Aunque la búsqueda de nueva energía tiene una larga historia, la contaminación ambiental mundial y la escasez de energía obligan a la gente a hacerlo.
Los científicos están trabajando más intensamente para encontrar y desarrollar nuevas fuentes de energía. En el proceso de encontrar y desarrollar nuevas fuentes de energía, la gente naturalmente dirige su atención a diversas posibilidades.
Energía alternativa renovable. La generación de energía fotovoltaica es una de ellas. Aunque la generación de energía fotovoltaica tiene varias limitaciones en las aplicaciones prácticas, a medida que disminuye el costo de la generación de energía fotovoltaica, aumenta el costo de la generación de energía mineral y disminuye la energía mineral, la generación de energía fotovoltaica El costo de la generación de energía. algún día será diferente del costo de la generación de energía tradicional.
El coste de generar electricidad es similar. Para entonces, la generación de energía fotovoltaica entrará gradualmente en la etapa de comercialización. ¿Qué pasará con la red eléctrica cuando la generación de energía fotovoltaica conectada a la red alcance gran escala?
Qué tipo de impacto es el tema que se trata en este artículo.
1. Principios básicos de la generación de energía fotovoltaica
1. Composición del sistema de generación de energía solar fotovoltaica
El sistema de generación de energía solar fotovoltaica consiste principalmente en un paquete de baterías solares fotovoltaicas. , batería del sistema fotovoltaico Consta de controlador, batería e inversor AC/DC.
Quiero piezas. Los componentes principales son el paquete de baterías fotovoltaicas y el controlador. Las funciones de cada componente del sistema son: Celdas fotovoltaicas: fotovoltaica.
Conversión.
Controlador: Actúa sobre el control de procesos de todo el sistema. Hay muchos tipos de controladores utilizados en sistemas de generación de energía fotovoltaica, como controladores de dos puntos y controladores multipunto.
Controlador de secuencia de ruta, controlador inteligente, controlador de carga de seguimiento de alta potencia, etc. Actualmente, la mayoría de los controladores utilizados en China son controladores de diseño simple.
Los controladores inteligentes sólo se utilizan en sistemas de comunicación y plantas de energía fotovoltaica de mayor tamaño.
Batería: La batería es un componente clave en el sistema de generación de energía fotovoltaica y se utiliza para almacenar la energía eléctrica convertida por las células fotovoltaicas. Actualmente, China no dispone de baterías especiales para sistemas fotovoltaicos, pero se utilizan baterías de plomo-ácido convencionales.
Inversor AC-DC: Debido a que su función es la conversión AC-DC, los indicadores más importantes de este componente son la confiabilidad y la eficiencia de conversión. Conectado a la red
El inversor utiliza tecnología de seguimiento de máxima potencia para maximizar la potencia convertida por las células fotovoltaicas a la red.
2. Paneles solares fotovoltaicos:
Las células solares utilizan principalmente silicio monocristalino como material. La unión pn del diodo está hecha de silicio monocristalino. Funciona como un diodo.
Es solo que en un diodo, es el campo eléctrico externo el que impulsa el movimiento de los huecos y electrones en la unión pn, mientras que en las células solares, es la unión pn la que lo impulsa y lo afecta.
El movimiento de los huecos y los electrones es el de los fotones solares y el calor radiante (*). También conocido como principio del efecto fotovoltaico. Conversión fotoeléctrica actual
La eficiencia de las células fotovoltaicas es de aproximadamente 13%-15% para el silicio monocristalino y aproximadamente 11%-13% para el silicio policristalino. Actualmente, las últimas tecnologías incluyen
células fotovoltaicas de película delgada.
3. Clasificación de los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica:
En la actualidad, los sistemas de generación de energía solar fotovoltaica se pueden dividir aproximadamente en tres categorías: sistemas de almacenamiento de energía fotovoltaica fuera de la red y sistemas de red. sistemas conectados de generación de energía fotovoltaica y un sistema híbrido de los dos primeros.
a) Sistema de almacenamiento de energía fotovoltaico aislado de la red. Esta es una aplicación común de energía solar. Se ha utilizado en el país y en el extranjero durante varios años. El sistema es relativamente sencillo y
tiene una amplia adaptabilidad. El ámbito de aplicación se limita a una serie de baterías que son voluminosas y difíciles de mantener.
b) En el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red, cuando la carga de energía es pesada y la energía solar es insuficiente, la energía se compra del suministro de energía de la ciudad. Cuando la carga es pequeña, es posible que no se agote.
