Système de production d'énergie photovoltaïque
Aug 04, 2023
Introduire
——
Le photovoltaïque, ou système de production d'énergie photovoltaïque, est un système de production d'énergie qui utilise l'effet photovoltaïque de matériaux semi-conducteurs pour convertir l'énergie solaire rayonnante en énergie électrique. L’énergie des systèmes de production d’énergie photovoltaïque provient de l’énergie solaire inépuisable, qui est une source d’énergie propre, sûre et renouvelable. Le processus de production d’énergie photovoltaïque ne pollue pas l’environnement et ne nuit pas à l’écologie.
Les systèmes de production d'énergie photovoltaïque sont divisés en systèmes photovoltaïques indépendants et en systèmes photovoltaïques connectés au réseau. Le système de production d'énergie photovoltaïque est composé de panneaux de cellules solaires, de blocs-batteries, de contrôleurs de charge et de décharge, d'onduleurs, d'armoires de distribution CA, de systèmes de contrôle de suivi solaire et d'autres équipements.
histoire
——
Heinrich Hertz a découvert l'effet photoélectrique pour la première fois en 1887 et Albert Einstein a expliqué ce phénomène en 1905. Les systèmes photovoltaïques (PV) utilisent l'effet photoélectrique des matériaux semi-conducteurs pour convertir directement la lumière en énergie électrique. La composition des semi-conducteurs ainsi que l'intensité et la longueur d'onde du rayonnement solaire effectif reçu par les dispositifs photovoltaïques peuvent toutes deux affecter la production d'énergie des dispositifs photovoltaïques (Hertz, 1887 ; Einstein, 1905). En 1954, trois chercheurs des Bell Labs ont développé la première « cellule solaire » pratique. Cette batterie peut convertir 6 pour cent de l’énergie solaire incidente en énergie électrique (Pedin, 2004). Grâce aux progrès continus de la recherche et du développement, l’efficacité de conversion des appareils photovoltaïques s’est également améliorée.
classification
——
Les systèmes de production d'énergie solaire photovoltaïque peuvent être divisés en deux catégories en fonction de leur relation avec les systèmes électriques : les systèmes de production d'énergie photovoltaïque indépendants et les systèmes de production d'énergie photovoltaïque connectés au réseau.
Système de production d'énergie photovoltaïque indépendant
Le système de production d'énergie photovoltaïque indépendant est composé d'un système solaire photovoltaïque, d'une batterie de stockage, d'un contrôleur de charge, d'un convertisseur électronique de puissance (onduleur), d'une charge, etc. Son principe de fonctionnement est que l'énergie du rayonnement solaire est d'abord convertie en énergie électrique via le système photovoltaïque. , puis la charge est alimentée par le convertisseur électronique de puissance après la conversion. Dans le même temps, l'énergie électrique excédentaire est stockée dans le dispositif de stockage d'énergie sous forme d'énergie chimique après avoir traversé le contrôleur de charge. De cette façon, lorsque la lumière du soleil est insuffisante, l'énergie stockée dans la batterie peut être transformée en énergie électrique AC 220 V, 50 Hz pour les charges AC après avoir été amplifiée par des onduleurs électroniques de puissance, des filtres et des transformateurs de fréquence de puissance. La caractéristique de la production d’énergie solaire est de produire de l’électricité pendant la journée, alors que la charge est souvent utilisée 24h/24 et 7j/7. Par conséquent, les composants de stockage d’énergie sont essentiels dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque indépendants, et les principaux composants de stockage d’énergie utilisés en ingénierie sont les batteries.
système photovoltaïque connecté au réseau
Le système de production d'énergie photovoltaïque connecté au réseau se compose d'un système photovoltaïque, d'un circuit élévateur DC/DC haute fréquence, d'un convertisseur électronique de puissance (onduleur) et d'une partie de surveillance du système. Son principe de fonctionnement est que l'énergie du rayonnement solaire est convertie par un système photovoltaïque, puis transformée en courant continu haute tension après conversion CC haute fréquence, puis produit un courant alternatif sinusoïdal avec la même fréquence que la tension du réseau après avoir été inversée. par onduleur électronique de puissance.
