Đối chiếu kiến ​​thức cơ bản về quang điện

1. Phát điện quang điện là gì? Phát điện quang điện phân tán là gì?

Sản xuất năng lượng quang điện đề cập đến phương pháp sản xuất điện chuyển đổi trực tiếp bức xạ mặt trời thành năng lượng điện. Sản xuất năng lượng quang điện là xu hướng chủ đạo của sản xuất năng lượng mặt trời ngày nay. Vì vậy, điều người ta thường nói về sản xuất điện mặt trời chính là sản xuất điện quang điện.

Phát điện phân tán đề cập đến các cơ sở phát điện quang điện được xây dựng gần địa điểm của người dùng. Chế độ vận hành chủ yếu để người dùng tự sử dụng, lượng điện dư thừa được nối vào lưới điện nhưng việc điều chỉnh cân bằng hệ thống phân phối điện là đặc điểm của các cơ sở phát điện quang điện.

Việc sản xuất điện phân tán tuân theo thử nghiệm ban đầu về các biện pháp thích ứng với điều kiện địa phương, bố trí sạch sẽ và hiệu quả, phi tập trung và sử dụng lân cận, tận dụng triệt để các nguồn năng lượng mặt trời tại địa phương để thay thế và giảm mức tiêu thụ năng lượng hóa thạch.

2. Bạn có biết nguồn gốc lịch sử của việc phát điện quang điện không?

Năm 1839, khi Becquerel người Pháp 19-tuổi đang thực hiện các thí nghiệm vật lý, cậu phát hiện ra rằng dòng điện của hai điện cực kim loại trong chất lỏng dẫn điện sẽ mạnh hơn khi chúng được chiếu xạ bằng ánh sáng, từ đó phát hiện ra "hiệu ứng quang điện". Năm 1930, Lange lần đầu tiên đề xuất sử dụng “hiệu ứng quang điện” để chế tạo pin mặt trời, biến năng lượng mặt trời thành điện năng.

Năm 1932 Odubot và Stola chế tạo pin mặt trời "cadmium sulfide" đầu tiên.

Năm 1941 Audou phát hiện ra hiệu ứng quang điện trên silicon.

Vào tháng 5 năm 1954, Chapin, Fuller và Pearson của Phòng thí nghiệm Bell ở Hoa Kỳ đã phát triển pin mặt trời silicon đơn tinh thể với hiệu suất 6%, đây là pin mặt trời đầu tiên có giá trị thực tế trên thế giới. Cùng năm đó, Wick lần đầu tiên phát hiện ra asen Niken có tác dụng quang điện và một màng niken sunfua được lắng đọng trên kính để tạo thành pin mặt trời. Công nghệ phát điện quang điện thực tế chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện đã ra đời và phát triển.

3. Tế bào quang điện tạo ra điện như thế nào?

Tế bào quang điện là một thiết bị bán dẫn có đặc tính chuyển đổi ánh sáng và điện. Nó trực tiếp chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành dòng điện một chiều. Đây là đơn vị cơ bản nhất của phát điện quang điện. Các đặc tính điện độc đáo của tế bào quang điện có được bằng cách pha tạp một số nguyên tố nhất định (chẳng hạn như phốt pho hoặc boron, v.v.), do đó gây ra sự mất cân bằng vĩnh viễn trong điện tích phân tử của vật liệu, tạo thành vật liệu bán dẫn có tính chất điện đặc biệt, điện tích tự do có thể được được tạo ra trong chất bán dẫn có tính chất điện đặc biệt dưới ánh sáng mặt trời, các điện tích tự do này sẽ di chuyển và tích lũy, do đó năng lượng điện được tạo ra khi hai đầu của nó đóng lại. Hiện tượng này được gọi là "hiệu ứng quang điện" hay gọi tắt là hiệu ứng quang điện.

