تطبيق وآفاق توليد الطاقة الشمسية

[نبذة مختصرة]

مع التطور السريع للاقتصاد العالمي وتقدم البشرية ، طرح الناس متطلبات أعلى وأعلى للطاقة ، وأصبح تطوير الطاقة الجديدة قضية ملحة تواجه البشرية.

نظرًا لأن الطاقة الحرارية تحتاج إلى حرق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط ، فمن ناحية ، فإن احتياطيات الوقود الأحفوري محدودة وتواجه خطر الاستنفاد. من ناحية أخرى ، سيؤدي حرق الوقود إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد الكبريت ، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري والأمطار الحمضية ، مما يؤدي إلى تدهور البيئة العالمية

أجبرت المشاكل المذكورة أعلاه الناس على إيجاد مصادر جديدة للطاقة. يجب أن تستوفي الطاقة الجديدة شرطين في نفس الوقت: أولاً ، أنها غنية بالاحتياطيات ولن يتم استنفادها ؛ ثانياً: أنها آمنة ونظيفة ولن تهدد الإنسان وتضر بالبيئة.

طاقة الشمس الساطعة على الارض ضخمة جدا. الطاقة الشمسية التي تسطع على الأرض لمدة 40 دقيقة كافية لاستهلاك الطاقة للبشر في جميع أنحاء العالم. يمكن القول أن الطاقة الشمسية لا تنضب حقًا ولا تنضب. علاوة على ذلك ، فإن توليد الطاقة الشمسية نظيف تمامًا ولا يسبب التلوث. لذلك ، يعد توليد الطاقة الشمسية طاقة مثالية مع مجموعة واسعة من التطبيقات ومستقبل مشرق.

[نص]

نظام الطاقة الشمسية

1. تكوين نظام الطاقة الشمسية: يتكون نظام الطاقة الشمسية بشكل أساسي من الألواح الشمسية ، وأجهزة التحكم بالشحن ، والمحولات والبطاريات. (كما هو موضح في الصورة) فيما يلي مقدمة مختصرة لوظائف كل جزء:

الألواح الشمسية: تتمثل الوظيفة في تحويل طاقة الإشعاع الشمسي مباشرة إلى تيار مباشر للاستخدام بواسطة الأحمال أو تخزينها في البطاريات للنسخ الاحتياطي. بشكل عام ، وفقًا لاحتياجات المستخدمين ، يتم توصيل عدد من الألواح الشمسية بطريقة معينة لتشكيل مجموعة خلايا شمسية ، والتي يتم تجهيزها بعد ذلك بأقواس مناسبة وصناديق التوصيل.

جهاز التحكم في الشحن: يتكون جهاز التحكم في الشحن بشكل أساسي من وحدة المعالجة المركزية المخصصة للمعالج ، والمكونات الإلكترونية ، والشاشة ، وأنبوب الطاقة التبديل ، وما إلى ذلك. في نظام توليد الطاقة الشمسية ، تتمثل الوظيفة الأساسية لجهاز التحكم في الشحن في تزويد البطارية بأفضل تيار شحن و الجهد ، وشحن البطارية بسرعة وسلاسة وكفاءة ، وتقليل الخسارة أثناء عملية الشحن ، وزيادة عمر خدمة البطارية ؛ في نفس الوقت قم بحماية البطارية لتجنب الشحن الزائد والإفراط في التفريغ. في الوقت نفسه ، يسجل ويعرض العديد من البيانات المهمة للنظام ، مثل تيار الشحن والجهد. عندما لا يكون أداء وحدة التحكم جيدًا ، فسيكون لذلك تأثير كبير على عمر خدمة البطارية ، ويؤثر في النهاية على موثوقية النظام.

العاكس: تتمثل الوظيفة في قلب طاقة التيار المستمر التي توفرها مجموعة الخلايا الشمسية وبطارية التخزين إلى طاقة التيار المتردد ، والتي يتم استخدامها بواسطة حمل التيار المتردد ودمجها في الشبكة. الكفاءة هي أحد المعايير المهمة لاختيار العاكس. كلما زادت الكفاءة ، قل فقدان الطاقة الناتج أثناء عملية تحويل التيار المباشر الناتج عن المكون الإلكتروني البصري إلى تيار متردد. تحدد جودة العاكس كفاءة نظام توليد الطاقة ، وهي جوهر نظام توليد الطاقة الشمسية.

حزمة البطارية: تتمثل الوظيفة في تخزين الطاقة من مجموعة الخلايا الشمسية لتوليد تيار مباشر للحمل. في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية ، تكون البطارية في حالة شحن وتفريغ عائم. خلال النهار ، تقوم كتيبة الخلايا الشمسية بشحن البطارية ، بينما تقوم الكتائب أيضًا بتزويد الحمل بالكهرباء. في الليل ، يتم توفير كل كهرباء الحمل بواسطة البطارية. لذلك ، يجب أن يكون التفريغ الذاتي للبطارية صغيرًا ، ويجب أن تكون كفاءة الشحن عالية ، ويجب أيضًا مراعاة عوامل مثل السعر وسهولة الاستخدام.

