Служба национального парка установила огромные банки солнечных батарей для обеспечения зеленой энергии в Национальный парк острова Маниту. Солнечные батареи заряжают батареи, которые обеспечивают электроэнергией всю деревню. Осенью, когда требования выше, дополнительный генератор запускается иногда. (По cedarkayak - Flickr)
Фотогальванические проекты //
Фотогальванические рынки можно классифицировать на основе применения технологии конечного использования. Наиболее распространенными проектами PV являются внесетевые приложения. Перекачка воды также представляет собой важное применение PV, особенно в развивающихся странах.
Самый большой долгосрочный рыночный потенциал для PV, по объему продаж, связан с сетевыми приложениями.
верхний
Приложения на сетке
В приложениях с сеткой, также называемых приложениями «On-grid», система PV подает электрическую энергию непосредственно в электрическую сетку (это включает в себя центральные сетки и изолированные гриды).
Можно различать два типа приложений, распределенные и центральные электростанции. Примером приложения с распределенной сеткой является построение интегрированного PV для отдельных резиденций или коммерческих зданий. Размер системы для резиденций обычно находится в диапазоне от 2 до 4 кВт.
Для коммерческих зданий размер системы может составлять до 100 кВт или более. Батареи не нужны, когда система подключена к сети. Другое приложение - установка «генераторов PV» с помощью утилит на силовых подстанциях и «концевых линиях».
Эти приложения могут быть на пороге конкурентоспособности затрат для PV, в зависимости от местоположения. Например, муниципальный муниципальный район Сакраменто (SMUD) в Калифорнии реализует план по установке более 1 МВт в год распределенного PV в своей зоне обслуживания. Распределенные сетчатые фотоэлектрические системы и центральная электростанция PV показаны на рисунке 1, который адаптирован Ross и Royer (1999).
Преимущества использования электроэнергии, связанной с сетью, в основном оцениваются на основе ее потенциала для снижения затрат на производство энергии и мощности генератора, а также ее экологических выгод.
Для распределенной генерации электрические генераторы (PV или другие) расположены на или вблизи места потребления электроэнергии. Это помогает снизить потери энергии (кВтч) и мощности (кВт) в распределительной сети. Кроме того, утилита может избежать или отсрочить модернизацию сети передачи и распределения, где среднесуточный выход PV-системы соответствует периоду пиковой нагрузки полезности (например, дневной пиковый спрос в летние месяцы из-за нагрузки на кондиционирование воздуха), как описано в Leng и Martin (1994).
Производители PV также разрабатывают PV-модули, которые могут быть встроены в здания в качестве стандартных строительных компонентов, таких как кровельные плитки и занавески.
Это помогает снизить относительную стоимость системы электропитания PV за счет стоимости обычных строительных материалов и позволяет коммунальному предприятию и / или владельцу здания получать преимущества распределенной генерации. Использование PV в построенной среде расширяется с демонстрационными проектами в промышленно развитых странах.
Рисунок 1 - Схема фотоэлектрической системы с сеткой
Приложения для центрального поколения в настоящее время не являются конкурентоспособными по стоимости для PV. Однако в качестве демонстрационных проектов были установлены несколько центральных систем генерации мультимегаватт, призванных помочь коммунальным предприятиям приобрести опыт управления центральными электростанциями PV. Установки центральной генерации PV, такие как распределенная сетка, связанная с PV, представляют собой долгосрочную стратегию правительств и коммунальных предприятий в поддержку разработки PV как чистой энергии с гарантированным подачей топлива.
Внесегментные приложения
В настоящее время PV является наиболее конкурентоспособным в изолированных местах, вдали от электрической сети и требует относительно небольших количеств мощности, как правило, менее 10 кВт. В этих сетчатых приложениях PV часто используется при зарядке батарей, таким образом сохраняя электрическую энергию, создаваемую модулями, и предоставляя пользователю электроэнергию по требованию.
Слева: Рисунок 2 - Схема системы автономной выкл. Сетки; Справа: Рисунок 3 - Схема гибридной системы с сеткой PV
Ключевая конкурентная арена для PV в отдаленных внесетевых энергетических применениях - против расширения электрической сети; первичные (одноразовые) батареи; или дизельных, бензиновых и термоэлектрических генераторов. Расходы на расширение сети в США, оцениваемые с помощью Utility Photovoltaic Group (UPVG), колеблются от 20 000 до 80 000 долларов США за милю. Таким образом, PV особенно хорошо конкурирует с расширением сетки для небольших нагрузок, вдали от сетки.
По сравнению с генераторами ископаемого топлива и основными батареями ключевым преимуществом PV является снижение затрат на эксплуатацию, техническое обслуживание и замену; они часто приводят к снижению затрат на жизненный цикл для фотоэлектрических систем.
Внесегментные приложения включают в себя автономные системы, как показано на рисунке 2; и гибридные системы, которые аналогичны автономным системам, но также включают генератор ископаемого топлива для удовлетворения некоторых требований к нагрузке и обеспечивают более высокую надежность, как показано на рисунке 3.
верхний
Применение для подачи воды
Рисунок 4 - Схема фотоэлектрической системы водоподготовки
Фотогальваническая нагнетание воды является одним из самых распространенных применений в области фотоэлектричества во всем мире, и тысячи водонагревательных насосов с фотогальваническим питанием установлены как в промышленно развитых, так и развивающихся странах.
Типичные приложения для водоподготовки PV включают бытовую воду, воду для кемпингов, ирригацию, водоснабжение в деревнях и полив скота. PV-насосы все чаще используются для применения в насосах с промежуточным размером, заполняя зазор между маленькими ручными насосами и большими красками с сильным двигателем и все чаще заменяя механические ветровые насосы.
В водонасыщенном режиме вода, накачиваемая во время солнечных лучей, может храниться в резервуаре для будущего использования, поэтому использование батарей часто не требуется. Схема системы водонасоса показана на рисунке 4.
Системы водоподготовки PV относительно просты, требуют небольшого обслуживания и обеспечивают независимость от ископаемых видов топлива.
Они часто являются системой выбора для местоположений далеко от сетки коммунальных услуг (например, ранчо) или для настроек, где сетка отсутствует, а водных ресурсов недостаточно (например, развивающиеся страны).
Существует также хороший синергизм между орошением и откачкой PV-воды, поскольку потребности в воде для растений и соответствие доступности солнечных батарей (например, во время «сезона дождей» меньше солнечного света, но требуется меньше орошения и откачки воды).
ИСТОЧНИК: анализ проекта чистой энергии - учебник по инженерным исследованиям и делам RETScreen