Electricidad, se puede vender el exceso de electricidad a la red. Al depender de la red eléctrica, el sistema ahorra baterías, ampliando así sus usos.
Alcance y flexibilidad, y menores costes.
C) Sistema mixto de A y B, entre las dos partes anteriores. Esta solución es altamente adaptable, por ejemplo, puede ajustar su estrategia de generación de energía de acuerdo con los precios de electricidad pico y valle de la red. Sin embargo, su costo de construcción y costo operativo son más altos que las dos opciones anteriores. En segundo lugar, la generación de energía fotovoltaica
Ventajas
Después de entrar en la década de 1970, debido al impacto de dos crisis petroleras, la generación de energía fotovoltaica recibió gran atención en todo el mundo y se desarrolló muy rápidamente. Congyuan
En el futuro, la generación de energía fotovoltaica ingresará al mercado energético con fuentes de energía distribuidas, reemplazando parcialmente la energía convencional.
Ya sea en un futuro próximo o próximo, la generación de energía fotovoltaica se podrá utilizar como complemento a la energía convencional para resolver campos de aplicación especiales, como comunicaciones, comunicaciones, etc.
El suministro de electricidad, así como la demanda de electricidad para la vida civil en zonas remotas sin electricidad, son de gran importancia desde la perspectiva de la protección del medio ambiente y la estrategia energética. Guangfufa
Las ventajas de la electricidad se reflejan plenamente en los siguientes aspectos:
1. (Si adopta una solución de batería, considere desechar las baterías usadas).
2. (El voltaje conectado a la red generalmente es inferior a 220 V.
3. Relativamente universal.
4. Vida útil realmente larga y libre de mantenimiento.
5. Inicial practicidad.
6. Adecuación de los recursos y economía potencial.
En tercer lugar, actualmente hay demasiados artículos que presentan las ventajas y desventajas de la generación de energía fotovoltaica. Es necesario señalar algunas limitaciones de la generación de energía fotovoltaica. La energía solar tiene las desventajas de una baja densidad energética y una escasa estabilidad, que se ven afectadas por la distribución geográfica, los cambios estacionales y la influencia del día y la noche. Las limitaciones de la generación de energía fotovoltaica incluyen los siguientes aspectos:
1. Debido a que las condiciones para la generación de energía fotovoltaica son cuando brilla el sol, los equipos de generación de energía pueden funcionar normalmente para generar electricidad. La generación se ve muy afectada durante la noche y en primavera, verano, otoño e invierno. Para hacer frente a esta situación, la red eléctrica debe estar equipada con la capacidad correspondiente. El generador está en estado de espera rotativo. 2. La ubicación geográfica es limitada. Los equipos de generación de energía fotovoltaica básicamente solo pueden depender de la instalación y construcción de edificios, que es el llamado suministro de energía local en el techo. Si abandona el edificio para construir generación de energía fotovoltaica, aumentará en gran medida el costo o dañará el medio ambiente y la ecología.
3. El impacto de las condiciones climáticas limitadas en la generación de energía fotovoltaica sin baterías al generar electricidad a partir de la red, si se realiza sobre una ciudad. p>
Los cambios climáticos significativos provocarán grandes fluctuaciones en la carga de energía cuando cambie la calidad del aire sobre la ciudad, como la contaminación del aire o la visibilidad.
El mal tiempo, como días con niebla y días nublados, reducirá la producción en línea o en tiempo real de la generación de energía fotovoltaica.
4. Después de resolver el problema de costos de la generación de energía fotovoltaica, se requiere alta potencia, alto voltaje y operación a largo plazo. transportado a largas distancias desde áreas desérticas hasta centros de carga Dado que la generación de energía fotovoltaica no tiene la inercia rotacional de los motores, reguladores de velocidad y sistemas de excitación tradicionales, traerá nuevas economías a la red eléctrica de CA. es la transmisión de energía de alto voltaje de CA o CC desde áreas desérticas, debido a las restricciones de energía de 1, 2, 3 estaciones anteriores aumentarán en gran medida el costo de transmisión por kilovatio.
5. En comparación con la eficiencia de conversión de la energía tradicional (energía fósil, petróleo, energía hidroeléctrica, energía atómica, etc.), la energía fotovoltaica
La eficiencia de conversión de la cantidad no es satisfactoria.
