Classe Cognitive - photovoltaïque
Connaissance de base du photovoltaïque
Qu’est - ce que le photovoltaïque? Qu’est - ce que le photovoltaïque distribué?
L'énergie photovoltaïque fait référence à une méthode de production d'électricité par conversion directe du rayonnement solaire en électricité. Le photovoltaïque est le courant dominant de l'énergie solaire aujourd'hui, de sorte que ce que les gens appellent généralement l'énergie solaire est photovoltaïque.
La production distribuée fait référence à la construction d'installations photovoltaïques à proximité du site de l'utilisateur, avec l'autoconsommation côté utilisateur comme mode de fonctionnement principal, l'électricité excédentaire étant connectée au réseau électrique, mais avec les caractéristiques de la régulation équilibrée du système de distribution. La production d'électricité distribuée suit les principes de l'adaptation aux besoins du client, de l'efficacité propre, de l'aménagement décentralisé et de l'utilisation à proximité, en utilisant pleinement les ressources solaires locales pour remplacer et réduire la consommation d'énergie fossile.
Connaissez - vous les origines historiques du photovoltaïque?
En 1839, à l'âge de 19 ans, becquerel a réalisé une expérience de physique en France et a découvert que le courant de deux électrodes métalliques dans un liquide conducteur augmentait lorsqu'il était éclairé par la lumière, ce qui a conduit à la découverte de l'effet photovoltaïque. En 1930, Lange a proposé pour la première fois de fabriquer des cellules solaires utilisant « l'effet photovoltaïque» pour convertir l'énergie solaire en électricité.
En 1932, audubot et Stora fabriquent la première cellule solaire au sulfure de cadmium.
En 1941, audou découvre l'effet photovoltaïque du 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%, la première cellule solaire pratique au monde. La même année, Wick découvre pour la première fois que l'arséniure de nickel a un effet photovoltaïque et dépose un film mince de sulfure de nickel sur le verre pour former une cellule solaire. La technologie photovoltaïque pratique pour convertir la lumière du soleil en électricité est née et a évolué à partir de là.
3. Comment les cellules photovoltaïques produisent - elles de l'électricité?
Les cellules photovoltaïques sont des dispositifs semi - conducteurs avec des caractéristiques de conversion photovoltaïque et électrique qui convertissent directement l'énergie du rayonnement solaire en courant continu. Ce sont les unités les plus élémentaires pour la production d'électricité photovoltaïque. La propriété électrique unique d'une cellule photovoltaïque est l'incorporation de certains éléments, tels que le phosphore ou le bore, dans le silicium cristallin, ce qui entraîne un déséquilibre permanent des charges moléculaires du matériau, formant un matériau semi - conducteur avec des propriétés électriques spéciales. Sous la lumière du soleil, un semi - conducteur avec des Propriétés électriques spéciales peut générer des charges libres, Ils se déplacent et s'accumulent de manière directionnelle, produisant ainsi de l'énergie électrique lorsque les deux extrémités sont fermées. Ce phénomène est appelé « effet photovoltaïque » ou simplement « effet photovoltaïque ».
Quels sont les composants d'un système d'énergie photovoltaïque?
Le système de production d'énergie photovoltaïque est composé de composants tels que des panneaux photovoltaïques (les panneaux photovoltaïques sont constitués de modules photovoltaïques en série et en parallèle), des contrôleurs, des batteries, des onduleurs DC / AC, etc. Les composants centraux d'un système de production d'énergie photovoltaïque sont des modules photovoltaïques, qui sont également constitués de cellules photovoltaïques en série, en parallèle et scellées. Ils convertissent directement l'énergie solaire en électricité, et l'énergie électrique produite par les modules photovoltaïques est du courant continu, que nous pouvons convertir en courant alternatif à l'aide d'un onduleur pour l'utiliser. D'un autre point de vue, l'électricité produite par le système photovoltaïque peut être produite et utilisée immédiatement, ou un dispositif de stockage d'énergie tel qu'une batterie peut être utilisé pour stocker l'énergie et la libérer pour une utilisation au besoin.
5. Qu'est - ce qu'un réseau de distribution?
Quelle est la relation entre les réseaux de distribution et la production photovoltaïque distribuée? Un réseau de distribution est un réseau électrique qui reçoit de l'électricité d'un réseau de transport ou d'une centrale électrique régionale et qui la distribue sur place ou progressivement aux différents utilisateurs en fonction de la tension, via des installations de distribution. Il se compose de lignes aériennes, de câbles, de pylônes, de transformateurs de distribution, de sectionneurs, de condensateurs de compensation réactive, d'appareils de mesure et de quelques dépendances. En général, il est conçu en boucle fermée, fonctionne en boucle et a une structure radiale. L'intégration de l'alimentation distribuée dans le réseau de distribution entraîne la coexistence de la production et de la consommation d'électricité dans le système de distribution. La structure du réseau de distribution est passée d'une structure radiale à une structure multi - sources et la taille, la direction et les caractéristiques de distribution du courant de court - circuit ont toutes changé.
Pourquoi le photovoltaïque est - il considéré comme une source d’énergie verte à faible émission de carbone?
