태양광 발전 시스템
Aug 04, 2023
소개하다
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태양광 발전 시스템(Photovoltaic Power Generation System)은 반도체 소재의 광기전 효과를 이용하여 태양 복사 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 시스템입니다. 태양광 발전 시스템의 에너지는 깨끗하고 안전하며 재생 가능한 에너지원인 무진장 태양 에너지에서 나옵니다. 태양광 발전 과정은 환경을 오염시키거나 생태계를 훼손하지 않습니다.
태양광발전시스템은 독립형 태양광발전시스템과 계통연계형 태양광발전시스템으로 구분된다. 태양광 발전 시스템은 태양전지 어레이, 배터리 팩, 충전 및 방전 컨트롤러, 인버터, AC 배전 캐비닛, 태양광 추적 제어 시스템 및 기타 장비로 구성됩니다.
역사
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하인리히 헤르츠(Heinrich Hertz)는 1887년에 처음으로 광전 효과를 발견했고, 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)은 1905년에 이 현상을 설명했습니다. 광전지(PV) 시스템은 반도체 재료의 광전 효과를 사용하여 빛을 직접 전기 에너지로 변환합니다. 반도체의 구성과 광기전 장치가 받는 유효 태양 복사의 강도 및 파장은 모두 광기전 장치의 발전에 영향을 미칠 수 있습니다(Hertz, 1887; Einstein, 1905). 1954년 벨 연구소의 세 명의 연구원이 최초의 실용적인 '태양전지'를 개발했습니다. 이 배터리는 입사된 태양 에너지의 6%를 전기 에너지로 변환할 수 있습니다(Pedin, 2004). 연구 개발이 지속적으로 진행됨에 따라 광전지 장치의 변환 효율도 향상되었습니다.
분류
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태양광 발전 시스템은 전력계통과의 관계에 따라 독립형 태양광 발전 시스템과 계통 연계형 태양광 발전 시스템의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
독립형 태양광 발전 시스템
독립형 태양광발전시스템은 태양광발전시스템, 축전지, 충전제어기, 전력전자변환기(인버터), 부하 등으로 구성됩니다. 작동원리는 태양광발전시스템을 통해 일사복사 에너지가 1차 전기에너지로 변환되는 것입니다. , 변환 후 부하에 전력 전자 변환기에 의해 전원이 공급됩니다. 동시에, 잉여 전기에너지는 충전컨트롤러를 거쳐 화학에너지의 형태로 에너지저장장치에 저장된다. 이러한 방식으로 태양광이 부족할 때 배터리에 저장된 에너지는 전력 전자 인버터, 필터 및 전력 주파수 변압기에 의해 승압된 후 AC 220V, 50Hz의 AC 부하용 전기 에너지로 변환될 수 있습니다. 태양광 발전의 특징은 낮에 전기를 생산하는 반면, 부하는 24시간 내내 사용하는 경우가 많다. 따라서 독립형 태양광 발전 시스템에는 에너지 저장 부품이 필수적이며, 엔지니어링에 사용되는 주요 에너지 저장 부품은 배터리입니다.
계통연계형 PV 시스템
계통연계형 태양광발전 시스템은 태양광발전 시스템, 고주파 DC/DC 승압 회로, 전력전자 컨버터(인버터), 시스템 모니터링부로 구성됩니다. 작동 원리는 태양 복사 에너지가 광전지 시스템에 의해 변환된 다음 고주파 DC 변환 후 고전압 DC로 변환된 다음 반전된 후 그리드 전압과 동일한 주파수의 정현파 AC 전류를 그리드에 출력한다는 것입니다. 전력 전자 인버터로.
위의 두 태양광 발전 시스템의 가장 큰 차이점은 계통연계형 태양광 발전 시스템은 전력망에 직접 연결되므로 태양광 발전 시스템과 병렬 그리드의 전력 잉여분을 보완할 수 있어 필요한 에너지 저장 장치가 필요 없다는 점입니다. 독립형 태양광 발전 시스템의 배터리와 같은 요소는 시스템 비용을 절감할 뿐만 아니라 시스템의 신뢰성을 보장합니다. 동시에 여름에는 태양 복사 강도가 높고 태양광 발전 시스템은 더 많은 전력을 생산하여 여름에 그리드의 최대 부하를 조절할 수 있습니다. 최근 태양광 발전의 대규모 적용과 태양전지 모듈 가격의 급격한 하락으로 인해 그리드 연결 시스템이 더 널리 사용될 것이라는 것은 의심할 여지가 없습니다.