IV. Perspectivas futuras de la generación de energía fotovoltaica
La industria fotovoltaica de China está creciendo a una tasa anual del 30%. En los últimos tres años, la tasa de crecimiento anual promedio de la producción mundial de células solares ha llegado al 49,8%.
. Según el Nuevo Plan Energético japonés, el Libro Blanco sobre Energías Renovables de la UE y el Plan Fotovoltaico de Estados Unidos, la generación mundial de energía fotovoltaica se conectará a la red en 2010.
La capacidad de la máquina alcanzará los 15 GW (15 MW, que seguirán siendo menos del 1% de la capacidad instalada total de generación de energía global), y la capacidad de generación de energía fotovoltaica instalada global en 2030.
La capacidad de producción alcanzará los 300 GW (para entonces, el valor de producción de la industria puede superar los 300 mil millones de dólares) y, para 2040, la generación de energía fotovoltaica alcanzará la generación de energía total del mundo.
15%-20% de la cantidad. Según este plan, la tasa de crecimiento compuesto de la industria fotovoltaica alcanzará más del 25% entre 2010 y 2040 (ver referencia: 15).
. Entre ellas, las aplicaciones conectadas a la red tendrán un mayor desarrollo, lo que resultará en generación de energía conectada a la red (alrededor del 46%), suministro de energía fuera de la red (alrededor del 27%) y estaciones de comunicación (alrededor del 21%).
Tres áreas principales de aplicación (ver Referencia: 16).
La energía del sol es casi ilimitada para los humanos, pero en realidad, los recursos en la tierra que pueden obtener energía solar son limitados.
No es tan grande como dicen algunos artículos.
Por ejemplo, cuando instalamos un calentador de agua solar en el tejado, perdemos la instalación del sol.
Oportunidades de batería. Construir paneles solares en cualquier lugar que no sean edificios y desiertos sería poco realista y costaría más que la ganancia. Esto no se debe sólo a
Sólo porque el coste es enorme, el problema es obvio. El principal problema es abandonar edificios y desiertos para construir plantas de energía fotovoltaica.
Destruye el medio ambiente y la ecología y descubrirás que no crece hierba debajo de los paneles solares. En definitiva, el ahorro energético y la reducción del consumo son un tema eterno para la humanidad.
En cierto sentido, cuando se eliminan tecnologías y productos antiguos, también se desperdicia la energía utilizada para producir esas tecnologías y productos. Exámenes en el extranjero
Los inspectores a menudo descubren que los países desarrollados occidentales todavía utilizan en algunas ocasiones productos y equipos de las décadas de 1920 y 1930, y no están tratando de proteger los "sitios históricos".
En cierto sentido, esto es ahorrar energía. La sustitución de productos y tecnologías antiguos y nuevos se produce a expensas del consumo de energía y los productos se actualizan demasiado rápido.
Acelerará el consumo energético. Por supuesto, se necesita un índice económico general para juzgar el consumo de energía. ¿Deberíamos considerar preservar la energía "usada"? (**)
Por otro lado, la condición necesaria para que cualquier tecnología avanzada entre en uso comercial es que el precio pueda ser aceptado por el mercado. de uso es demasiado alto, no importa cuán buena sea la tecnología, solo permanecerá en la etapa de laboratorio o proyecto de demostración
El impacto de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red en la futura red eléctrica. /p>
Con la promulgación e implementación de la Ley de Energías Renovables de China, los precios de la energía convencional continúan aumentando a nivel mundial, con precios del petróleo acercándose a los 100 dólares estadounidenses.
Girando en torno al uso de tecnología de energía solar, comercial. El desarrollo es muy rápido y la tecnología de generación de energía fotovoltaica conectada a la red se está desarrollando muy rápidamente. En la actualidad, la generación de energía fotovoltaica es limitada. El factor principal es el alto costo de la generación de energía solar fotovoltaica (más de 30.000 yuanes por kilovatio). más de 1,5 yuanes/kW). A medida que el costo de la generación de energía fotovoltaica disminuye y el costo de la generación de energía que consume energía aumenta, algún día el costo de la generación de energía fotovoltaica será el mismo que el de la generación de energía tradicional.
Los costos de electricidad serán los mismos. Para entonces, la generación de energía fotovoltaica entrará en la etapa de aplicación comercial. Para dar la bienvenida a este día temprano, consideraremos de antemano la tecnología, la economía y la política de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red. el modelo de generación de energía existente y los beneficios ambientales Supongamos que ha llegado el momento y el modelo de generación de energía existente no ha cambiado mucho
¿Qué tipo de problemas causará a la red eléctrica existente? p>
Dado que la generación de energía solar fotovoltaica es un tipo de energía con baja densidad energética, poca estabilidad y poca capacidad de ajuste, la generación de energía se ve muy afectada por el clima y la región.