La plus grande différence entre les deux systèmes de production d'énergie photovoltaïque ci-dessus est que le système de production d'énergie photovoltaïque connecté au réseau est directement connecté au réseau électrique, de sorte que le surplus d'électricité du système photovoltaïque et du réseau parallèle peut être complémentaire, éliminant ainsi le stockage d'énergie nécessaire. des éléments tels que des batteries dans le système de production d'énergie photovoltaïque indépendant, ce qui non seulement réduit le coût du système mais garantit également la fiabilité du système. Dans le même temps, en été, l'intensité du rayonnement solaire est élevée et le système photovoltaïque génère plus d'énergie, ce qui peut réguler la charge de pointe du réseau en été. Avec l’application à grande échelle de la production d’énergie solaire photovoltaïque et la baisse rapide du prix des modules de cellules solaires ces dernières années, les systèmes connectés au réseau seront sans aucun doute plus largement utilisés.
avantage
——
1) Fonctionnement fiable : il peut fournir de l’énergie normalement même dans des environnements et des conditions climatiques difficiles.
2) Longue durée de vie : La durée de vie des composants en silicium cristallin est généralement supérieure à 25 ans, tandis que la durée de vie des composants en silicium amorphe est généralement supérieure à 20 ans.
3) Faible coût de maintenance : Une fois terminé, seul un petit nombre de personnel est requis pour inspecter et entretenir régulièrement le système. Par rapport aux centrales électriques conventionnelles, les coûts de maintenance sont élevés.
4) Énergie naturelle : L’énergie est une source inépuisable d’énergie solaire, sans nécessiter de coûts énergétiques.
5) Aucune pollution sonore : L’ensemble du système ne comporte aucune pièce mécanique mobile et ne génère pas de bruit.
6) Modulaire : sélectionnez la capacité du système en fonction des besoins, une installation flexible et pratique et une extension facile.
7) Sécurité : Il n’y a aucun élément inflammable dans le système et les performances de sécurité sont élevées.
8) Alimentation électrique autonome : il peut fonctionner hors réseau, fournir de l'énergie indépendamment et n'est pas affecté par le réseau électrique public.
9) Production d’électricité distribuée : Des centrales photovoltaïques distribuées peuvent être construites pour réduire l’impact et les dommages sur le réseau électrique public.
10) Haute altitude : Dans les zones à haute altitude et à fort ensoleillement, la puissance de sortie du système peut être encore augmentée. (Par rapport à la production d'énergie photovoltaïque dans les zones de haute altitude, l'efficacité du générateur diesel et la puissance de sortie sont réduites en raison de la faible pression atmosphérique.
Scénario d'application
——
En plus des centrales solaires traditionnelles et du photovoltaïque distribué sur les toits, le photovoltaïque peut également être appliqué à divers scénarios, tels que l'architecture, l'agriculture, la pêche, les équipements publics, la construction paysagère, etc. Ces modèles composites et transfrontaliers permettent aux projets de construction photovoltaïque d'équilibrer développement économique et protection de l’environnement tout en produisant de l’électricité propre ; D'autre part, ce mode d'utilisation efficace et intensive de l'espace aidera les nouveaux projets de développement énergétique à obtenir les ressources foncières nécessaires à la construction.
Dans le comté de Zhongba, en Chine, tout l'approvisionnement en chaleur est assuré par l'énergie solaire. La partie noire sur le côté gauche de l'image est un capteur solaire d'une superficie de 35 000 mètres carrés, tout comme le chauffe-eau que nous utilisons habituellement, qui peut convertir l'énergie solaire en chaleur. Il récupère la chaleur et la stocke dans le pot coloré sur la photo. Ce pot peut générer de la chaleur 24 heures sur 24 et assurer le chauffage du chef-lieu. Il s’agit d’une énergie 100 % solaire, totalement sans carbone.