4. Hệ thống phát điện quang điện bao gồm những thành phần nào?

Hệ thống phát điện quang điện bao gồm một mảng quang điện vuông (mảng vuông quang điện bao gồm các mô-đun quang điện được kết nối nối tiếp và song song), bộ điều khiển, bộ pin, bộ biến tần DC/AC và các bộ phận khác. Thành phần cốt lõi của hệ thống phát điện quang điện là mô-đun quang điện và mô-đun quang điện. Nó được tạo thành từ các tế bào quang điện được kết nối nối tiếp, song song và đóng gói. Nó chuyển đổi năng lượng ánh sáng của mặt trời trực tiếp thành năng lượng điện. Điện được tạo ra bởi các mô-đun quang điện là dòng điện một chiều. Chúng ta có thể sử dụng hoặc dùng máy biến tần để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều để sử dụng. Từ góc độ, năng lượng điện do hệ thống quang điện tạo ra có thể được sử dụng ngay lập tức hoặc có thể được lưu trữ trong các thiết bị lưu trữ năng lượng như pin và được giải phóng để sử dụng bất cứ lúc nào nếu cần.

5. Mạng lưới phân phối là gì? Mối quan hệ giữa mạng lưới phân phối và sản xuất điện quang điện phân tán là gì?

Mạng phân phối là mạng điện nhận năng lượng điện từ mạng truyền tải hoặc các nhà máy điện khu vực và phân phối điện cục bộ thông qua các cơ sở phân phối điện hoặc đến nhiều người dùng khác nhau theo điện áp. Nó bao gồm các đường dây trên không, dây cáp, tháp, máy biến áp phân phối, công tắc cách ly, tụ điện bù công suất phản kháng, thiết bị đo sáng và một số cơ sở phụ trợ thường áp dụng thiết kế vòng kín và chạy song song. Cấu trúc của nó là xuyên tâm. Cấu trúc thay đổi từ cấu trúc xuyên tâm sang cấu trúc cung cấp nhiều nguồn và cường độ, hướng dòng chảy và đặc tính phân phối của dòng điện ngắn mạch đều thay đổi.

6. Tại sao năng lượng quang điện là năng lượng xanh và ít carbon?

Sản xuất năng lượng quang điện mang lại lợi ích đáng kể về năng lượng, bảo vệ môi trường và kinh tế và là một trong những nguồn năng lượng xanh chất lượng cao nhất. Lắp đặt hệ thống phát điện quang điện 1 kilowatt trong điều kiện nắng trung bình ở nước tôi có thể tạo ra 1200 kilowatt giờ điện trong một năm, giúp giảm việc sử dụng than (than tiêu chuẩn) Theo kết quả nghiên cứu của Quỹ Quốc tế về Phát triển điện lực quốc tế (World Wide Fund for Thiên nhiên (WWF): Xét về tác dụng giảm lượng khí carbon dioxide, lắp đặt hệ thống phát điện quang điện diện tích 1 mét vuông tương đương với việc trồng 100 mét vuông cây xanh. Hiện nay, năng lượng tái tạo như phát điện quang điện đang được phát triển. Năng lượng là một trong những phương tiện hữu hiệu để giải quyết căn bản các vấn đề môi trường như khói bụi, mưa axit.

7. Bạn nghĩ gì về thông tin “một lượng lớn năng lượng được tiêu thụ trong quá trình sản xuất mô-đun tế bào quang điện”?

Các tế bào quang điện tiêu thụ một lượng năng lượng nhất định trong quá trình sản xuất của chúng, đặc biệt là trong ba liên kết: tinh chế silicon công nghiệp, sản xuất polysilicon có độ tinh khiết cao, thanh silicon đơn tinh thể và sản xuất phôi silicon đa tinh thể. Năng lượng có thể được tạo ra liên tục bên trong. Người ta ước tính rằng trong điều kiện ánh nắng trung bình ở nước tôi, năng lượng hoàn trả của hệ thống phát điện quang điện trong toàn bộ vòng đời vượt quá mức tiêu thụ năng lượng của nó hơn 15 lần. Thời gian phục hồi năng lượng của hệ thống kết nối lưới quang điện trên mái nhà công suất 1 kW được lắp đặt ở góc nghiêng tối ưu ở Bắc Kinh là 1,5-2 năm, thấp hơn nhiều so với tuổi thọ sử dụng của hệ thống quang điện. Điều đó có nghĩa là, điện do hệ thống quang điện tạo ra trong 1.5-2 năm đầu tiên được sử dụng để bù đắp năng lượng tiêu thụ trong quá trình sản xuất và các quá trình khác cũng như năng lượng phát ra sau 1.5-2 năm là đầu ra thuần túy, do đó, tế bào quang điện phải được đánh giá từ góc độ tiêu thụ năng lượng trong toàn bộ vòng đời.

