og skapar jafnstraum, öfugt við riðstraum sem flæðir í tvær mismunandi áttir. Á flestum heimilum og vinnustöðum er þetta kallað jafnstraumur (DC). Til að eiga við á flestum heimilum og vinnustöðum þarf inverter til að breyta jafnstraumi (DC) frumunnar í riðstraum (AC). Í ljósi fjölhæfni og sveigjanleika ljósvakerfa eru nútíma verslunarplötur hönnuð til að ná fram skilvirkni allt að 30%. Þessi kerfi geta verið eins lítil og nokkrar sólarrafhlöður á þaki, eða eins stórar og stórar raforku-sólarorkubæir.

Concentrated Solar Power (CSP) kerfi

CSP (Concentrated Solar Power) ferlið notar spegla og/eða linsur til að safna einbeittri sólarorku yfir breitt svæði og nota þessar linsur og spegla til að fókusa þá orku niður frá stóru svæði yfir á minna svæði (eins og móttökuturn eða rör). Samþjappað sólarorkan hitar yfirborð flatu speglana (eða linsanna) og skapar þannig hita sem hægt er að nota til að hita hitaflutningsvökva (ég sjálf, bráðið salt, olía osfrv.). Hitinn verður geymdur í varmaflutningsvökvanum þar til hitinn í varmaflutningsvökvanum verður notaður til að búa til gufu sem síðan verður notuð til að snúa túrbínunum sem eru tengdar til að framleiða rafmagn. Hámarks varmanýtni CSP tækni er áætluð um 35% sem er frábært í samanburði við aðrar tegundir raforkuframleiðslu vegna getu þeirra til að hafa varmaorkugeymslu sem gerir kleift að senda rafmagn eftir sólsetur. Almennt séð eru CSP kerfi stór að umfangi og flóknu; Þess vegna henta þeir fyrst og fremst fyrir stóra-netanotkun sem staðsett er á svæðum sem fá mikið magn af beinu sólarljósi, eins og eyðimerkur.

Sólvarmakerfi (hitakerfi).

Ólíkt CSP fangar sólvarmatækni „varma“ (hita) orku til raunverulegrar notkunar í stað þess að framleiða rafmagn (eins og CSP gerir). Dæmi um hvar þessi tækni er almennt notuð eru hitun á heitu vatni til heimilisnota (td sturtur) og sundlaugarhitun. Sólvarmakerfi eru almennt minna flókin og hagkvæmari til að uppfylla sérstakar hitakröfur samanborið við CSP kerfi.

Frá sjónarhóli uppsetningaraðila eða húseiganda er hagnýtasta flokkun PV kerfis byggð á rafstillingu þess og tengslum við veitukerfið. Það eru þrjár megingerðir: rist-bundið (á-neti), ó-net (sjálfstætt) og blendingskerfi.

Á-Grid (Grid-Ted) kerfum
Á-netkerfi eru beintengd við almenna raforkukerfið og eru algengasta gerð íbúða- og atvinnuuppsetningar um allan heim.

Hvernig það virkar:Sólarrafhlöður framleiða rafmagn á daginn. Þessi kraftur er notaður til að keyra álag hússins. Ef kerfið framleiðir meira afl en þörf er á, er umframmagnið leitt aftur inn á veitukerfið. Á næturnar eða á tímum lítillar framleiðslu sækir húsið afl frá rafkerfinu.

Lykilhluti:Þessi kerfi þurfa ekki rafhlöðubanka. Netið sjálft virkar sem sýndargeymslukerfi fyrir umframorku.

Kostir:Þau eru -hagkvæmust og einfaldast í uppsetningu vegna skorts á rafhlöðum. Þeir gera einnig kleift að mæla nettó, þar sem húseigendur fá lánsfé fyrir umframafl sem þeir leggja til netsins.

Ókostur:Helsti gallinn er sá að kerfið slokknar á meðan rafmagnsleysi er á neti af öryggisástæðum (til að koma í veg fyrir að-framleiðsla raforku til línustarfsmanna), sem þýðir að það getur ekki veitt varaafl.

