كيف يمكن للأوعية أن تجعل الكهرباء
الخلايا الفلطاضوئية الضوئية (PV) تحول الضوء مباشرة إلى كهرباء. الخلايا ليس لديها أجزاء متحركة، بينما هياكل التعقب الموضحة تحول الوحدات لتتبع الشمس. تقوم العواكس بربط مخرجاتها بالشبكة.
في 60 ثانية: كيف يعمل
الألواح الشمسية تحول ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء بدون أجزاء متحركة. معكوس ثم يغير تلك الطاقة إلى النوع الذي تستخدمه الشبكة.
- الضوء الشمسي يضرب الخلايا الشمسية في كل لوح يمكن للمتتبعات أن تحرك الألواح لتتبع الشمس
- وتحول الخلايا الضوء مباشرة إلى كهرباء تيار مباشر.
- Cables يجمع قوة DC من العديد من الألواح مربوطة معاً في سلاسل.
- معكوس يحول قوة DC إلى تيارات متعاقبة (AC)، النوع الذي تستخدمه الشبكة.
- المحولات ترفع الجهد وتبدل المحول توصل المحطة إلى الشبكة
هل تريد تفاصيل الهندسة؟ استكشف 3D نموذجثم تُقرأ (المذكرات الهندسية) and من أنواع و/.
م محطات الطاقة الكهربائية على نطاق العالم :: تم تحديث القراءة ذات الصلة · التمهيد والعرض- أمثلة تعليمية؛ لا يطلب إجراء استعراض مستقل للأقران الهندسية.
تم اختبار المعدات في 3D
دوران المعدات، تتبع تدفقات الطاقة، وفحص كل عنصر، اقرأ الخطوات الواردة أدناه في أي وقت.
Choose a step to read the process. Activate the 3D model or start a guided tour to use the animation controls.
مُقتفيات أحادية المحور شمالاً إلى الجنوب مع مع معكوس مركزي ومحولات AC. Nine rows contain eighteen 17-module strings. One enlarged module-layer inspection is educational, not an operating configuration. Manual Sun positioning, curve parameters, ratings and losses are illustrative; no shading/backtracking or structural design is solved. يتم إبطاء الحركة للتفتيش. المخطوطات الملونة تكشف عن تدفق من خلال المعدات المغلقة؛ البقول الذهبية تظهر صافي نقل الطاقة الكهربائية، وليس الإلكترونات الفردية.
كيف يعمل
- Sunlight
- Semiconductor cells
- DC collection
- مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع مع
- محول وشبكة
تقوم منشأة شمسية فلطية ضوئية بتحويل الضوء إلى كهرباء داخل خلايا شبه الموصل. الضوء الممتص يعطي طاقة حاملات الشحن؛ المجال الكهربائي الداخلي للخلية يفصل الشحنة بحيث يمكن لدائرة خارجية أن تحمل التيار. جهات الاتصال المعدنية تجمع هذا الناتج. الخلايا تتصل بوحدات محمية، والوحدات تصل إلى صفيفة. وبالتالي فإن اللوحة المألوفة هي مولد كهربائي، وليس جهاز يغلي الماء. يعتمد ناتجه القابل للاستخدام على الضوء الذي يصل إلى الخلايا وظروف تشغيلها.
تقوم وحدة الإمداد بالتيارات المباشرة أو DC. يستخدم العكوس مفاتيح شبه الموصلات الخاضعة للرقابة والتصفيح لتسليم تيارات متناوبة أو مكيفات مناسبة للشبكة الموصولة. الحماية الكهربائية، والكابلات، وتحويلات تكمل المسار إلى الشبكة. التتبع الموضح يغير اتجاه اللوحات خلال اليوم؛ المصفوفات الثابتة تؤدي نفس التحويل الفلطاضوئي الضوئي بدون تلك الحركة. توليد الطاقة الشمسية والتخزين هما وظيفتان منفصلتان: تسليم الكهرباء بعد انتهاء ضوء الشمس يتطلب طاقة مخزنة أو مصدر توليد آخر.
