Hvordan Produserer ET PV-System Strøm?

som en solar profesjonell, er det viktig å kunne forklare prosessen med hvordan en solar photovoltaic system produserer elektrisitet. Denne prosessen virker mystisk for mange, og misforståelser florerer blant de som ikke er kjent med solenergi. I denne artikkelen kommer vi tilbake til det grunnleggende med en oversikt over hvordan solinstallasjoner gir strøm og hvordan prosessen fungerer for kunden.

La oss starte med grunnlaget for hvordan solenergi produseres, og så kommer vi inn i spesifikasjonene til pv-systemer.

Grunnleggende Om Et Solar PV-System

Solar PV-systemer er i hovedsak en kombinasjon av solcellepaneler, maskinvaren som trengs for å hjelpe energistrømmen gjennom panelene, og omformere.

avhengig av typen system kan de bruke strengomformere, mikroinvertere eller strømoptimalisatorer for å konvertere energien, men den grunnleggende sammensetningen av de fleste PV-systemer er den samme.

Hvordan Fungerer Solenergi I ET PV-System?

Solcellepaneler konverterer energien til fotoner (lyspartikler) til elektrisitet (som vi diskuterer I Nybegynnerens Guide til Solenergi). Denne prosessen kalles fotovoltaisk effekt.

når et foton treffer en fotovoltaisk (PV) enhet, overføres energien fra fotonet til de lokale elektronene i materialet. Disse spente elektronene begynner å strømme, og produserer en elektrisk strøm.

Solceller (innenfor solcellepaneler) produserer likestrøm (DC) elektrisitet, som vanligvis konverteres til vekselstrøm (AC) elektrisitet av en omformer. Dette gjør at den kan sendes tilbake til strømnettet, som opererer MED VEKSELSTRØM, samt brukes til å drive apparater i kundens hjem (eller næringsbygg, når det gjelder kommersielle solinstallasjoner).

det er den grundige forklaringen. Oppsummert innebærer prosessen med hvordan solcellepaneler fungerer tre primære trinn:

1. Solceller i solcellepaneler absorberer lys fra solen, noe som fører til at en elektrisk strøm begynner å strømme.
2. en omformer konverterer LIKESTRØM til VEKSELSTRØM.
3. denne strømmen brukes til å levere dagens energibehov i kundens bygg, og overskuddsstrøm utover det kunden kan bruke eksporteres til nettet.

Hva Skjer Med Energien ET PV-System Produserer?

De Fleste solkunder i USA har nettilkoblede solinstallasjoner. Deres hjem er koblet til elnettet, noe som gjør at de kan bruke energi levert av deres elektriske verktøy når de trenger mer enn deres solinstallasjon produserer (for eksempel på en regnfull dag eller om natten).

det betyr også at når DERES PV-system produserer mer enn de trenger, kan overskuddsenergi sendes til nettet for andre å bruke.

Nettmåling

en policy som kalles nettmåling, som er vanlig i HELE USA, kompenserer solkunder for denne overskuddsenergien, slik at de kan kompensere kostnadene for fremtidig elektrisitet de bruker fra nettet.

Nettmåling har spilt en betydelig rolle i å gjøre solenergi kostnadseffektiv. Men rundt om i landet begynner vi å se noen endringer i hvordan nettselskapene implementerer nettmåling, hvorav mange reduserer verdien som solkunder mottar fra sine solinstallasjoner.

Feed-In Tariffer

Feed-in tariffer er en annen måte å kompensere solkunder for strømmen de sender til nettet i enkelte områder.

Hva Er Delene av Et Fotovoltaisk System?

et enkelt PV-system inneholder to grunnleggende typer komponenter:

• Solmoduler: Solmoduler inneholder solceller som konverterer sollys til elektrisitet.
• Inverter(er): en inverter konverterer LIKESTRØM til VEKSELSTRØM. Det kan også utføre andre funksjoner som er gunstige for strømnettet (se vår artikkel om smarte omformere, som nå kreves I California).

Diagram over et enkelt PV-system. Kilde: Aurora Solar.

BOS Komponenter

det er vanlig praksis å referere til alle komponenter i ET PV-system i tillegg til modulene som balanse av system (BOS) komponenter. Eksempler på BOS-komponenter inkluderer omformere, frakoblinger, reoler og ledninger.

selvfølgelig er Dette bare en grunnleggende oversikt over delene av en solinstallasjon og hvordan de passer sammen. Utforsk noen av våre relaterte artikler for et dypere dykk inn i måtene som solcellepaneler og omformere kan kobles sammen (strenger) og noen alternativer til tradisjonelle omformere, kjent som MODULNIVÅ kraftelektronikk (MLPE).

