Zusammenstellung von Grundlagenwissen zur Photovoltaik

1.

Was ist Photovoltaik-Stromerzeugung? Was ist dezentrale Photovoltaik-Stromerzeugung?

Unter photovoltaischer Stromerzeugung versteht man die Stromerzeugungsmethode, bei der Sonnenstrahlung direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Photovoltaik-Stromerzeugung ist heute der Hauptstrom der Solarstromerzeugung. Daher wird von der Solarenergieerzeugung oft von der photovoltaischen Stromerzeugung gesprochen.

Unter dezentraler Stromerzeugung versteht man Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen, die in der Nähe des Standorts des Nutzers errichtet werden. Der Betriebsmodus dient hauptsächlich der Eigennutzung auf der Benutzerseite und der überschüssige Strom wird an das Netz angeschlossen. Die Gleichgewichtsanpassung des Stromverteilungssystems ist jedoch charakteristisch für Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen.

Die dezentrale Stromerzeugung folgt dem ursprünglichen Test der Anpassung der Maßnahmen an die örtlichen Gegebenheiten, einer sauberen und effizienten, dezentralen Anordnung und nahegelegenen Nutzung, der vollständigen Nutzung lokaler Solarenergieressourcen sowie des Ersatzes und der Reduzierung des fossilen Energieverbrauchs.

 

2.

Kennen Sie den historischen Ursprung der Photovoltaik-Stromerzeugung?

Als der 19-jährige Franzose Becquerel 1839 physikalische Experimente durchführte, stellte er fest, dass sich der Strom zweier Metallelektroden in der leitfähigen Flüssigkeit verstärkte, wenn sie mit Licht bestrahlt wurden, und entdeckte so den „photovoltaischen Effekt“. Im Jahr 1930 schlug Lange erstmals vor, den „Photovoltaik-Effekt“ zur Herstellung von Solarzellen zu nutzen und so Sonnenenergie in Strom umzuwandeln.

1932 stellten Odubot und Stola die erste „Cadmiumsulfid“-Solarzelle her.

1941 entdeckte Audou den photovoltaischen Effekt auf Silizium.

Im Mai 1954 entwickelten Chapin, Fuller und Pearson von den Bell Laboratories in den USA eine monokristalline Silizium-Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 6 Prozent, die weltweit erste Solarzelle mit praktischem Nutzen. Im selben Jahr entdeckte Wick erstmals, dass Arsen-Nickel eine photovoltaische Wirkung hat, und auf dem Glas wird ein Nickelsulfidfilm abgeschieden, um eine Solarzelle herzustellen. Die praktische Photovoltaik-Stromerzeugungstechnologie, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, war geboren und entwickelt.

 

3.

Wie erzeugen Photovoltaikzellen Strom?

Eine Photovoltaikzelle ist ein Halbleiterbauelement mit Licht- und Stromumwandlungseigenschaften. Es wandelt Sonnenstrahlungsenergie direkt in Gleichstrom um. Es ist die grundlegendste Einheit der photovoltaischen Stromerzeugung. Die einzigartigen elektrischen Eigenschaften von Photovoltaikzellen werden durch die Dotierung bestimmter Elemente (wie Phosphor oder Bor usw.) erreicht, wodurch ein dauerhaftes Ungleichgewicht in der molekularen Ladung des Materials entsteht und ein Halbleitermaterial mit besonderen elektrischen Eigenschaften entsteht, bei dem freie Ladungen entstehen können Diese freien Ladungen werden in Halbleitern mit besonderen elektrischen Eigenschaften unter Sonnenlicht erzeugt, verschieben sich und akkumulieren sich, so dass elektrische Energie erzeugt wird, wenn ihre beiden Enden geschlossen werden. Dieses Phänomen wird „Photovoltaik-Effekt“ oder kurz Photovoltaik-Effekt genannt.

 

4.

Aus welchen Komponenten besteht die Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage?

Ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem besteht aus einem quadratischen Photovoltaik-Array (ein quadratisches Photovoltaik-Array besteht aus in Reihe und parallel geschalteten Photovoltaikmodulen), einem Controller, einem Batteriesatz, einem DC/AC-Wechselrichter und anderen Teilen. Die Kernkomponente eines Photovoltaik-Stromerzeugungssystems ist ein Photovoltaikmodul, und das Photovoltaikmodul besteht aus in Reihe, parallel und verpackt geschalteten Photovoltaikzellen. Es wandelt die Lichtenergie der Sonne direkt in elektrische Energie um. Der von Photovoltaikmodulen erzeugte Strom ist Gleichstrom. Wir können es verwenden oder einen Wechselrichter verwenden, um es für den Gebrauch in Wechselstrom umzuwandeln. Aus Sicht kann die von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie sofort genutzt oder in Energiespeichern wie Batterien gespeichert und bei Bedarf jederzeit zur Nutzung freigegeben werden.

 

5.

Was ist ein Vertriebsnetz? Welche Beziehung besteht zwischen dem Verteilungsnetz und der dezentralen Photovoltaik-Stromerzeugung?

Das Verteilnetz ist ein Stromnetz, das elektrische Energie aus dem Übertragungsnetz oder regionalen Kraftwerken aufnimmt und diese je nach Spannung lokal über Stromverteileranlagen oder stufenweise an verschiedene Verbraucher verteilt. Es besteht aus Freileitungen, Kabeln, Masten, Verteilungstransformatoren, Trennschaltern, einem Blindleistungskompensationskondensator, einem Messgerät und einigen Hilfseinrichtungen, die im Allgemeinen als geschlossener Regelkreis konzipiert sind und parallel laufen. Seine Struktur ist radial. Die Struktur ändert sich von einer radialen Struktur zu einer Multi-Stromversorgungsstruktur, und die Größe, Flussrichtung und Verteilungseigenschaften des Kurzschlussstroms ändern sich alle.

 

6.

Warum ist Photovoltaik eine grüne und kohlenstoffarme Energie?

Die Stromerzeugung aus Photovoltaik bietet erhebliche Energie-, Umweltschutz- und Wirtschaftsvorteile und ist eine der hochwertigsten grünen Energiequellen. Durch die Installation einer 1-Kilowatt-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage können unter den durchschnittlichen Sonneneinstrahlungsbedingungen in meinem Land in einem Jahr 1200 Kilowattstunden Strom erzeugt werden, wodurch der Einsatz von Kohle (Standardkohle) reduziert werden kann. Nach den Forschungsergebnissen des World Wide Fund für Natur (WWF): In Bezug auf die Wirkung der Kohlendioxidreduzierung entspricht die Installation einer Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage von 1 Quadratmeter dem Pflanzen von 100 Quadratmetern Bäumen. Derzeit werden erneuerbare Energien wie die Photovoltaik-Stromerzeugung entwickelt. Energie ist eines der wirksamsten Mittel, um Umweltprobleme wie Smog und sauren Regen grundlegend zu lösen.

 

7.

Was halten Sie von der Nachricht, dass „bei der Herstellung von Photovoltaik-Zellenmodulen viel Energie verbraucht wird“?

Photovoltaikzellen verbrauchen in ihrem Produktionsprozess eine gewisse Menge Energie, insbesondere in den drei Gliedern der industriellen Siliziumreinigung, der Herstellung von hochreinem Polysilizium, der Herstellung von monokristallinem Siliziumstab und der Herstellung von polykristallinem Siliziumbarren. Energie kann kontinuierlich im Inneren erzeugt werden. Es wird geschätzt, dass bei durchschnittlicher Sonneneinstrahlung in meinem Land die Energierückgewinnung der Photovoltaik-Stromerzeugungsanlage über die gesamte Lebensdauer ihren Energieverbrauch um mehr als das 15-fache übersteigt. Die Energierückgewinnungszeit einer netzgekoppelten 1-kW-Photovoltaikanlage auf dem Dach, die in einem optimalen Neigungswinkel in Peking installiert ist, beträgt 1,5-2 Jahre und ist damit deutlich kürzer als die Lebensdauer der Photovoltaikanlage. Das heißt, der von der Photovoltaikanlage in den ersten 1.5-2 Jahren erzeugte Strom wird zum Ausgleich der bei der Produktion und anderen Prozessen verbrauchten Energie sowie der nach 1.{9}} Jahren emittierten Energie verwendet Da es sich bei Photovoltaikzellen um reine Leistung handelt, sollten sie unter dem Gesichtspunkt des Energieverbrauchs über den gesamten Lebenszyklus bewertet werden.