من الفوتونات إلى الشبكة
المرحلة المختارة: لمحة عامة عن النظام الكامل
Read curve values as a table
| V (V) | I (A) | P (kW) |
|---|---|---|
| 0.00 | 161.94 | 0.000 |
| 102.77 | 161.94 | 16.642 |
| 205.53 | 161.94 | 33.284 |
| 308.30 | 161.94 | 49.927 |
| 411.07 | 161.94 | 66.568 |
| 513.83 | 161.90 | 83.187 |
| 616.60 | 161.24 | 99.423 |
| 709.46 | 153.76 | 109.089 |
| 809.28 | 46.72 | 37.812 |
| 822.13 | 0.00 | 0.000 |
| MPP: 709.46 V | 153.76 | 109.089 |
| OP: 709.46 V | 153.76 | 109.089 |
تفسير بسيط
يعطي الضوء الناقلات الطاقة داخل شبه الموصل. الاتصالات الانتقائية تسمح لدائرة خارجية بجمع الطاقة الكهربائية. تُجمَع وحدة من الوحدات خلف طبقات واقية؛ لا تغلي الماء أو تقود محركاً حرارياً. [النص ال ]1]
إضافة فولط; متوازي الـ إلى الحالي. MPPT يُعدّل التحميل الكهربائي لإيجاد قوة مفيدة ، بينما يتتبع التغييرات ميكانيكية زاوية إلى الشمس. العكوس ينتج AC ، المحول يغيّر AC فولت. يقومون بوظائف مختلفة. [النص ال ]1] [النص ال ]2] [النص ال ]3]
تبديل وفرز شبه الموصل المتحكم به لشكل ناتج AC للعكس بالنسبة لواجهة شبكته. واجهتنا المختارة هي 50 هرتز؛ التبديل التموجي، التواؤم وامتدادات التحكم في الشبكة غير محسوبة. [النص ال ]4]
تفاصيل هن
واحد، واحد، واحد، واحد، واحد، واحد،
Module export current is I(V) = I_ph − I₀ expm1(V/a), with a = n Nₛ kT/q. I and I_ph are current and photocurrent (A), I₀ is saturation current (A), V is module voltage (V), n is assumed diode ideality, Nₛ is effective series-cell count, k is Boltzmann’s constant (J/K), q is elementary charge (C), and T is cell temperature (K). expm1(x) means exp(x) − 1. Series and shunt resistances are omitted. [النص ال ]2]
Our empirical calibration uses ΔT = T − 298.15 K; reference-irradiance targets I_ref = 12 + 0.0048ΔT A and V_ref = 49 − 0.15ΔT V; I₀ = I_ref/expm1(V_ref/a), I_ph = I_ref G/1000. The temperature targets follow the book’s linear form; these coefficients and the derived I₀ law are illustrative, not a fitted real semiconductor model. n = 1.2; Nₛ = 72. [النص ال ]2]
G = G_front + 0.70G_rear (W/m²), with front = direct-normal irradiance × max(0, module normal · Sun vector) during daylight. Rear irradiance is independently entered, not inferred from the Sun or ground. Both contributions are zero at/below the horizon. Bounded tracker tilt maximises direct-beam incidence about the north–south axis; ±55° travel is assumed. No backtracking or row shading is solved. [النص ال ]2] [النص ال ]6] [النص ال ]7]
Maximise module VI to obtain MPP. String V = 17 × module V; array I = 18 × string I. P_available is their MPP product. P_DC = min(P_available, 130000/0.97) W; P_AC = 0.97P_DC; P_grid = 0.98P_AC. Inverter heat = 0.03P_DC; downstream heat = 0.02P_AC; unharvested clipping = P_available − P_DC. Actual clipped voltage/current solve the same curve’s high-voltage branch. [النص ال ]2] [النص ال ]5]
الافتراضات التوضيحية والمثال المثبت
At standard test conditions (STC: reference irradiance 1000 W/m², cell temperature 25°C, specified reference spectrum), this constructed curve gives 0.483 kW per module and 147.734 وقد اختُلق مجموع عوامل الانحدار في استخدام الطاقة الكهربائية. فقواعـد الـ 130 كيلو واك، و 97% من كفاءة عكسية، و 98% من كفاءة المحولات/المحولات، وجميع بارامترات المنحنىات، هي افتراضات تعليمية. ولا تُحسب عوامل الطيف، وفقدان الأسلاك، والاستيراد الاحتياطي، والتوازن الحراري، والتفاوت، والديود التوازيية، ونوافذ الفولطين المعكوسة/عتبات البدء، واضطرابات الشبكة، والتناغم. [النص ال ]1]
The reset scenario uses direct-normal irradiance 800 W/m², 25°C cells, elevation 42°, azimuth 118° and rear 0 W/m². Tracker -44.439o يعطي تأجّج أمامي 749.732 W/m². Array MPP 709.459 V × 153.763 A = 109.089 kWdc → 105.816 kWac → 103.700 kW export. Checked balance: 109.089 = 103.700 + 3.273 + 2.116 kW; no clipping. Rounded display values may differ at the last decimal.