이점
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1) 안정적인 작동: 열악한 환경 및 기후 조건에서도 정상적으로 전원을 공급할 수 있습니다.
2) 긴 수명: 결정질 실리콘 부품의 수명은 일반적으로 25년 이상인 반면, 비정질 실리콘 부품의 수명은 일반적으로 20년 이상입니다.
3) 낮은 유지관리 비용: 완료 후 소수의 직원만으로 시스템을 정기적으로 검사하고 유지관리할 수 있습니다. 기존 발전소에 비해 유지관리 비용이 높다.
4) 자연 에너지: 에너지는 에너지 비용이 필요 없는 태양 에너지의 무한한 원천입니다.
5) 소음 공해 없음: 전체 시스템에는 기계적으로 움직이는 부품이 없으며 소음이 발생하지 않습니다.
6) 모듈식: 필요에 따라 시스템 용량을 선택하고, 유연하고 편리한 설치와 손쉬운 확장이 가능합니다.
7) 안전성 : 시스템에 인화성 물질이 없어 안전성이 높다.
8) 자율 전력 공급: 그리드 없이 작동하고 독립적으로 전력을 공급할 수 있으며 공공 전력망의 영향을 받지 않습니다.
9) 분산형 발전: 분산형 태양광 발전소를 건설하여 공공 전력망에 미치는 영향과 피해를 줄일 수 있습니다.
10) 높은 고도: 고도가 높고 햇빛이 강한 지역에서는 시스템의 출력을 더욱 높일 수 있습니다. (고산지대 태양광발전에 비해 기압이 낮아 디젤발전기 효율 및 출력이 감소합니다.
응용 시나리오
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전통적인 태양광 발전소 및 분산형 옥상 태양광 발전 외에도 태양광 발전은 건축, 농업, 어업, 공공 시설, 조경 건설 등과 같은 다양한 시나리오에도 적용될 수 있습니다. 이러한 복합 및 국경 간 모델을 통해 태양광 발전 건설 프로젝트가 균형을 이룰 수 있습니다. 깨끗한 전기를 생산하면서 경제 발전과 생태 보호; 한편, 이러한 공간의 효율적이고 집중적인 사용 방식은 새로운 에너지 개발 프로젝트가 건설에 필요한 토지 자원을 확보하는 데 도움이 될 것입니다.
중국 중바현(Zhongba County)에서는 이 카운티의 모든 열 공급이 태양 에너지로 제공됩니다. 사진 왼쪽의 검은색 부분은 우리가 흔히 사용하는 온수기와 마찬가지로 태양에너지를 열로 변환할 수 있는 35000㎡ 면적의 태양열 집열기이다. 열을 모아 사진 속 색깔 있는 항아리에 보관합니다. 이 항아리는 하루 24시간 열을 발생시켜 카운티 타운에 난방을 제공할 수 있습니다. 이것은 100% 태양 에너지이며, 탄소가 전혀 없습니다.
태양광+토지생태복원
유엔사막화방지협약의 통계에 따르면 극심한 가뭄과 가뭄에 처한 전 세계 육지 면적은 약 25500제곱킬로미터로 전 세계 육지 면적의 17.2%를 차지한다. 더욱이 사막의 면적은 매년 계속해서 늘어나고 있습니다. 토지황폐중립(LDN)과 황폐화된 토지의 생태학적 복원은 항상 지구가 직면한 중요한 문제였습니다. 사막화되는 토지는 수리가 필요하지만 많은 토지 자원을 제공합니다. 따라서 사막화 토지의 생태복원과 태양광 발전 건설을 결합하면 다양한 이점을 가져올 수 있습니다. 사막의 태양광 패널은 전력을 공급할 뿐만 아니라 햇빛 복사량과 지상의 수분 증발량을 줄여줍니다. 배터리 패널 청소 시 분사되는 물은 토양 표면의 수분 함량을 높이고 식생의 성장과 복원을 촉진합니다. 사막에 있는 태양광 발전소는 토양의 생물학적 탄소 고정, 식물 군집화를 촉진하고 생물 다양성을 개선하며 토양 활동을 복원하여 물과 토양 보존, 바람과 모래 저항, 기후 조절 및 생태 환경 개선에 도움이 됩니다. 태양광발전소 운영주기가 25-년이 지나면 토지 소유자는 사용 기간 동안 더 높은 식생 범위, 더 건강한 토양, 더 높은 토지 생산성 및 토지 임대 혜택을 갖춘 고품질 토지를 받게 됩니다.