Photovoltaïque plus restauration écologique des sols
Selon les statistiques de la Convention des Nations Unies sur la lutte contre la désertification, la superficie mondiale en proie à une sécheresse extrême et à une sécheresse extrême est d'environ 25 500 kilomètres carrés, soit 17,2 % de la surface terrestre mondiale. De plus, la superficie du désert continue de s’étendre chaque année. La neutralité en matière de dégradation des terres (LDN) et la restauration écologique des terres dégradées ont toujours été des enjeux importants auxquels la Terre est confrontée. Même si les terres désertifiées doivent être réparées, elles fournissent également une grande quantité de ressources foncières. Par conséquent, combiner la restauration écologique des terres désertifiées avec la construction photovoltaïque apportera divers avantages. Les panneaux solaires installés dans les déserts fournissent non seulement de l’électricité, mais réduisent également la quantité de rayonnement solaire et l’évaporation de l’eau au sol. L’eau pulvérisée lors du nettoyage des panneaux de batteries augmente le taux d’humidité de la surface du sol et favorise la croissance et la restauration de la végétation. Les centrales solaires dans le désert peuvent favoriser la fixation biologique du carbone du sol, la colonisation végétale, améliorer la biodiversité et restaurer l'activité du sol, ce qui est propice à la conservation de l'eau et des sols, à la résistance au vent et au sable, à la régulation du climat et à l'amélioration de l'environnement écologique. Les propriétaires fonciers, après un cycle d'exploitation de 25- ans de centrales photovoltaïques, recevront des terres de haute qualité avec une couverture végétale plus élevée, un sol plus sain, une productivité des terres plus élevée et des avantages en matière de location de terres pendant la période d'utilisation.
Actuellement, des pays comme le Pakistan et l'Égypte, ainsi que la Mongolie intérieure, le Shanxi, le Qinghai, le Ningxia et d'autres régions de Chine, ont de tels projets de « restauration écologique photovoltaïque et terrestre ». Prenons comme exemple le projet de restauration écologique du bassin du Qinghai Gonghe. Le projet de 850 MW couvre une superficie de 54 kilomètres carrés. Après la construction de centrales photovoltaïques, la couverture végétale des terres sous et entre les panneaux photovoltaïques a considérablement augmenté, et la couverture végétale a augmenté de 15 pour cent ; La couverture végétale dans les zones d’irrigation par pompe à eau photovoltaïque s’est également considérablement améliorée. À 10 cm, 20 cm et 40 cm sous le panneau photovoltaïque, la teneur en humidité du sol a augmenté respectivement de 78 pour cent, 43 pour cent et 40 pour cent. En été, la teneur en matière organique du sol et en azote a augmenté respectivement de 11,6 fois et 11,3 fois par rapport à l'année précédente, et les micro-organismes du sol ont augmenté, améliorant ainsi la productivité des terres. La production d'énergie photovoltaïque a réduit les émissions de carbone d'environ 1,2 million de tonnes, et le carbone organique de la végétation et du sol a également formé un certain degré de dépôt de carbone. La zone de la centrale électrique a un effet régulateur important sur le climat local : la vitesse du vent à l'intérieur du parc photovoltaïque a diminué de 40,3 pour cent par rapport à l'extérieur du parc ; L'humidité relative de l'air est 2,8 pour cent plus élevée qu'à l'extérieur du parc. Il a également un effet régulateur sur la température du sol.
