Collecte de connaissances de base sur le photovoltaïque
Aug 12, 2023
1.
Qu’est-ce que la production d’énergie photovoltaïque ? Qu’est-ce que la production d’énergie photovoltaïque distribuée ?
La production d'énergie photovoltaïque fait référence à la méthode de production d'électricité qui convertit directement le rayonnement solaire en énergie électrique. La production d’énergie photovoltaïque constitue aujourd’hui la principale source de production d’énergie solaire. Par conséquent, ce que les gens disent souvent à propos de la production d’énergie solaire, c’est la production d’énergie photovoltaïque.
La production d'électricité distribuée fait référence aux installations de production d'énergie photovoltaïque construites à proximité du site de l'utilisateur. Le mode de fonctionnement est principalement destiné à l'auto-utilisation du côté de l'utilisateur et l'électricité excédentaire est connectée au réseau, mais l'ajustement de l'équilibre du système de distribution d'énergie est caractéristique des installations de production d'énergie photovoltaïque.
La production d'électricité distribuée suit le test original d'adaptation des mesures aux conditions locales, d'une disposition propre et efficace, décentralisée et d'une utilisation à proximité, en utilisant pleinement les ressources locales d'énergie solaire et en remplaçant et en réduisant la consommation d'énergie fossile.
2.
Connaissez-vous l’origine historique de la production d’énergie photovoltaïque ?
En 1839, alors que French Becquerel, âgé de 19- ans, faisait des expériences physiques, il découvrit que le courant de deux électrodes métalliques dans le liquide conducteur serait renforcé lorsqu'elles étaient irradiées par la lumière, découvrant ainsi "l'effet photovoltaïque". En 1930, Lange proposa pour la première fois d'utiliser « l'effet photovoltaïque » pour fabriquer des cellules solaires, transformant ainsi l'énergie solaire en électricité.
En 1932, Odubot et Stola fabriquèrent la première cellule solaire au « sulfure de cadmium ».
En 1941, Audou découvre l'effet photovoltaïque sur le silicium.
En mai 1954, Chapin, Fuller et Pearson des laboratoires Bell aux États-Unis ont développé une cellule solaire en silicium monocristallin avec un rendement de 6 pour cent, qui fut la première cellule solaire ayant une valeur pratique au monde. La même année, Wick découvre pour la première fois que l'arsenic et le nickel ont un effet photovoltaïque et qu'un film de sulfure de nickel est déposé sur le verre pour fabriquer une cellule solaire. La technologie pratique de production d’énergie photovoltaïque qui convertit la lumière du soleil en énergie électrique est née et développée.
3.
Comment les cellules photovoltaïques produisent-elles de l’électricité ?
Une cellule photovoltaïque est un dispositif semi-conducteur doté de caractéristiques de conversion de la lumière et de l'électricité. Il convertit directement l'énergie du rayonnement solaire en courant continu. Il s’agit de l’unité la plus élémentaire de production d’énergie photovoltaïque. Les caractéristiques électriques uniques des cellules photovoltaïques sont obtenues en dopant certains éléments (comme le phosphore ou le bore, etc.), provoquant ainsi un déséquilibre permanent de la charge moléculaire du matériau, formant un matériau semi-conducteur aux propriétés électriques particulières, des charges libres peuvent être générées dans des semi-conducteurs aux propriétés électriques particulières sous la lumière du soleil, ces charges libres d'orientation se déplacent et s'accumulent, de sorte que de l'énergie électrique est générée lorsque ses deux extrémités sont fermées. Ce phénomène est appelé « effet photovoltaïque » ou en abrégé effet photovoltaïque.
4.
De quels composants se compose le système de production d’énergie photovoltaïque ?
Un système de production d'énergie photovoltaïque se compose d'un réseau photovoltaïque carré (un réseau photovoltaïque carré est composé de modules photovoltaïques connectés en série et en parallèle), d'un contrôleur, d'une batterie, d'un onduleur DC/AC et d'autres pièces. Le composant principal d'un système de production d'énergie photovoltaïque est un module photovoltaïque, et le module photovoltaïque est constitué de cellules photovoltaïques connectées en série, en parallèle et emballées. Il convertit l'énergie lumineuse du soleil directement en énergie électrique. L'électricité produite par les modules photovoltaïques est un courant continu. Nous pouvons l'utiliser ou utiliser un onduleur pour le convertir en courant alternatif à utiliser. D'un point de vue, l'énergie électrique générée par le système photovoltaïque peut être utilisée immédiatement, ou elle peut être stockée dans des dispositifs de stockage d'énergie tels que des batteries, et libérée pour être utilisée à tout moment selon les besoins.
5.
Qu'est-ce qu'un réseau de distribution ? Quelle est la relation entre le réseau de distribution et la production d’énergie photovoltaïque distribuée ?
Le réseau de distribution est un réseau électrique qui reçoit l'énergie électrique du réseau de transport ou des centrales électriques régionales et la distribue localement via des installations de distribution d'électricité ou à différents utilisateurs étape par étape en fonction de la tension. Il est composé de lignes aériennes, de câbles, de tours, de transformateurs de distribution, d'interrupteurs d'isolement. Le condensateur de compensation de puissance réactive, un dispositif de mesure et certaines installations auxiliaires adoptent généralement une conception en boucle fermée et fonctionnent en parallèle. Sa structure est radiale. La structure passe d'une structure radiale à une structure d'alimentation multi-puissance, et l'amplitude, la direction d'écoulement et les caractéristiques de distribution du courant de court-circuit changent toutes.