Avec des avantages énergétiques, environnementaux et économiques significatifs, le photovoltaïque est l’une des sources d’énergie verte de la plus haute qualité. L'installation d'un système photovoltaïque de 1 kW dans des conditions d'ensoleillement moyennes en Chine peut produire jusqu'à 1 200 kWh d'électricité par an, réduire la consommation de charbon (charbon standard) d'environ 400 kg et réduire les émissions de CO2 d'environ 1 tonne. Selon une étude du Fonds mondial pour la nature (WWF), l’installation d’un système photovoltaïque d’un mètre carré équivaut à planter 100 mètres carrés d’arbres et de forêts en termes de réduction des émissions de CO2. À l'heure actuelle, le développement de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie photovoltaïque est l'un des moyens efficaces de résoudre fondamentalement les problèmes environnementaux tels que la brume, les pluies acides et autres.
7. Que pensez - vous des nouvelles selon lesquelles "la production de modules de cellules photovoltaïques consomme beaucoup d'énergie"?
Les cellules photovoltaïques consomment en effet une certaine quantité d'énergie au cours du processus de production, notamment en trois étapes de purification industrielle du silicium, de production de silicium polycristallin de haute pureté et de production de tiges de silicium monocristallin / lingots de silicium polycristallin, qui ont une consommation d'énergie plus élevée. Cependant, les cellules photovoltaïques peuvent continuer à produire de l’électricité tout au long de leur durée de vie de 20 ans. Il a été calculé que le retour d'énergie sur toute la durée de vie d'un système photovoltaïque dépasse sa consommation d'énergie de plus de 15 fois dans des conditions d'ensoleillement moyennes en Chine. Le système de raccordement au réseau photovoltaïque de toit de 1 kW installé à Beijing avec une inclinaison optimale a une période de récupération d'énergie de 1,5 à 2 ans, bien inférieure à la durée de vie du système photovoltaïque. C’est - à - dire que l’électricité produite par un système photovoltaïque au cours des 1,5 à 2 premières années est utilisée pour compenser l’énergie consommée lors de sa production et d’autres processus, tandis que l’énergie produite après 1,5 à 2 ans est une production pure. Par conséquent, la consommation d'énergie des cellules photovoltaïques doit être évaluée en termes de cycle de vie complet.
8. Que pensez - vous des nouvelles selon lesquelles la production de modules de cellules photovoltaïques génère beaucoup de pollution?
La production de modules de cellules photovoltaïques comprend plusieurs maillons de la chaîne industrielle, y compris le silicium polycristallin, les plaquettes de silicium en lingots de silicium, les paquets de cellules photovoltaïques et les modules photovoltaïques. Les rapports de pollution associés se réfèrent principalement aux matières premières des modules photovoltaïques et aux sous - produits générés lors de la production de silicium polycristallin de haute pureté. La production de silicium polycristallin de haute pureté utilise principalement la méthode Siemens améliorée qui convertit le silicium de qualité métallurgique en trichlorohydrosilicium, qui est ensuite réduit en silicium polycristallin de qualité solaire par ajout d'hydrogène. En outre, il forme un sous - produit, le chlorure de silicium, qui se décompose en acide silicique et en chlorure d'hydrogène au contact de l'air humide. Une mauvaise manipulation peut causer des problèmes de pollution. Mais l'amélioration de la méthode Siemens actuellement adoptée par les entreprises de production de silicium polycristallin en Chine peut réaliser une production en boucle fermée en recyclant les sous - produits du tétrachlorure de silicium et des gaz d'échappement, ce qui permet une production propre. En décembre 2010, le pays a introduit les conditions d'accès à l'industrie du silicium polycristallin, qui stipulent que le taux de recyclage du tétrachlorure de silicium et du chlore dans les gaz d'échappement réduits ne doit pas être inférieur à 98,5% et 99%. Par conséquent, la technologie de production mature et améliorée de Siemens répond parfaitement aux exigences environnementales et ne pose pas de problèmes de pollution environnementale.
Combien de soleil avons - nous?
Peut - elle devenir la principale source d’énergie du futur? Le rayonnement solaire reçu à la surface de la terre peut couvrir jusqu’à 10 000 fois la demande énergétique mondiale, et le rayonnement annuel moyen reçu par mètre carré à la surface de la Terre varie d’une région à l’autre, allant d’environ 1 000 à 2 000 kWh. Selon l’agence internationale de l’énergie, l’installation de systèmes solaires photovoltaïques dans 4% des déserts du monde est suffisante pour répondre aux besoins énergétiques mondiaux. Le solaire photovoltaïque a un grand espace de développement et un grand potentiel.
Selon les statistiques préliminaires, le potentiel de marché de la Chine pour l'électricité photovoltaïque installée dans les bâtiments existants est d'environ 3 billions de kW ou plus. En outre, le vaste marché photovoltaïque de Gobi dans l'Ouest a un potentiel de plusieurs dizaines de milliards de kW, voire plus. Avec les progrès et les applications à grande échelle de la technologie photovoltaïque, ses coûts de production d'électricité seront encore réduits, devenant un modèle d'approvisionnement énergétique plus compétitif, passant progressivement des sources d'énergie complémentaires aux sources d'énergie alternatives et, espérons - le, la principale source d'énergie du futur.
