Күн электр станциялары жаңартылатын энергия өндіруде алдыңғы қатарда, күннің мол, таза энергиясын пайдалану жолын өзгерту. Технологиялардағы жетістіктермен және тұрақты энергия туралы жаһандық хабардарлықтың өсуімен, Күн электр станциялары бүкіл әлемде танымал бола бастады. Бұл мақалада, Біз күн энергиясы қондырғыларының әртүрлі аспектілерін зерттейміз, соның ішінде күн шаруашылығы, желілік және желіден тыс күн жүйелері, күн энергиясын өндіру және Ivanpah Solar сияқты нақты мысалдар.
Күн электр станцияларымен таныстыру
Лас күн электр станциялары, күн электр станциялары немесе күн генерациялау қондырғылары деп те аталады, күн радиациясын электр энергиясына айналдыруға арналған ауқымды нысандар болып табылады. Бұл зауыттар фотоэлектрлік элементтерді пайдаланады (PV), шоғырланған күн энергиясы жүйелері (CSP) немесе тікелей пайдалануға немесе ұлттық желіге біріктіруге болатын электр энергиясын өндіру үшін екеуінің комбинациясы.
Күн электр станциялары кәдімгі энергия көздеріне қарағанда көптеген артықшылықтарға ие, көмір сияқты, мұнай және табиғи газ. Олар таза, жаңартылатын және пайдалану кезінде парниктік газдарды шығармайды. Сонымен қатар, күн энергиясы іс жүзінде сарқылмайды, оны энергетикалық қауіпсіздік пен климаттың өзгеруін азайту үшін тамаша ұзақ мерзімді шешімге айналдырады.
Күн электр станцияларының түрлері
Күн электр станцияларын екі топқа бөлуге болады: фотоэлектр станциялары (PV) және шоғырланған күн электр станциялары (CSP).
Фотоэлектрлік электр станциялары (PV)
Фотоэлектр станциялары күн батареяларын пайдаланады, құрамында күн сәулесін тікелей электр энергиясына айналдыратын фотоэлектрлік элементтер бар. Бұл панельдер әдетте күн бойы күн сәулесінің әсерін оңтайландыру үшін тіректерге немесе ізбасарларға орнатылады.. Фотоэлектрлік жүйелермен өндірілетін электр энергиясы тұрақты ток болып табылады (CC), ол кейін айнымалы токқа айналады (CA) үйлерде пайдалану үшін инверторлар арқылы, компаниялар немесе желілік интеграция.
Фотоэлектрлік электр станцияларын одан әрі жіктеуге болады:
Коммуналдық масштабтағы фотоэлектр станциялары: ұлттық желіге тарату үшін электр энергиясын өндіруге арналған ауқымды нысандар болып табылады. Олардың өлшемдері бірнеше мегаваттқа дейін өзгеруі мүмкін (МВт) жүздеген МВт-қа дейін, мыңдаған үйлерді қамтамасыз етуге қабілетті. Бөлінген фотоэлектрлік жүйелер: Олар кішігірім нысандар, әдетте шатырларға немесе басқа құрылымдарға орнатылады, және олар орналасқан ғимаратқа немесе қауымдастыққа тікелей электр энергиясын жеткізуге арналған.
Шоғырландырылған күн электр станциясы (CSP)
CSP зауыттары күн сәулесін шағын аймаққа шоғырландыру үшін айналар немесе линзаларды пайдаланады, турбинаны жүргізу және электр энергиясын өндіру үшін бу шығаратын сұйықтықты қыздыру. CSP жүйелері фотоэлектрлік жүйелерге қарағанда жоғары температураға жете алады, оларды жоғары температуралық жылуды қажет ететін өнеркәсіптік қолданбаларға қолайлы етеді.
CSP зауыттары әдетте төрт негізгі компоненттен тұрады:
Күн коллекторлары: олар айналар болуы мүмкін (параболалық арналар немесе гелиостаттар) орталық қабылдағышқа күн сәулесін көрсететін.
Жылу тасымалдағыш сұйықтық: сұйықтық күн коллекторларынан шоғырланған жылуды сіңіреді, содан кейін бу шығару үшін пайдаланылады.
Бу турбинасы: бу турбинаны жүргізеді, электр энергиясын өндіру үшін генераторды айналдырады.
Сақтау жүйесі: Кейбір CSP қондырғыларында күн жарқырамаған кезде де электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беретін жылу сақтау жүйелері бар. Желілік және желіден тыс күн жүйелері
Күн электр станцияларын ұлттық желіге қосуға болады (желіге қосылған) немесе дербес жұмыс істейді (желіден ажыратылған). Әрбір жүйенің өзіндік артықшылықтары мен шектеулері бар.