Photovoltaïque plus Bâtiment
La plus grande consommation d'énergie en Europe provient du secteur de la construction, qui consomme environ 40 pour cent de l'énergie et émet environ 36 pour cent des gaz à effet de serre. À l’heure actuelle, près de 75 pour cent des bâtiments de l’Union européenne ont une faible efficacité énergétique. Si les bâtiments existants sont modernisés en énergie, cela permettra d'économiser beaucoup d'énergie, ce qui devrait réduire la consommation totale d'énergie de l'UE de 5 à 6 pour cent et réduire les émissions de dioxyde de carbone de 5 pour cent. Actuellement, l’Europe promeut à grande échelle des projets d’intégration de bâtiments photovoltaïques. Combiner la construction photovoltaïque avec des bâtiments peut réduire la consommation des ressources foncières. Les pays européens estiment d'abord la surface de construction disponible lors de la construction de projets « photovoltaïques plus bâtiment », afin de maximiser l'utilisation de la surface de construction. Les résultats du déploiement pratique à grande échelle de systèmes photovoltaïques dans la région métropolitaine de Paris montrent qu'en raison de la couverture du toit, les panneaux solaires peuvent augmenter la demande de chauffage des ménages en hiver de 3 pour cent, mais en été, cette couverture peut réduire la consommation d'énergie de la climatisation de 12 pour cent.
Le Liechtenstein est un pays très typique qui profite du photovoltaïque dans la construction. Ce pays est situé entre la Suisse et l'Autriche, avec une superficie de seulement 160,5 kilomètres carrés et 38 244 habitants. Le Liechtenstein a un petit territoire et une population clairsemée, une consommation d'énergie par habitant élevée, une consommation d'électricité par habitant élevée et un faible taux d'autosuffisance énergétique. Cependant, c'est le premier pays au monde à pouvoir être qualifié de « centrale énergétique ». Du point de vue du photovoltaïque par habitant, le Liechtenstein a dépassé en 2015 l'Allemagne, qui se classait auparavant au premier rang (avec une puissance installée par habitant de 473 watts), et a reçu le titre de « champion du photovoltaïque par habitant » de la Solar Super State Association. avec une capacité installée par habitant de 532 watts. Il est à noter que tous les projets photovoltaïques de ce pays sont construits sur des bâtiments. Dans les conditions de ressources lumineuses du Liechtenstein, un système photovoltaïque moderne d'une superficie de 40-50 mètres carrés peut à peu près couvrir la consommation électrique d'une famille de quatre personnes et peut continuer à produire de l'électricité pendant environ 25 ans, aidant ainsi le Liechtenstein à atteindre l'autosuffisance en électricité domestique et la fourniture d'une partie de l'électricité à l'industrie. Le 10 mai 2020, la production nationale d'électricité du Liechtenstein a dépassé la charge électrique du pays, marquant la première fois de son histoire que le pays disposait d'une exploitation électrique totalement autosuffisante sans avoir besoin d'énergie externe. Bien qu’il s’agisse d’un événement occasionnel au cours d’une période particulière, il démontre également la possibilité pour le pays de s’appuyer sur la construction photovoltaïque pour atteindre son indépendance énergétique. Le plan énergétique public actuel du pays vise à atteindre une capacité photovoltaïque par habitant de 2,2 kilowatts d'ici 2030 et d'au moins 4,5 kilowatts d'ici 2050. Toutes ces installations photovoltaïques sont toujours prévues pour la construction, et la situation de la construction de systèmes photovoltaïques dans le pays a été encore consolidées.