الآلات والحرارة والمفاهيم المشتركة
العتبات، التي تحمل مساكن و أسس، تبقى ثابتة؛ أنابيب الدوران، والسكك الحديدية، و وحدات الدوران. حلقات الكبل المرنة تربط بين التحرك والمحطات الطرفية الثابتة. النموذج يفحص الهندسة الصلبة، لا تحميل الرياح، التعب أو الانحناء الكبلي المعتمد. تنفتح وحدة مختارة إلى طبقات موسعة وإعادة التجميع عند تركها؛ هذا هو منظر تفتيشي، وليس ترتيب تشغيلي. [النص ال ]2]
- درجة حرارة الخلية ليست درجة حرارة محيطة، درجة حرارة أعلى تقلل من الجهد في هذا النموذج، ودرجة الحرارة مفروضة، لا محاكية حرارية.
- التغليف هو احتمال كهربائي ليس محصود، ليس حراره عكسية.
- ولا يعتبر MPPT تتبعا ميكانيكيا أو مرحلة إلزامية منفصلة من مراحل DC/DC.
- والإضاءة المحيطة الليلية هي للتفتيش، وليست من قبيل الإشعاع الشمسي، والنبضات هي أدوات تدريس الطاقة، وليس سرعة الفوتون/الكترون.
- Scale is approximately 2 m per unit. Travel limits, compressed station spacing, expanded cutaway layers and simplified conductors do not establish engineering compliance.
& مُنكر● يزود مصدر الموقع الشبكي بالنصوص والصيغ المعادلة والخريطة المصدرية ونطاق المصادقة القابلة للتعديل.
المراجع
- [S1] أنطونيو لوكي وستيفن هيغيغوس (محرران)، دليل العلوم والهندسة الفلطاض الفلطاض الفلطائية, 2nd ed., Wiley, 2011. ISBN 9780470721698; DOI 10.1002/9780470974704. Checked Chapter 1 §§1.2–1.2.1, printed pp. 4–7 in the lawful publisher excerpt.
- [S2] كلاوس جاغر، وأولندو إيزابيلا، وأرونو ه. م. سميتس، ورينيه أ. س. م. م. فان سوايج وميرو زيمان، الطاقة الشمسية: الأساسيات والتكنولوجيا والنظم, TU Delft course-book manuscript, 2014. Checked §§9.1–9.3 (pp. 102–111), §16.4 (pp. 241–242), §17.1 (pp. 251–259), §§17.2–17.3 (pp. 264–275), §§18.3.5–18.3.6 (pp. 322–324), §18.4.1 (pp. 327–328), including temperature equations (18.24)–(18.25). Lawful university-course PDFهذه صفحات مخطوطة 2014 وليس صفحات المطبوعه عام 2016
- [S3] Robert W. Erickson and Dragan Maksimović, Fundamentals of Power Electronics, 3rd ed., Springer, 2020. ISBN 9783030438791; DOI 10.1007/978-3-030-43881-4. Only the public introductory abstract ولم يتم التحقق من صحة فصول الدوائر التفصيلية وفصول أجهزة التحكم في الطاقة؛ ويدعم S2 التي يمكن الوصول إليها مشتقات نظام الPV.
المصادر التقنية التكميلية
- [S4] الولايات المتحدة الأمريكية Inverters and grid services: التحويل، الترشيح وواجهة الشبكة.