Торға қосылған күн энергиясы жүйелері
Торға қосылған күн энергиясы жүйелері электр желісіне қосылған, желіге электр қуатын беруге және қажет болған жағдайда одан энергия алуға мүмкіндік береді. Бұл конфигурация сенімді желілік инфрақұрылымы бар орындар үшін өте қолайлы және жаңартылатын энергияны электр желісіне үздіксіз біріктіруге мүмкіндік береді..
Торға қосылған жүйелер бірнеше артықшылықтар береді:
Таза өлшеу: көптеген утилиталар желілік есептеу бағдарламаларын ұсынады, күн қондырғылары бар тұтынушыларға артық электр энергиясын бөлшек бағамен желіге қайта сатуға мүмкіндік береді.
Сенімділік: электр қуаты өшіп қалған жағдайда, Батареяның резервтік көшірмесі бар желіге қосылған жүйелер төтенше қуатпен қамтамасыз ете алады.
Тиімділік: Желіге қосылған жүйелер желілік сұраныс пен бағаларға негізделген энергия өндірісін оңтайландыра алады, қалдықтарды азайту және табыстылықты арттыру.
Желіден тыс күн энергиясы жүйелері
Желіден тыс күн энергиясы жүйелері, желіден тыс немесе автономды жүйелер ретінде де белгілі, ұлттық желіден тәуелсіз жұмыс істейді. Олар желілік инфрақұрылымға қол жеткізе алмайтын қашықтағы орындар үшін немесе толық қуат автономиясын қажет ететін қолданбалар үшін өте қолайлы..
Желіден тыс жүйелерге келесі компоненттер кіреді:
күн панельдері: күн сәулесін тұрақты токқа айналдырады.
Батареялар: Олар күндізгі уақытта өндірілген электр энергиясын түнде немесе бұлтты кезде пайдалану үшін сақтайды.
Инвестор: Күн батареяларынан тұрақты токты тұрмыстық техникаға жарамды айнымалы токқа түрлендіреді.
заряд контроллері: күн батареяларынан аккумуляторларға электр энергиясының ағынын реттейді, бұл шамадан тыс жүктемені болдырмайды және қамтамасыз етеді
Ұзақ жұмыс істейтін батарея.
Желіден тыс жүйелер бірнеше артықшылықтарды ұсынады:
Энергетикалық тәуелсіздік: қашықтағы орындар немесе желі қосылымы сенімсіз немесе қол жетімді емес қолданбалар үшін өте қолайлы.
Қуат шығындарын азайту: біршама уақыттан кейін, Өзіңіздің электр қуатын өндірудің өзіндік құнын үнемдеу айтарлықтай болуы мүмкін.
Қоршаған ортаның пайдасы: қазба отындарына тәуелділікті азайту және парниктік газдар шығарындыларын азайту.
Кейс зерттеу: Иванпа күн энергиясын орнату
Иванпа күн электр энергиясын өндіру жүйесі, Калифорниядағы Мохаве шөлінде орналасқан, Бұл әлемдегі ең ірі CSP зауыттарының бірі. Мыңдаған гелиостаттарды қолданыңыз (үлкен айналар) орталық мұнараға күн сәулесін шоғырландыру, электр энергиясын өндіру үшін турбинаны жүргізетін бу шығару үшін қазанды жылыту.
Ivanpah Solar негізгі ерекшеліктері
Қабілет: Зауыттың жалпы қуаттылығы бар 392 мегаватт (МВт), қамтамасыз етуге жеткілікті 140.000 үйлер.
Технология: Иванпа күнді бақылай алатын гелиостаты бар параболалық шұңқырды пайдаланады., энергияны максималды жинақтау. Жылулық сақтау: Зауытта күн батқаннан кейін үш сағатқа дейін электр энергиясын өндіруге мүмкіндік беретін жылу сақтау жүйесі бар.
Қоршаған ортаның пайдасы: Иванпа шамамен аулақ жүреді 400.000 тонна көмірқышқыл газының шығарындылары жылына, бұл қайтарып алуға тең 80.000 тас жол машиналары.
күн электр станциясының қиындықтары мен шешімдері
Табысқа қарамастан, Иванпа бірнеше қиындықтарға тап болды, оның ішінде гелиостаттар тудыратын қарқынды жылу әсерінен құстардың өлімі. Бұл мәселені жеңілдету үшін, зауыт көші-қон кезеңдерінде мұнараға түсетін күн сәулесінің қарқындылығын азайту және құстарды қорғау құралдарын орнату сияқты шараларды жүзеге асырды..