6.
Pourquoi le photovoltaïque est-il une énergie verte et bas carbone ?
La production d’énergie photovoltaïque présente d’importants avantages énergétiques, environnementaux et économiques, et constitue l’une des sources d’énergie verte de la plus haute qualité. L'installation d'un système de production d'énergie photovoltaïque de 1 kilowatt dans des conditions d'ensoleillement moyennes dans mon pays peut produire 1 200 kilowattheures d'électricité en un an, ce qui peut réduire l'utilisation de charbon (charbon standard). Selon les résultats de recherche du Fonds mondial pour Nature (WWF) : En termes d'effet de réduction du dioxyde de carbone, installer un système de production d'énergie photovoltaïque de 1 mètre carré équivaut à planter 100 mètres carrés d'arbres. Actuellement, les énergies renouvelables telles que la production d’énergie photovoltaïque sont en cours de développement. L'énergie est l'un des moyens efficaces pour résoudre fondamentalement les problèmes environnementaux tels que le smog et les pluies acides.
7.
Que pensez-vous de l'annonce selon laquelle « une grande quantité d'énergie est consommée dans la production de modules de cellules photovoltaïques » ?
Les cellules photovoltaïques consomment une certaine quantité d'énergie dans leur processus de production, en particulier dans les trois maillons que sont la purification industrielle du silicium, la production de polysilicium de haute pureté, les tiges de silicium monocristallin et la production de lingots de silicium polycristallin. L'énergie peut être générée en continu à l'intérieur. On estime que dans des conditions d'ensoleillement moyennes dans mon pays, le rendement énergétique du système de production d'énergie photovoltaïque pendant toute sa durée de vie dépasse sa consommation d'énergie de plus de 15 fois. La période de récupération d'énergie d'un système photovoltaïque sur toit de 1 kW connecté au réseau installé à un angle d'inclinaison optimal à Pékin est de 1,5-2 ans, ce qui est bien inférieur à la durée de vie du système photovoltaïque. C'est-à-dire que l'électricité générée par le système photovoltaïque au cours des 1,5-2 premières années est utilisée pour compenser l'énergie consommée dans sa production et d'autres processus, et l'énergie émise après 1,5-2 ans. est une production pure, les cellules photovoltaïques doivent donc être évaluées du point de vue de la consommation d'énergie sur l'ensemble du cycle de vie.
8.
Que pensez-vous de l'annonce selon laquelle "la production de modules de cellules photovoltaïques va produire beaucoup de pollution ?"
La production de modules de cellules photovoltaïques comprend le polysilicium, les lingots de silicium, les cellules photovoltaïques et les modules photovoltaïques. Les rapports de pollution associés font principalement référence aux matières premières des modules photovoltaïques, aux sous-produits issus de la production de polysilicium de haute pureté et à la production de polysilicium de haute pureté. Utilisez principalement la méthode Siemens améliorée, qui convertit le silicium de qualité métallurgique en silicium trichlorohélium, puis le réduit en polysilicium de qualité solaire en ajoutant de l'hydrogène. De plus, du chlorure de silicium se formera comme sous-produit et le tétrachlorure de silicium se décomposera en acide silicique lorsqu'il rencontrera de l'air humide. Le chlorure d'hydrogène, s'il n'est pas manipulé correctement, entraînera des problèmes de pollution, mais la méthode Siemens améliorée adoptée par les entreprises chinoises de production de polysilicium peut permettre une production en boucle fermée, et le tétrachlorure de silicium et les gaz résiduaires sous-produits peuvent être recyclés pour parvenir à une production propre. En décembre 2010, l'État a publié les « Conditions d'accès à l'industrie du polysilicium », qui stipulaient que les taux de récupération et d'utilisation du tétrachlorure de silicium et du chlore dans les gaz résiduaires de réduction ne devaient pas être inférieurs à 98,5 % et 99 %, de sorte que la production mature et améliorée de Siemens la technologie répond pleinement aux exigences de protection de l’environnement. Il n'y aura aucun problème de pollution de l'environnement.
9.
De quelle quantité de soleil disposons-nous ? Pourra-t-elle devenir la source d’énergie dominante à l’avenir ?
Le rayonnement solaire reçu par la surface de la Terre peut répondre à 10 000 fois la demande énergétique mondiale. Le rayonnement annuel moyen reçu par mètre carré de surface terrestre varie de 1000-2000KWH selon les régions. Selon les données de l'Agence internationale de l'énergie, l'installation de systèmes solaires photovoltaïques dans le monde suffit à répondre à la demande énergétique mondiale dans 4 % des déserts de la planète. L’énergie solaire photovoltaïque bénéficie d’un vaste espace de développement et son potentiel est énorme.
Selon des statistiques préliminaires, le potentiel de marché de la production d'énergie photovoltaïque en Chine s'élève à plus de 3 000 milliards de kilowatts en utilisant uniquement les bâtiments existants. Avec le progrès technologique et l'application à grande échelle, le coût de la production d'électricité sera encore réduit et elle deviendra une méthode d'approvisionnement énergétique plus compétitive, passant progressivement d'une énergie supplémentaire à une énergie alternative, et on espère devenir l'énergie dominante dans le avenir.