 

8.

Was halten Sie von der Nachricht, dass „die Produktion von Photovoltaik-Zellenmodulen viel Umweltverschmutzung verursachen wird“?

Die Produktion von Photovoltaikzellenmodulen umfasst Polysilizium, Siliziumbarren, Photovoltaikzellen und Photovoltaikmodule. Die Berichte über damit verbundene Verschmutzungen beziehen sich hauptsächlich auf die Rohstoffe von Photovoltaikmodulen, Nebenprodukte, die bei der Herstellung von hochreinem Polysilizium entstehen, und die Herstellung von hochreinem Polysilizium. Verwenden Sie hauptsächlich die verbesserte Siemens-Methode, die metallurgisches Silizium in Trichlorheliumsilizium umwandelt und es dann durch Zugabe von Wasserstoff zu Polysilizium in Solarqualität reduziert. Darüber hinaus entsteht als Nebenprodukt Siliziumchlorid, und Siliziumtetrachlorid zerfällt bei Kontakt mit feuchter Luft zu Kieselsäure. Wenn Chlorwasserstoff nicht ordnungsgemäß gehandhabt wird, führt er zu Umweltverschmutzungsproblemen. Mit der verbesserten Siemens-Methode, die von Chinas Polysilicium-Produktionsunternehmen übernommen wird, kann jedoch eine Produktion mit geschlossenem Kreislauf erreicht werden, und das Nebenprodukt Siliciumtetrachlorid und Restgas können recycelt werden, um eine saubere Produktion zu erreichen. Im Dezember 2010 erließ der Staat die „Zugangsbedingungen für die Polysiliziumindustrie“, die vorsahen, dass die Rückgewinnungs- und Nutzungsraten von Siliziumtetrachlorid und Chlor im Reduktionsrestgas nicht unter 98,5 Prozent bzw. 99 Prozent liegen dürfen, damit die ausgereifte Siemens-Produktion verbessert werden kann Die Technologie erfüllt die Anforderungen des Umweltschutzes vollständig. Es wird keine Umweltverschmutzungsprobleme geben.

 

9.

Wie viel Sonnenlicht steht uns zur Verfügung? Kann es in Zukunft zur dominierenden Energiequelle werden?

Die von der Erdoberfläche empfangene Sonnenstrahlung kann das Zehnfache des globalen Energiebedarfs decken. Die durchschnittliche jährliche Strahlung, die pro Quadratmeter Erdoberfläche empfangen wird, variiert je nach Region zwischen 1000-2000 kWh. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur reicht in 4 Prozent der Wüsten der Welt die Installation von Photovoltaik-Solaranlagen aus, um den weltweiten Energiebedarf zu decken. Die Solar-Photovoltaik verfügt über einen großen Entwicklungsspielraum und ein enormes Potenzial.

Nach vorläufigen Statistiken beträgt das Marktpotenzial der Photovoltaik-Stromerzeugung in meinem Land allein durch die Nutzung bestehender Gebäude mehr als 3 Billionen Kilowatt. Mit dem technologischen Fortschritt und der groß angelegten Anwendung werden die Kosten der Stromerzeugung weiter gesenkt, und es wird zu einer wettbewerbsfähigeren Energieversorgungsmethode, die sich schrittweise von der Zusatzenergie zur alternativen Energie wandelt, und man hofft, die dominierende Energie in der Welt zu werden Zukunft.