현재 파키스탄, 이집트 등의 국가와 내몽골, 산시, 칭하이, 닝샤 등 중국의 여러 지역에서 '태양광+토지생태복원' 프로젝트를 진행하고 있다. 칭하이공허분지 생태복원사업을 예로 들어보자. 850MW 프로젝트는 54평방킬로미터의 면적을 차지합니다. 태양광 발전소를 건설한 후, 태양광 패널 아래 및 사이의 토지의 식생 범위가 크게 증가하여 식생 범위가 15% 증가했습니다. 태양광 물 펌프 관개 지역의 식생 범위도 크게 개선되었습니다. 태양광 패널 아래 10cm, 20cm, 40cm에서 토양 수분 함량은 각각 78%, 43%, 40% 증가했습니다. 여름철에는 토양 유기물과 질소 함량이 전년 대비 각각 11.6배, 11.3배 증가했고, 토양 미생물도 증가해 토지 생산성이 향상됐다. 태양광 발전은 약 120만 톤의 탄소 배출을 감소시켰으며, 식물과 토양 유기탄소도 일정 정도의 탄소 퇴적을 형성했습니다. 발전소 지역은 지역 기후에 상당한 규제 영향을 미칩니다. 태양광 발전소 내부의 풍속은 공원 외부에 비해 40.3% 감소했습니다. 공기의 상대습도는 공원 외부보다 2.8% 더 높습니다. 또한 토양 온도를 조절하는 효과도 있습니다.
태양광 플러스 빌딩
유럽에서 가장 큰 에너지 소비는 건설 산업에서 발생하며, 건설 산업은 약 40%의 에너지를 소비하고 약 36%의 온실가스를 배출합니다. 현재 유럽 연합 건물의 거의 75%가 에너지 효율이 낮습니다. 기존 건물을 에너지로 개조하면 많은 에너지를 절약할 수 있어 EU 전체 에너지 소비량을 5~6% 줄이고, 이산화탄소 배출량도 5% 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 현재 유럽에서는 태양광 건물 통합 프로젝트를 대규모로 추진하고 있습니다. 태양광 발전 건설과 건물을 결합하면 토지 자원 소비를 줄일 수 있습니다. 유럽 국가에서는 건축 면적 활용을 극대화하기 위해 "태양광 발전 + 건물" 프로젝트를 건설할 때 먼저 사용 가능한 건축 면적을 추정합니다. 파리 수도권에 태양광 발전 시스템을 대규모로 실용화한 결과, 지붕을 덮는 덕분에 태양광 패널은 가구의 겨울철 난방 수요를 3% 증가시킬 수 있지만 여름에는 이 덮음으로 인해 에어컨 에너지 소비를 12% 줄입니다.
리히텐슈타인은 태양광발전소 건설로 혜택을 받는 매우 전형적인 국가이다. 이 나라는 스위스와 오스트리아 사이에 위치하고 있으며 면적은 160.5 평방 킬로미터이고 인구는 38244명입니다. 리히텐슈타인은 작은 국토와 희박한 인구, 1인당 에너지 소비량이 높고 1인당 전력 소비량이 높으며 에너지 자급률이 낮은 국가입니다. 하지만 '에너지 강국'으로 불릴 수 있는 국가는 세계 최초로 허용됐다. 1인당 태양광 발전 측면에서 2015년 리히텐슈타인은 이전에 1위였던 독일(1인당 설치 용량 473와트)을 제치고 Solar Super State Association에서 "1인당 태양광 발전 챔피언"이라는 칭호를 받았습니다. 1인당 설치 용량은 532와트입니다. 이 나라의 모든 태양광 프로젝트가 건물 위에 건설된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 리히텐슈타인의 가벼운 자원 조건 하에서 면적이 40-50제곱미터인 현대식 태양광 발전 시스템은 대략 4인 가족의 전력 소비량을 충족할 수 있으며 약 25년 동안 계속해서 전기를 생산할 수 있어 리히텐슈타인이 다음 목표를 달성하는 데 도움이 됩니다. 가정용 전기를 자급자족하고 전기의 일부를 산업계에 공급합니다. 2020년 5월 10일, 리히텐슈타인의 국내 발전량은 국가의 전력 부하를 초과하여 역사상 처음으로 외부 에너지 없이 완전히 자급자족하는 전력 운영을 달성했습니다. 비록 특별한 시기에 가끔 열리는 행사이지만, 에너지 자립을 위해 태양광 발전에 의존하는 국가의 가능성을 보여주기도 합니다. 현재 우리나라의 공공에너지 계획은 2030년까지 1인당 태양광 발전용량을 2.2kW, 2050년까지 최소 4.5kW를 달성하는 것입니다. 이들 태양광발전소는 모두 아직 건립계획이 남아 있으며, 국내 태양광발전소 구축 위치는 더욱 통합되었습니다.
