Principio di funzionamento e composizione del sistema della generazione di energia solare fotovoltaica

La produzione di energia fotovoltaica utilizza celle solari per convertire direttamente l'energia solare in energia elettrica in base al principio dell'effetto fotovoltaico. Sia che vengano utilizzati in modo indipendente o collegati alla rete per la produzione di energia, i sistemi di generazione di energia fotovoltaica sono costituiti principalmente da tre parti principali: pannelli solari (componenti), controller e inverter. Sono composti principalmente da componenti elettronici, ma non coinvolgono parti meccaniche.

Principio di funzionamento della generazione di energia solare fotovoltaica

La generazione di energia solare fotovoltaica si basa sui componenti delle celle solari e utilizza le proprietà elettroniche dei materiali semiconduttori. Quando la luce solare colpisce la giunzione PN del semiconduttore, viene generato un forte campo elettrostatico incorporato nell'area della barriera della giunzione PN, dando luogo a una barriera Gli elettroni e le lacune non in equilibrio nell'area o gli elettroni e le lacune non in equilibrio che vengono generati all'esterno dell'area della barriera ma diffusi nell'area della barriera, sotto l'azione del campo elettrostatico incorporato, muoversi in direzioni opposte e lasciare l'area della barriera. Di conseguenza, il potenziale della regione P aumenta e il potenziale della regione N diminuisce, generando così tensione e corrente nel circuito esterno e convertendo l'energia luminosa in energia elettrica.

Composizione del sistema di generazione di energia solare fotovoltaica

1. Componenti delle celle solari

Una cella solare può produrre solo una tensione di circa 0,5 V, che è di gran lunga inferiore alla tensione richiesta per l'uso effettivo. Per soddisfare le esigenze delle applicazioni pratiche, le celle solari devono essere collegate in componenti. Un modulo solare contiene un certo numero di celle solari collegate tramite fili. Ad esempio, il numero di celle solari su un modulo è 36, il che significa che un modulo solare può generare una tensione di circa 17 V.

L'unità fisica sigillata nelle celle solari collegate tramite fili è chiamata modulo di cella solare. Ha determinate capacità anticorrosione, antivento, antigrandine e antipioggia ed è ampiamente utilizzato in vari campi e sistemi. Quando il campo di applicazione richiede tensione e corrente più elevate e un singolo modulo non può soddisfare i requisiti, è possibile combinare più moduli in un array di celle solari per ottenere la tensione e la corrente richieste.

2. Invertitore CC/CA

Dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata. Poiché le celle solari emettono energia CC e i carichi generali sono carichi CA, un inverter è indispensabile. A seconda della modalità operativa, gli inverter possono essere suddivisi in inverter funzionanti in modo indipendente e inverter collegati alla rete. Gli inverter autonomi vengono utilizzati nei sistemi di generazione di energia a celle solari autonomi per fornire energia a carichi indipendenti. Gli inverter collegati alla rete vengono utilizzati per immettere nella rete l'energia generata dai sistemi di generazione di energia a celle solari operanti sulla rete. Gli inverter possono essere suddivisi in inverter a onda quadra e inverter a onda sinusoidale in base alla forma d'onda di uscita.

3. Progettazione della sala di distribuzione dell'energia

Poiché il sistema di generazione di energia connesso alla rete non dispone di batterie, regolatori di carica e scarica solare e sistemi di distribuzione di energia CA e CC, se le condizioni lo consentono, l'inverter del sistema di generazione di energia connesso alla rete può essere posizionato nella sala di distribuzione a bassa tensione nel punto connesso alla rete. Altrimenti è sufficiente costruire un locale separato per la distribuzione dell'energia a bassa tensione da 4 a 6 m2.

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