Photovoltaïque plus Agriculture
« Photovoltaïque plus Agriculture » fait référence au développement simultané d'activités de production d'énergie photovoltaïque sur échafaudages et d'activités de production agricole sur le même territoire. La superficie agricole mondiale est d'environ 500 millions de kilomètres carrés, soit 38 pour cent de la superficie terrestre mondiale. Environ un tiers de ce territoire est constitué de terres arables, tandis que les deux tiers restants sont constitués de prairies et de pâturages. Les terres agricoles occupent une grande quantité de ressources foncières, et la question de savoir si ces terres peuvent être utilisées comme zones utilisables pour la construction photovoltaïque a toujours été controversée. À cette fin, la plus grande institution de recherche sur l'énergie solaire en Europe, le Fraunhofer ISE en Allemagne, a lancé en 2015 le projet de recherche intégrée agricole et solaire APV RESOLA pour tester l'impact des panneaux photovoltaïques sur le rendement de différentes cultures telles que le blé d'hiver, le céleri. et des pommes de terre. Le contrôle scientifique montre que la combinaison du photovoltaïque et de la plantation de pommes de terre augmentera le rendement des pommes de terre de 3 pour cent par hectare, et que les terres agricoles produiront 83 pour cent d'énergie verte supplémentaire grâce au photovoltaïque, et que le taux d'utilisation global des terres augmentera de {{7 }} pour cent . Cette réalisation a été annoncée lors de la conférence internationale sur le photovoltaïque agricole AgriVoltaics organisée par l'institut de recherche sur les systèmes solaires Fraunhofer en Allemagne en octobre 2020. Le mode « photovoltaïque plus agriculture », qui combine le nettoyage des panneaux photovoltaïques avec l'irrigation des terres agricoles, peut améliorer l'efficacité de l'eau. l'utilisation des ressources, et les panneaux photovoltaïques peuvent également jouer un rôle dans la réduction de l'impact négatif de la lumière excessive de midi sur les cultures et dans la réduction de l'évaporation de l'eau. Sur la base d’installations agricoles et solaires intégrées, des cultures adaptées peuvent être sélectionnées pour une irrigation raisonnable. Le système intelligent d'alimentation photovoltaïque peut également assurer le processus de production agricole, réaliser une « serre photovoltaïque et une plantation intelligente » et améliorer l'économie et la qualité agricoles. Le modèle « photovoltaïque plus agriculture » résout le problème de la concurrence foncière entre la construction photovoltaïque et la production agricole et, grâce à certaines mesures d'intervention dans la construction photovoltaïque, augmente le rendement des cultures tout en assurant autant que possible la production d'énergie photovoltaïque, permettant ainsi une utilisation composite des terres.
En prenant comme exemple la centrale agricole photovoltaïque située sur la rive est du fleuve Jaune à Ningxia, la rive est du fleuve Jaune à Ningxia était autrefois l'une des terres les plus sérieusement désertifiées, avec une altitude au-dessus du niveau moyen de la mer de 1 200 mètres. , les précipitations annuelles maximales de 273 mm et l'évaporation annuelle de 2722 mm. Le sable jaune et la poussière étaient partout. La société de développement a réalisé une gestion écologique sur 160 000 acres (environ 10 666 hectares) de terres désertifiées, construit des centrales électriques agricoles et photovoltaïques complémentaires, prévu de construire une production d'énergie photovoltaïque de 3 GWc et achevé une production d'énergie photovoltaïque de 1 GWc connectée au réseau. Dans le même temps, la chaîne industrielle verte de « plantation, recherche et développement, transformation, ventes » de baies de goji biologiques de haute qualité a été mise en œuvre, offrant des opportunités d'emploi aux 30 000 habitants locaux pauvres. Les modules photovoltaïques réduisent l'intensité radiante. "Photovoltaïque plus agriculture" rend la saison de floraison du Lycium barbarum plus longue que celle du Lycium barbarum similaire local pendant 5 semaines, et la production augmente de 29 pour cent.