태양광 플러스 농업
'태양광+농업'이란 같은 토지에서 비계형 태양광 발전과 농업 생산 활동을 동시에 개발하는 것을 말한다. 전 세계 농경지 면적은 약 5억 평방킬로미터로 전 세계 토지 면적의 38%를 차지한다. 그 중 약 1/3은 경작지이고 나머지 2/3는 초원과 목초지입니다. 농지는 많은 토지자원을 점유하고 있으며, 이러한 토지가 태양광발전소 건설에 적합한 지역으로 사용될 수 있는지 여부는 항상 논란의 여지가 있었습니다. 이를 위해 유럽 최대 태양에너지 연구 기관인 독일 Fraunhofer ISE는 2015년 농업 및 태양광 통합 연구 프로젝트인 APV RESOLA를 시작하여 태양광 패널이 겨울밀, 셀러리 등 다양한 작물의 수확량에 미치는 영향을 테스트했습니다. , 그리고 감자. 과학적 통제에 따르면 태양광 발전과 감자 재배를 결합하면 감자 수확량이 헥타르당 3% 증가하고 농경지는 태양광 발전을 통해 83% 추가 녹색 전력을 생산하며 토지의 종합 이용률은 {{7 }}퍼센트. 이번 성과는 지난 2020년 10월 독일 프라운호퍼 태양광 시스템 연구소가 주최한 AgriVoltaics 국제 농업 태양광 컨퍼런스에서 발표됐다. 태양광 패널 청소와 농경지 관개를 결합한 '태양광 플러스 농업' 모드는 물의 효율성을 높일 수 있다. 자원 활용 및 태양광 패널은 또한 과도한 정오 빛이 작물에 미치는 부정적인 영향을 줄이고 물 증발을 줄이는 데 역할을 할 수 있습니다. 통합 농업 및 태양광 시설을 기반으로 합리적인 관개에 적합한 작물을 선택할 수 있습니다. 태양광 전원 공급 장치의 지능형 시스템은 또한 농업 생산 과정을 보장하고 "태양광 온실과 지능형 재배"를 달성하며 농업 경제와 품질을 향상시킬 수 있습니다. "태양광+농업" 모델은 태양광 발전 건설과 농업 생산 간의 토지 경쟁 문제를 해결하고, 태양광 건설의 일부 개입 조치를 통해 작물 수확량을 늘리는 동시에 태양광 발전을 최대한 보장하여 토지 복합 활용을 달성합니다.
닝샤(寧夏) 황하(黃河) 동쪽 기슭에 위치한 농업용 태양광 발전소를 예로 들면, 닝샤(寧夏) 황하(黃河) 동쪽 기슭은 한때 가장 심각한 사막화 지역 중 하나였으며 평균 해발 고도가 1200m에 달했습니다. , 연간 최대 강수량은 273mm, 연간 증발량은 2722mm입니다. 노란 모래와 먼지가 도처에 있었습니다. 개발 회사는 160,000에이커(약 10,666헥타르)의 사막화 토지에 대한 생태 관리를 수행하고, 보완적인 농업 및 태양광 발전소를 건설하고, 3GWp 태양광 발전을 건설할 계획을 세우고, 그리드 연결 1GWP 태양광 발전을 완료했습니다. 동시에, 고품질 유기농 구기자에 대한 "재배 연구 개발 가공 판매"라는 녹색 산업 체인이 진행되어 지역 빈곤 인구 30,000명에게 고용 기회를 제공했습니다. 태양광 모듈은 복사 강도를 줄입니다. "태양광+농업"은 Lycium barbarum의 개화 시기를 지역의 유사한 Lycium barbarum보다 5주 더 길게 만들고 생산량이 29% 증가합니다.