تطبيق توليد الطاقة الشمسية:

مع استمرار زيادة أنواع الخلايا الشمسية ، يتسع نطاق التطبيق بشكل متزايد ، ويتوسع نطاق السوق تدريجياً. في الأيام الأولى ، كان استخدام الطاقة الشمسية يستخدم بشكل أساسي في المجالات العسكرية والفضائية. في الوقت الحاضر ، دخلت الطاقة الشمسية إلى قطاعات الصناعة والتجارة والزراعة والاتصالات والأجهزة المنزلية والمرافق العامة. تنقسم تطبيقات الطاقة الشمسية إلى عدة جوانب: محطات الطاقة الشمسية المنزلية الصغيرة ، ومحطات الطاقة الكبيرة المتصلة بالشبكة ، وبناء جدران ستائر زجاجية ضوئية متكاملة ، وأضواء الشوارع الشمسية ، وأضواء الشوارع الهجينة بالطاقة الشمسية والرياح ، وأنظمة إمداد الطاقة الهجينة بالطاقة الشمسية والرياح ، مثل : أضواء الحديقة الشمسية. أنظمة مستخدمي الطاقة الشمسية على وجه الخصوص ، يمكن استخدام نظام إمداد الطاقة المستقل للقرية في المناطق النائية والجبال والصحاري والجزر والمناطق الريفية لتوفير خطوط النقل باهظة الثمن ؛ توجد أيضًا مضخات مياه ضوئية (مياه الشرب أو الري) ؛ امدادات الطاقة الاتصالات؛ الحماية الكاثودية لأنابيب النفط ؛ امدادات الطاقة محطة اتصالات الألياف الضوئية. نظام تحلية مياه البحر. علامات الطريق في المدن. علامات الطرق السريعة ، إلخ.

حالة البحث وآفاق تطوير الطاقة الشمسية

أ. الوضع الحالي وآفاق توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية الأجنبية:

في الوقت الحاضر ، استثمر ما مجموعه 136 دولة حول العالم في تعميم وتطبيق الخلايا الشمسية. من بينها ، تجري 95 دولة أبحاثًا وتطويرًا على نطاق واسع لتوليد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية ، وتنتج بنشاط العديد من المنتجات الجديدة الموفرة للطاقة ذات الصلة. يوجد ما يقرب من 200 شركة تنتج الخلايا الشمسية. في عام 1998 ، بلغ إجمالي قدرة توليد الطاقة من الخلايا الشمسية المنتجة حول العالم 1000 ميغاواط ، وفي عام 1999 بلغت 2850 ميغاواط. في عام 2000 ، قدم ما يقرب من 4600 مصنع في جميع أنحاء العالم الخلايا الكهروضوئية والمنتجات التي تعمل بالخلايا الكهروضوئية إلى السوق. نما إنتاج الخلايا الشمسية في جميع أنحاء العالم بما يقرب من 40٪ سنويًا في المتوسط. نما حجم الإنتاج من 1-5 ميغاواط / سنة إلى 5-25 ميغاواط / سنة ، ويتوسع إلى 50 ميغاواط أو حتى 100 ميغاواط.

منذ هذا القرن ، وضعت بعض الدول المتقدمة خططًا لتطوير الطاقة المتجددة بما في ذلك الخلايا الشمسية. انتشر البحث عن الخلايا الشمسية وإنتاجها على نطاق واسع في أوروبا وأمريكا وآسيا. تحتل الهند مكانة رائدة ، حيث تبلغ قدرتها التراكمية حوالي 40 ميجاوات. تتنافس الولايات المتحدة واليابان لإصدار خطط بحث وتطوير لتكنولوجيا الطاقة الشمسية. في عام 2010 ، تخطط الولايات المتحدة لتركيب 4600 ميغاوات (بما في ذلك خطة مليون سقف) ؛ تخطط اليابان لتركيب 5000 ميغاواط (برنامج NEDO Japan New Sunshine). أظهر مسح حديث للصناعة الكهروضوئية أنه بحلول عام 2010 ، سيظل معدل النمو السنوي للصناعة الكهروضوئية أعلى من 30٪. تتوقع باركر للأبحاث أن توليد الطاقة الكهروضوئية سيجلب 12 جيجاوات من الطاقة الإنتاجية بحلول نهاية عام 2010 ، وهو ما يتجاوز تمامًا طلب باركر للأبحاث البالغ 10.1 جيجاوات المتوقع بحلول عام 2010.

【خاتمة】

إن إمكانات تطوير توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية ضخمة. إنها واحدة من أكثر تقنيات الطاقة المتجددة استدامة.

على الرغم من أن تكنولوجيا توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية في بلدي قد نضجت يومًا بعد يوم ، إلا أنه يجب تحسين الجوانب التالية من أجل استخدام توليد الطاقة الشمسية حقًا وتوفير القوة الدافعة للتنمية طويلة الأجل لهذه الطاقة الجديدة:

1. زيادة حجم الإنتاج ، وتحسين المستوى الفني ، وتحسين جودة المنتج ؛

2. تحسين كفاءة تحويل الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتقليل تكلفة إنتاج المنتجات ؛

3. إدراك العملية المتصلة بالشبكة لتوليد الطاقة الشمسية وشبكة الطاقة الحالية.