Hvilke Faktorer Påvirker Solenergi PV System Effektivitet

det er viktig å merke seg at prosessen med å produsere elektrisitet fra solenergi ikke er 100% effektiv. Miljøfaktorer-som temperatur, tilsmussing og skyggelegging – samt tap i de elektriske komponentene, kan påvirke effektiviteten til ET PV-system. Typiske tapskategorier inkluderer:

• Temperatur: Solpanelets effektivitet varierer med temperaturen. Høye temperaturer har en negativ innvirkning på ytelsen.
• Tilsmussing: Materiale som akkumuleres på OVERFLATEN AV PV-paneler, kan blokkere lys fra å nå solcellene, og dermed redusere den genererte effekten. Strømtapet på grunn av tilsmussing er svært variabelt, avhengig av typen tilsmussing (for eksempel støv eller snø), og hvor ofte panelet rengjøres.

Forurensning, for eksempel støv, på PV-moduler reduserer effekten.

• Skyggelegging: Skyggelegging er hindring av irradians på grunn av trær, bygninger, terreng og andre gjenstander i miljøet. Effekten av skygge på effekten av en solinstallasjon er svært variabel. (For å lære mer om årsakene og konsekvensene av skyggelegging, denne artikkelen og denne delen av VÅR PV system tap serien er store ressurser.)
• Ledninger og tilkoblinger: Motstand I de elektriske tilkoblingene til en solinstallasjon resulterer vanligvis i energitap på noen få prosent.
• Mismatch: på grunn av produksjonsvariasjoner kan moduler av samme type ha litt forskjellige elektriske egenskaper. Denne uoverensstemmelsen mellom modulene kan føre til tap av ytelse.
• Inverter Effektivitet: Konvertering AV DC til VEKSELSTRØM via en inverter er vanligvis rundt 96-97% effektiv. Omformere har vanligvis høyere effektivitet når DC – inngangseffekten er høy. Konverteringseffektiviteten tar en stor hit når inngangseffekten er mye mindre enn omformerens nominelle effekt.
• Alder: Solcellepaneler produserer mindre energi jo eldre de blir. Vanligvis antas reduksjonen i ytelsen å være rundt 0,5% per år.

for et dypdykk på disse tapene, se VÅR PV System Tap Serie.

Typiske solar effektivitet verdier for ULIKE PV system tap typer.

System Derate Factor

ovennevnte faktorer er kombinert i en koeffisient kalt system derate factor for å representere de totale tapene av en solinstallasjon. For eksempel, PVWatts, EN NREL støttet PV system energiproduksjon kalkulator, bruker en standard system derate faktor på 86%.

men avhengig av systemdesign eller miljøforhold, kan denne verdien være høyere eller lavere. Avansert solar design programvare som Aurora kan sikre at du nøyaktig bestemme PV system tap og hvor mye energi PV systemet vil produsere.

Solpanel (modul) effektivitet angir hvilken del av irradiansen en modul konverterer til elektrisitet under standard testforhold(STC; irradians AV 1000W / m2, omgivelsestemperatur på 25°C). Som en generell tommelfingerregel kan du estimere ET PV-systemets effektivitet ved å konvertere irradians til elektrisitet (under STC) ved hjelp av følgende formel:

$$\tekst{Total System Effektivitet} = \ tekst{Modul Effektivitet} \ ganger \ tekst{Derate Faktor}$$

Det er viktig å merke seg at disse er bare back-of-the-konvolutt beregninger. For å få en omfattende energiproduksjonsanalyse trenger du et program, For Eksempel Aurora, som inneholder alle ET PV-systems miljømessige, mekaniske og elektriske egenskaper.

Om Solar PV Education 101

Hvordan Et Fotovoltaisk System Produserer Elektrisitet er en del Av Solar PV Education 101, en seks-artikkelserie som fungerer som en innledende primer på grunnleggende av solar PV for nybegynnere.

Artikkel 1: Nybegynnerguiden Til Solenergi
Artikkel 2: Hvordan Et Fotovoltaisk System Produserer Elektrisitet
Artikkel 3: Lese Strømregningen Din: En Nybegynnerguide
Artikkel 4: Hvordan Størrelse ET PV-System Fra En Strømregning
Artikkel 5: Skygge Tap For PV-Systemer, Og Teknikker For Å Redusere Dem
Artikkel 6: De Grunnleggende Prinsippene Som Styrer PV – Systemkostnader

Christian Brown