Slökkt-Grid (sjálfstætt) kerfi

Slökkt-kerfi virka óháð raforkukerfinu. Þau eru tilvalin til notkunar á afskekktum svæðum án hagnýtrar nettengingar eða þar sem nettengingarkostnaður er of mikill.

Aðgerð:Sólarrafhlöður veita hleðslu á rafhlöðubanka til notkunar á nóttunni eða þegar það er ekki sól. Inverter virkar sem gátt til að breyta jafnstraumnum sem rafhlöðurnar framleiða í riðstraum eins og hann er notaður á heimili.

Miðþáttur:Rafhlöðubanki sem getur veitt nægjanlegt afl til að styðja við slökkt-kerfi í marga daga án þess að þurfa að endurhlaða, er aðaleiginleiki ó-kerfis. Þegar veðurskilyrði koma í veg fyrir endurhleðslu munu mörg heimili sem ekki eru-netkerfi hafa einnig vararafall til að veita meira en nóg afl í lengri tíma.

Kostir:Búa algerlega óháð raforkukerfinu og hafa aðgang að rafmagni á afskekktu svæði sem fær ekki rafmagn frá raforkukerfinu.

Ókostir:Þessi kerfi eru umtalsvert dýrari vegna rafhlöðukostnaðar. Þeir krefjast einnig flóknari hönnunar og vandaðrar orkustjórnunar af notandanum til að forðast að tæma rafhlöðurnar.

Hybrid kerfi
Hybrid kerfi sameina bestu þættina í-neti og utan-tækni.

Hvað er Hybrid kerfi:Blendingskerfi tengist netkerfi, rétt eins og netkerfi-bundið, en það er líka með rafhlöðubanka sem fylgir kerfinu. Sólarorkan sem framleidd er er notuð til að knýja fyrst rafhleðslu heimilisins, síðan til að hlaða rafhlöðurnar. Aðeins eftir að rafhlöðurnar eru fullhlaðnar verður sólarrafmagnið sem eftir er sem framleitt er sent aftur á netið. Meðan á rafmagnsleysi stendur vegna netsrofs, hefur blendingskerfi getu til að eygja sig frá netinu og halda áfram að veita heimilinu rafmagn í gegnum rafhlöðubankann og í gegnum sólarrafhlöðurnar.

Lykilhluti blendingskerfis:Hybrid Inverter eða Inverter parað við rafhlöðustýringu - þessi íhlutur stjórnar mörgum mismunandi íhlutum í blendingskerfi.

Kostir þess að hafa Hybrid kerfi:Áreiðanleiki varaafls, hæfileikinn til að spara sjálf-myndaða orku til notkunar á hámarkstíðni raforku og hugsanlega minni rafhlöðubanka í samanburði við forrit sem eingöngu er utan-nets.

Ókostur við að vera með blendingskerfi:Viðbótar rafhlöðukostnaðurinn gerir heildarkostnaðinn meiri en venjulegt kerfi-bundið net.

Burtséð frá kerfisgerð eru sólarorkustöðvar einnig flokkaðar út frá stærð þeirra og tengslum þeirra við rafmagnsálagið sem þær þjóna.

Dreifð kynslóð (DG): Þetta eru smærri kerfi sem eru staðsett næst neyslustað. Flest kerfi á þaki íbúða og á atvinnuhúsnæði eru í þessum flokki. Þeir eru venjulega samþættir lágspennu dreifikerfi og geta gert neytendum kleift að spara rafmagnsreikninga.

Miðstýrð framleiðsla (-veitusvið): Þetta eru stórar sólarorkuver, venjulega dreifðar yfir hundruðir hektara, sem framleiða rafmagn sem síðan er afhent um háspennuflutningslínur til fjarlægra-endanotenda. Bæði stór- sólarorkubú og CSP stöðvar eru í þessum flokki. Á heildina litið er flokkun sólarorkukerfa flókin. Hvort sem hún er flokkuð eftir tækninni sem um ræðir (PV vs. CSP), rekstrarstillingu (á-neti, utan-neti eða blendingi), eða hversu dreifing er, þá hefur hver flokkun mikilvæga virkni í orkukerfi heimsins. Að þekkja þennan mun er grunnurinn fyrir þá sem stefna að því að nýta sólarorku.