- [S5] pvlib, PVWatts inverter model"السقف الأقصى والقياسات" "كفاءتنا الثابتة المفترضة ليست منحنى يعتمد على الحمل"
- [S6] pvlib, Single-axis tracking: وخيار التتابع الخلفي المميّز.
- [S7] NREL bifacial_radiance, Effective front plus weighted rear irradianceلا يوجد نموذج مشعة مُسبقة هنا
Passages checked ولا يُطالب بأي استعراض مستقل للأقران الهندسية أو إصدار شهادات هيكلية أو دراسة حماية أو معايرة حقيقية للمعدات، وتدعم الكتب مبادئها؛ ولا تشهد على هذا التنفيذ الهندسي أو العددي.
داخل الـ
اتبعوا الآلات، السوائل العاملة، و الوصلات الكهربائية.
ميكانيكي
يدعم المتتبع أنبوباً للدوران وقطارات وحدة. ويحول المتتبع الصف حول محور واحد لتغيير توجهه إلى الشمس؛ إطارات والأسس النموذجية تقاوم أحمال الرياح.
(الحرارة و المادة
ينتج الضوء الممتص في خلايا شبه الموصلات حاملات شحن، ويفصلها مفرق الخلية، وهذا تحويل فولتائي ضوئي، بدون دورة بخارية، وتؤثر درجة الحرارة على فولطية الخلية وأدائها.
Electrical
Seventeen modules add series voltage and eighteen parallel strings add current. Paired DC collection feeds the central inverter, whose maximum-power-point tracking is not a separate DC/DC stage in this architecture. Three-phase 50 Hz AC passes through station transformation/switchgear and collector/grid equipment. A transformer cannot convert DC into AC. One steady-state model distinguishes available DC, harvested DC, AC clipping and heat losses.
الأنواع والأنواع والأنواع
ويبيّن النموذج تتبع الألواح الفلطاضوئية الفلطاضوئية، فالتشكيل والمواد الخلوية والعكسية هي خيارات تصميمية مستقلة يمكن الجمع بينها، والتركيز على الطاقة الشمسية الحرارية يستخدم عملية تحويل مختلفة تماما.
فولتراتيات
تبقى الوحدات عند زاوية و توجه مختارين على بنية تراكمية دائمة. الهيكل يجب أن يدعم المصفوفة ويقاوم الأحمال البيئية. تتغير زاوية الشمس عبر النهار والمواسم، بينما تستمر الخلايا في إنتاج DC كلما وصلها ضوء الشمس الكافي؛ لا يلزم أي محرك تعقب.
التغييرات في الممارسة
وهذا يوفر ترتيباً تصاعدياً واضحاً للأسقف والمصفوفات الأرضية، ولا يزال الاتجاه والتظليل مهمين، حتى وإن لم تكن هناك آليات تتبع تعمل.
المسار من محور محوري وحيد ومحو محور محوري
يقوم هيكل التتبع بدور الوحدات لتغيير توجهها إلى الشمس. تتبع المحور الواحد، كما هو موضح، بدوره صفيفة حول محور واحد؛ تتبع المحور المزدوج يتكيّف حول محورين. لا تزال الألواح تولد من خلال التأثير الفولتيكي الضوئي: الآلية تغيّر كيف يصلها ضوء الشمس، بدلاً من تغيير عملية تحويل الخلية.
التغييرات في الممارسة
ويمكن أن يزيد التتبع من ضوء الشمس المأسور، ولكنه يضيف هياكل وضوابط متحركة، ويعتمد الاختيار على ظروف الموقع والقيود المتزايدة وقيمة الطاقة الإضافية.
خرالتان كريستالتان - سيليكون ورف
وتستخدم الخلايا السيليكونية - الكريستانية الأوصاف السيليكونية، في حين أن تكنولوجيات الفلام الرقاقة ترسيب طبقات شبه الموصل على سطح داعم. وتكاديم التلوريد والنحاس في الدليوم الغاليوم ثانيلينيد هما مثالان على مواد الفلام الرقيقة. وكلا الأمرين يخلق شحنة كهربائية من الضوء الممتص؛ والمواد والهياكل المختلفة تمتص وتحول الطيف الشمسي بشكل مختلف.