Күн электр станцияларының артықшылықтары
Күн электр станциялары дәстүрлі энергия көздеріне қарағанда көптеген артықшылықтарға ие, олардың арасында:
Таза және жаңартылатын: Күн энергиясы - бұл жұмыс кезінде парниктік газдарды шығармайтын таза және жаңартылатын ресурс..
Көп және кеңінен қол жетімді: Күн Жердің барлық жерінде дерлік жарқырайды, күн энергиясын кең ауқымды орындарға қолжетімді ету.
Масштабталатын: Күн электр станциялары шағын қауымдастықтардың немесе тұтас аймақтардың энергия қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жобалануы мүмкін. Сенімділік: Күн энергиясы жүйелерінде қозғалатын бөліктер аз, бұл оларды өте сенімді етеді және ең аз техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.
Экономикалық пайда: Біршама уақыттан кейін, Өзіңіздің электр энергиясын өндіруден үнемдеу айтарлықтай болуы мүмкін, энергия төлемдерін азайту және жаңартылатын энергия секторында жұмыс орындарын құру.
Күн электр станциясының қиындықтары мен шектеулері
Күн электр станциялары көптеген артықшылықтарды ұсынады, Олар сондай-ақ көптеген қиындықтар мен шектеулерге тап болады:
Үзіліс: Күн энергиясын тек күндізгі уақытта алуға болады, оны үзіліссіз энергия көзіне айналдырады. Мұны энергия сақтау жүйелерін пайдалану немесе күн энергиясын басқа жаңартылатын энергия көздерімен біріктіру арқылы азайтуға болады..
жер пайдалану: Ауқымды күн электр станциялары айтарлықтай жер көлемін қажет етеді, жергілікті экожүйелер мен жабайы жануарлардың мекендеу орындарына әсер етуі мүмкін. Мұқият жоспарлау және қоршаған ортаға әсерді бағалау осы әсерлерді азайту үшін өте маңызды..
Құны: Соңғы жылдары күн энергиясының құны айтарлықтай төмендеді, кейбір дәстүрлі қуат көздеріне қарағанда әлі де қымбат болуы мүмкін, әсіресе орнату құны жоғары немесе күн сәулесі шектеулі жерлерде.
Климатқа тәуелділік: Күн энергиясын өндіруге ауа райы жағдайлары әсер етуі мүмкін, бұлттар мен дауылдар сияқты. Дегенмен, мұны энергия сақтау жүйелерін пайдалану арқылы азайтуға болады.
Күн электр станциясының болашағы
Технология дамып келе жатқан сайын және жаңартылатын энергияға әлемдік сұраныс артып келеді, Күн электр станциялары болашақтың энергетикалық кешенінде маңызды рөл атқаруға дайын. Күн батареяларының тиімділігін арттыру, Энергияны сақтау және желіні біріктіру технологиялары қазіргі кезде күн энергиясының кейбір қиындықтарын жеңуге көмектеседі.
Сонымен қатар, Климаттың өзгеруі және тұрақты энергетикалық шешімдердің қажеттілігі туралы хабардарлықтың артуы үкіметтерді ынталандыруда, компаниялар мен адамдарды жаңартылатын энергия жобаларына инвестициялау. Бұл үрдіс жалғасады деп күтілуде, бұл алдағы жылдарда күн электр станциялары нарығының айтарлықтай өсуіне әкеледі.
Қорытынды
Күн электр станциялары таза және тұрақты энергетикалық болашаққа жаһандық көшудің маңызды құрамдас бөлігі болып табылады. Күннің мол және жаңартылатын энергиясын пайдалану арқылы, Бұл қондырғылар дәстүрлі энергия көздеріне қарағанда көптеген артықшылықтарға ие, тазалауды қоса алғанда, сенімділік пен экономикалық тиімділік. Үзіліс пен шығын сияқты қиындықтар әлі де болса, Тұрақты технологиялық жетістіктер мен жаңартылатын энергияға әлемдік сұраныстың өсуі күн электр станциялары нарығында айтарлықтай өсуді қамтамасыз етеді деп күтілуде..
Біз күн энергиясын пайдаланудың жаңа жолдарын зерттеуді жалғастыруда, Күн электр станциялары қазба отындарына тәуелділікті азайтуда маңызды рөл атқарады, климаттың өзгеруін азайту және барлығы үшін неғұрлым тұрақты болашақ құру.