La generación de energía conectada a la red. tendrá un cierto impacto en la seguridad y estabilidad de la red eléctrica, el funcionamiento económico y la calidad del suministro eléctrico.
Sabemos que actualmente la energía eléctrica no está disponible a gran escala. El almacenamiento a bajo coste no puede ser masivo. -producido en el futuro previsible. Esto hace que la aplicación de la generación de energía fotovoltaica esté restringida por factores físicos y limitaciones geográficas, pero con la tecnología y
Con el desarrollo del mercado, cuando la capacidad de energía fotovoltaica conectada a la red. La generación de energía es equivalente a la de las centrales térmicas, hidroeléctricas, nucleares y otras centrales eléctricas en la red eléctrica, la suma de equivalentes se convierte en una parte que no se puede ignorar. La generación de energía fotovoltaica conectada a la red afectará el modelo de generación de energía existente. y la tecnología, economía, política y medio ambiente de la red eléctrica
Los beneficios traen los siguientes problemas: (Si el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red adopta una solución de batería, el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red sistema Las ventajas y beneficios son enormes
Descuentos El sistema de baterías optimizado para la generación de energía fotovoltaica conectada a la red puede resolver parcialmente los problemas planteados en los puntos 1, 2 y 3 a continuación)
1. El impacto de los picos y valles de carga en la red eléctrica Dado que el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red no tiene capacidades de regulación de picos y de frecuencia, afectará la carga máxima inicial y la carga máxima nocturna de la red eléctrica. El aumento del consumo de energía no puede reducir la propiedad de las unidades rotativas tradicionales. La red eléctrica debe preparar una gran cantidad de unidades de respaldo rotativas para el sistema de generación de energía fotovoltaica para resolver los problemas de reducción de picos en las horas pico de la mañana y la tarde. El sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red suministra energía a la red
a expensas de una reducción de las horas de utilización de las unidades. Ciertamente esto no es lo que los productores de energía quieren ver.
2. El impacto de los cambios diurnos y nocturnos, la diferencia horaria este-oeste y los cambios estacionales en la red eléctrica. Debido a la periodicidad de la luz solar y la carga, la energía fotovoltaica se conecta a la red para generar electricidad.
El aumento de potencia no puede reducir la demanda de capacidad instalada de la red eléctrica.
3. Cambios en las condiciones meteorológicas. Cuando la generación de energía fotovoltaica conectada a la red en los tejados de una ciudad alcanza una cierta escala, si el clima geográfico cambia significativamente,
la red eléctrica proporcionará suficientes unidades de reserva giratorias regionales y capacidades de compensación de energía reactiva para las plantas fotovoltaicas conectadas a la red. Sistema de generación de energía. Para controlar y regular la frecuencia del sistema.
Tasa y tensión. En este caso, la red eléctrica sacrificará la operación económica para garantizar el funcionamiento seguro y estable de la red eléctrica.
4. Transmisión de energía fotovoltaica a larga distancia. Cuando la generación de energía fotovoltaica conectada a la red pueda ser económica y técnicamente capaz de transmitirse a larga distancia, debido a que la generación de energía fotovoltaica conectada a la red no tiene momento de inercia, ni regulador de velocidad ni sistema de excitación, traerá nuevas innovaciones a la energía de CA. problemas de estabilidad de la red. Si se forma la generación de energía fotovoltaica conectada a la red
El uso a gran escala de la transmisión de energía CA/CC de alto voltaje traerá estabilidad y problemas económicos al sistema de CA adyacente al sistema de transmisión de energía CC de generación de energía fotovoltaica.
Las líneas de transmisión utilizadas especialmente para la generación de energía fotovoltaica conectada a la red restringirán la utilización de la energía solar del desierto debido a su baja eficiencia. Las líneas de transmisión utilizadas para tomar prestado o transportar energía desde sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red son muy antieconómicas debido a su bajo factor de carga. ) independientemente de la alta presión.