التغييرات في الممارسة
وتؤثر كيمياء الخلايا على التصنيع وأداء الوحدات.ويتم اختيار المواد بصورة مستقلة عن ما إذا كانت اللوحات ثابتة أو متبوعة وعن معمارية المعكوسة في المراحل النهائية.
معقوكسات القِس و معكسات مركزية
A سلسلة نص من وحدات إلى a وسط عكسي ترتيب من a أكبر جزء من a قبل تحويل كلا استخدام طاقة الإلكترونات ليس a دوران مولّد تمييز هو s شمسي حقل و.
التغييرات في الممارسة
وتحدد المجموعة أي الألواح تشترك في معدات التحويل، ويمكن أن يؤثر التشكل والصيانة وانقطاع التحويل على أجزاء مختلفة من المصنع تبعاً للتصميم الكهربائي.
مقحولات دقيقة ومراقبة على مستوى الوحدات
يقوم العامل الفرضية الدقيقة بتحويل الناتج في لوحة فردية بدلاً من تغذية معكوس مشترك لسلسلة الوتر DC. وبالتالي يمكن للأفرقة أن تعمل بشكل أكثر استقلالية عندما تختلف ظروفها. فالأفضلية في الـ DC هو جهاز مختلف: فهو يتحكم في ناتج الـ DC في وحدة ما، ولكنه لا يزال يحتاج إلى معكوس في مكان آخر لإنتاج الـ AC.
التغييرات في الممارسة
ويمكن أن تساعد معدات المستوى الوحدوي في التظليل غير المتكافئ أو توجيهات السقف، كما توزع المزيد من الإلكترونيات عبر النسق، وتغيير التركيب، والرصد، واعتبارات الصيانة.
التركيزات في القدرة الشمسية - الحرارية (CSP)
تركز المرايا ضوء الشمس على جهاز استقبال، مما ينتج حرارة عالية درجة الحرارة. ثم يقوم نظام يعمل ويزود بمحرك أو مولد تربين. وتستخدم نظم البرج مرايا موجهة إلى جهاز استقبال مرتفع؛ وتركز النظم الخطية على طول أنابيب الاستقبال. هذه محطة طاقة تعمل بالحرارة المحركة، متميزة عن اللوحات الفولطاضوئية الضوئية المعروضة في النموذج.
التغييرات في الممارسة
ويمكن أن يشمل هذا النظام التخزين الحراري قبل توليد الكهرباء، فأجهزة استقباله، ودوائر نقل الحرارة، وكتلة الطاقة الكهربائية تجعله مختلفاً ميكانيكياً وحررياً عن مصنع بوليفينيل - واينفرتر.
Worth knowing
- ولا تنتج النباتات الشمسية شيئاً في الليل، وبالتالي فإن متوسط إنتاجها يقل كثيراً عن القدرة المقدرة.
- ونادراً ما تنشر في سجلات مفتوحة للمصانع أسماء صانعي الأفرقة والموردين الذين لا يعملون كعازل.
- تعمل نظم الأسطح العلوية بنفس الطريقة على نطاق أصغر بكثير.
انظر الأمثلة الحقيقية
The atlas includes 19,160 solar records worldwide.
Show on the mapلا تحمل
المراجع
هذه الكتب هي قراءة أخرى، لا إثبات أن كل تفسير تم فحصه مقابل كل طبعة. (بثبت مراجع and استعراض فترة الاستعراض.
- Handbook of Photovoltaic Science and Engineeringفيزياء شبه مُشابهة للخلايا الشمسية وتكنولوجيات الوحدات وتصميم النظم.
- Renewable and Efficient Electric Power Systemsقياس النظام الPV، والعكس والفرق بين تصنيفات العاصمة و AC.
المصادر
- EIA: Photovoltaics and electricity ↗
- US DOE: Photovoltaic cells, modules and systems ↗
- SMA: Utility-scale inverter, transformer and switchgear arrangement ↗
- المقاطع تكشف عن المعدات المغلقة، والتصاميم والأبعاد والمواد وسرعة الحركة هي أمثلة توضيحية، وهذا نموذج تعليمي، لا تصميم نباتي أو محاكاة حرارية.