태양광발전과 수산업
태양광+수산”은 태양광 패널 아래에서 어업을 개발하면서 전기를 생산하는 수면 기초를 갖춘 태양광 발전소를 건설하는 것을 말합니다. 이는 공간 자원 복합 활용의 다중 개발 모델입니다. 수산물의 경우: 첫째, 태양광 모듈의 냉각 및 차광 효과는 수산물의 수면 온도를 낮추고 수분 증발을 줄이며 어류, 새우, 게의 생존율을 향상시키고 조류 침입을 줄일 수 있습니다. 둘째, 태양광 에너지 공급을 위한 지능형 시스템은 조건을 효과적으로 제어할 수 있습니다. 수온 및 pH와 같은 양식 수역의 물 절약 순환, 수영장 바닥 오염 배출, 살균 및 산소화, 원격 감지를 달성하여 더 나은 생태 환경을 조성하고 수산물의 생산량과 품질을 지속적으로 향상시킬 수 있습니다. 발전 운영과 에너지 절약 및 배출 감소를 위해 태양광 발전 어업은 오염이 없으며 먼지, 이산화탄소, 이산화황 및 질소 산화물 배출을 줄입니다. 표면 태양광 발전소는 화재, 동물의 케이블 물림 및 기타 상황으로 인한 피해도 피할 수 있습니다. 어업 생산량의 증가와 에너지 절약 및 배출 감소가 동시에 이루어지면 단위 면적당 경제적 가치가 크게 향상될 수 있습니다.
강소 어업 및 빛 통합 프로젝트의 데이터에 따르면, 어업 및 빛 통합 프로젝트의 뮤당 초어 연못 생산량은 35550-39705kg/ha에 도달했으며 이는 지역 일반 평균 수준보다 훨씬 높습니다. 연못(18,750kg/ha). 339에이커의 양식 수면에 50~75%의 태양광 모듈을 설치하고, 10메가와트 통합 낚시 및 조명 연못을 구축하고, 연간 총 1,300만 킬로와트시 전력을 생성하고, 연간 38300-킬로와트시 전력을 생성합니다. 연간 에이커당 월 평균 3196-kWh의 전기를 생산합니다. 생물학적 처리를 위해 쌀과 물시금치를 이용한 어채(쌀) 공생으로 총 194.48kg의 쌀과 3529kg의 물시금치를 생산해 총 161.99kg의 질소, 27.63kg의 인, 202.44kg을 흡수했다. 칼륨을 생산하여 약 4000위안의 추가 생산량과 3000위안 이상의 이윤을 달성했습니다. 물리적, 생물학적 정화 및 양식 기술의 유기적 결합을 활용하여 "물고기를 사용하여 물을 공급하고 풀을 사용하여 물을 정화한다"는 목표를 달성하여 양식업의 내부 및 외부 오염 문제를 효과적으로 제어합니다. SS의 분해율은 80% 이상이며, COD, TN, TP의 분해율은 90% 이상입니다. 정화된 물의 품질은 "담수 연못 양식수 배출 요건"(SC/T9101-2007)의 첫 번째 수준 표준을 충족합니다.
당사는 최고 품질의 Copper End Cap, Fuse Terminal Contacts, (ELECTRICAL VEHICLE) EV Film Capacitor BusBar, (SOLAR POWER) PV Inverter BusBar, Laminate BusBar, 신에너지 배터리용 알루미늄 케이스, 구리/황동/알루미늄/스테인레스 스틸을 생산하고 있습니다. 스탬핑 부품 및 기타 전기 제품 금속 스탬핑 및 용접 어셈블리는 중국에서 18년 이상 근무했습니다. 우리는 작은 규모로 시작했지만 지금은 중국 EV 및 PV 산업의 선도적인 공급업체 중 하나가 되었습니다.
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