Al transmitir energía CA o CC, la central fotovoltaica conectada a la red debe estar equipada con un regulador automático de potencia reactiva. En cuanto al impacto en la estabilidad de la red, actualmente no existe ningún modelo matemático de generación de energía fotovoltaica (incluido el modelo de suministro de energía y el modelo de carga) para el cálculo de la estabilidad de la red. La generación de energía fotovoltaica conectada a la red es segura para la red
No está claro qué impacto tendrá en un funcionamiento totalmente estable.
5. El problema de la reducción del consumo; una de las principales ventajas de la generación de energía fotovoltaica conectada a red es que puede sustituir el consumo de combustibles fósiles. A medida que la generación de energía fotovoltaica conectada a la red aumenta la generación de energía
La reserva giratoria o la reserva caliente del generador giratorio de la planta de energía debe deducirse del índice de reducción del consumo real de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red.
Pérdida de energía por hot standby. La eficiencia de reducción de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red debe considerar la generación de energía del sistema de generación de energía fotovoltaica conectada a la red.
Pérdida de eficiencia por reducción del tiempo de uso de los equipos de la empresa. Debido a que el sistema eléctrico funciona como un todo, la dirección de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red
La transmisión a la red infringirá los intereses de otros generadores de energía, lo cual es una cuestión que los responsables de las políticas deben considerar. Esto se debe a que la red eléctrica no sólo considera las centrales hidroeléctricas como respaldo para un funcionamiento seguro, estable y económico. Por lo tanto, la cantidad total de generación de energía fotovoltaica conectada a la red en el sistema, etc.
El consumo de carbón estándar teórico efectivo debe multiplicarse por un coeficiente inferior a 1 antes de reducir el consumo de carbón estándar, y la pérdida de energía de fábrica de la unidad de reserva giratoria debe deducirse en igual proporción.
6. Cuestiones de protección del medio ambiente: Queda por estudiar si el efecto de reducción de emisiones provocado por la generación de energía fotovoltaica solo debe considerar el dióxido de azufre y el dióxido de carbono emitidos por la generación de energía térmica.
Porque cuando la generación de energía fotovoltaica se conecta a la red, al considerar la seguridad, la estabilidad y el funcionamiento económico de la red eléctrica, no es solo el fuego lo que a menudo reduce la producción.
Las centrales eléctricas, al considerar la reserva de rotación, las centrales hidroeléctricas no son las únicas que asumen la tarea de reserva de rotación (las pérdidas que sufren las centrales hidroeléctricas que realizan la tarea de reserva de rotación son menores)
). Por lo tanto, al considerar la contribución a la reducción de emisiones de los sistemas de generación de energía fotovoltaica conectados a la red, el valor teórico también debe multiplicarse por un coeficiente menor que 1.
Esta conclusión no es tan optimista como dicen algunos artículos.
7. Por cierto, la energía eólica también tiene problemas ecológicos y de protección del medio ambiente. Algunos ecologistas extranjeros señalaron que durante esta temporada suelen construirse grandes centrales eólicas.
En el túnel de viento, esta suele ser la mejor ruta para las aves migratorias.
Conclusión
La ventaja de la generación de energía fotovoltaica es resolver el problema energético de las comunicaciones, microondas y otros equipos en áreas fuera de la red y dispersar el consumo de electricidad de pequeña capacidad en zonas pobladas. áreas.
Y proporcionar electricidad a los edificios locales que tengan las condiciones para construir tejados fotovoltaicos. La previsión de carga debe considerarse plenamente al planificar el desarrollo futuro de la red eléctrica.
El impacto de la generación de energía fotovoltaica conectada a red y la generación de energía fotovoltaica conectada a red en la red eléctrica y su modelo matemático. Los sistemas de generación de energía fotovoltaica aislados de la red se pueden utilizar como cargas variables activas en línea.
El modelo a considerar (aquí se refiere a la carga que pueden suministrar los sistemas de generación de energía fotovoltaica fuera de la red y las redes eléctricas municipales en las ciudades).
Conexión fotovoltaica en paralelo
Si el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red se alimenta con 110 V o 220 V, el sistema de generación de energía fotovoltaica conectado a la red también se puede considerar activo y puede cambiar de negativo a positivo.
Cargar modelo. A través del análisis anterior, el posicionamiento a largo plazo de la generación de energía fotovoltaica conectada a la red sólo puede ser un medio complementario importante para el ahorro de energía y la reducción del consumo de la red eléctrica. El optimismo sobre la reducción de las emisiones contaminantes se verá socavado si algo más que este posicionamiento estratégico conduce a inversiones y un desperdicio adicional de energía.
Configuración de fallos-mejor configuración;