8. Bạn nghĩ gì về thông tin "việc sản xuất mô-đun tế bào quang điện sẽ gây ra nhiều ô nhiễm?"

Việc sản xuất các mô-đun tế bào quang điện bao gồm polysilicon, thỏi silicon, tế bào quang điện và mô-đun quang điện. Các báo cáo về ô nhiễm liên quan chủ yếu đề cập đến nguyên liệu thô của mô-đun quang điện, sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình sản xuất polysilicon có độ tinh khiết cao và sản xuất polysilicon có độ tinh khiết cao. Chủ yếu sử dụng phương pháp cải tiến của Siemens, chuyển đổi silicon cấp luyện kim thành silicon trichlorohelium, sau đó khử nó thành polysilicon cấp năng lượng mặt trời bằng cách thêm hydro. Ngoài ra, silicon clorua sẽ được hình thành dưới dạng sản phẩm phụ và silicon tetrachloride sẽ phân hủy thành axit silicic khi gặp không khí ẩm. Hydro clorua, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ra vấn đề ô nhiễm, nhưng phương pháp cải tiến của Siemens được các doanh nghiệp sản xuất polysilicon của Trung Quốc áp dụng có thể đạt được quy trình sản xuất khép kín và sản phẩm phụ là silicon tetrachloride và khí đuôi có thể được tái chế để đạt được sản xuất sạch. Vào tháng 12 năm 2010, nhà nước đã ban hành "Điều kiện tiếp cận ngành công nghiệp Polysilicon", quy định rằng tỷ lệ thu hồi và sử dụng silicon tetrachloride và clo trong khí đuôi khử không được thấp hơn 98,5% và 99%, do đó quá trình sản xuất của Siemens đã được cải tiến hoàn thiện. công nghệ đáp ứng đầy đủ yêu cầu bảo vệ môi trường. Sẽ không có vấn đề ô nhiễm môi trường.

9. Chúng ta có bao nhiêu ánh sáng mặt trời? Liệu nó có thể trở thành nguồn năng lượng thống trị trong tương lai?

Bức xạ mặt trời mà bề mặt trái đất nhận được có thể đáp ứng gấp 10,{1}} lần nhu cầu năng lượng toàn cầu. Bức xạ trung bình hàng năm nhận được trên một mét vuông bề mặt trái đất thay đổi từ 1000-2000KWH tùy theo khu vực. Theo số liệu của Cơ quan Năng lượng Quốc tế, tại 4% sa mạc trên thế giới lắp đặt hệ thống quang điện mặt trời trên thế giới đủ đáp ứng nhu cầu năng lượng toàn cầu. Quang điện mặt trời có không gian phát triển rộng lớn và tiềm năng của chúng là rất lớn.

Theo thống kê sơ bộ, tiềm năng thị trường sản xuất điện quang điện ở nước tôi là hơn 3 nghìn tỷ kilowatt chỉ bằng cách sử dụng các tòa nhà hiện có. Với tiến bộ công nghệ và ứng dụng quy mô lớn, chi phí sản xuất điện sẽ giảm hơn nữa và nó sẽ trở thành phương thức cung cấp năng lượng cạnh tranh hơn, dần thay đổi từ năng lượng bổ sung sang năng lượng thay thế và hy vọng sẽ trở thành năng lượng thống trị trong thế giới. tương lai.