Photovoltaïque plus Pêche
Photovoltaïque plus Pêche « fait référence à la construction de centrales photovoltaïques avec une fondation à la surface de l'eau, qui produisent de l'électricité tout en développant la pêche sous panneaux photovoltaïques. Il s'agit d'un modèle de développement multiple d'utilisation composite des ressources spatiales. Pour les produits aquatiques : d'une part, le Les effets de refroidissement et d'ombrage des modules photovoltaïques peuvent réduire la température de sommeil des produits aquatiques, réduire l'évaporation de l'eau, améliorer le taux de survie des poissons, des crevettes et des crabes et réduire l'invasion d'algues ; Deuxièmement, les systèmes intelligents d'approvisionnement en énergie photovoltaïque peuvent contrôler efficacement les conditions. des plans d'eau d'aquaculture, tels que la température et le pH de l'eau ; il peut également réaliser une circulation économe en eau, un rejet de pollution au fond de la piscine, une stérilisation et une oxygénation, ainsi qu'une détection à distance, créant ainsi un meilleur environnement écologique et améliorant continuellement le rendement et la qualité des produits aquatiques. Pour le fonctionnement de la production d'électricité, la conservation de l'énergie et la réduction des émissions, la pêche photovoltaïque ne génère aucune pollution, réduisant les émissions de poussière, de dioxyde de carbone, de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote ; Les centrales photovoltaïques de surface peuvent également éviter les dommages causés par les incendies, les morsures d'animaux sur les câbles et d'autres situations. L’augmentation simultanée de la production halieutique, des économies d’énergie et de la réduction des émissions peuvent grandement améliorer la valeur économique par unité de superficie terrestre.
Sur la base des données du projet intégré de pêche et d'éclairage du Jiangsu, le rendement des étangs de carpe herbivore par mu dans le projet intégré de pêche et d'éclairage a atteint 35550-39705 kg/ha, ce qui est bien supérieur au niveau moyen des eaux conventionnelles locales. étangs (18750 kg/ha). Installez 50 à 75 pour cent de modules photovoltaïques sur 339 acres de surface d'eau aquacole, établissez un étang de pêche et d'éclairage intégré de 10 mégawatts, générez un total de 13 millions de kilowattheures d'électricité par an, générez 38300-kilowattheures d'électricité par acre par an et génèrent en moyenne 3196-kilowattheures d'électricité par acre et par mois. La symbiose du poisson et des légumes (riz), utilisant le riz et les épinards d'eau pour le traitement biologique, a produit un total de 194,48 kilogrammes de riz et 3 529 kilogrammes d'épinards d'eau, absorbant un total de 161,99 kilogrammes d'azote, 27,63 kilogrammes de phosphore et 202,44 kilogrammes. de potassium, et réalisant une valeur de production supplémentaire de près de 4 000 yuans et un bénéfice de plus de 3 000 yuans. En utilisant la combinaison organique de la purification physique et biologique et de la technologie de l'aquaculture, nous avons atteint l'objectif « d'utiliser le poisson pour nourrir l'eau et l'herbe pour nettoyer l'eau », contrôlant efficacement le problème de la pollution interne et externe dans l'aquaculture. Le taux de dégradation des SS est supérieur à 80 pour cent et le taux de dégradation de la DCO, du TN et du TP est supérieur à 90 pour cent. La qualité de l'eau purifiée répond à la norme de premier niveau des « Exigences de rejet pour l'eau d'aquaculture des bassins d'eau douce » (SC/T9101-2007).
Notre société se concentre sur les embouts en cuivre de qualité supérieure, les contacts de borne de fusible, la barre omnibus de condensateur à film EV (VÉHICULE ÉLECTRIQUE), la barre omnibus pour onduleur PV (ÉNERGIE SOLAIRE), la barre omnibus laminée, les boîtiers en aluminium pour les batteries à énergie nouvelle, le cuivre/laiton/aluminium/acier inoxydable. Pièces d'emboutissage et autres produits électriques Emboutissage et assemblage de soudage des métaux depuis plus de 18 ans en Chine. Nous avons commencé comme une petite entreprise, mais sommes maintenant devenus l'un des principaux fournisseurs de l'industrie des véhicules électriques et photovoltaïques en Chine.
Si vous avez des besoins, n'hésitez pas à nous contacter et nous vous répondrons dans les plus brefs délais !
