La generazione di energia fotovoltaica utilizza la luce solare e utilizza celle solari per convertire l'energia luminosa in energia elettrica. La generazione di energia fotovoltaica è costituita da tre sottosistemi principali: campo fotovoltaico, convertitore CC-CA (inverter) e sistema di accumulo dell'energia della batteria.
PV Power Generation è un sistema che utilizza l'effetto fotoelettrico per trasformare l'energia del sole in elettricità. Questo processo si basa sull'effetto della cella fotovoltaica.
Usando i pannelli solari, trasforma la luce direttamente in corrente continua. Quindi, un convertitore trasforma questa alimentazione CC in alimentazione CA. La rete o altri luoghi che necessitano di alimentazione utilizzano quindi questa alimentazione CA.
In particolare, il modulo fotovoltaico è la parte centrale del campo fotovoltaico, costituito da più pannelli solari. Quando la luce solare colpisce un pannello fotovoltaico, i fotoni possono eccitare gli elettroni, formando una corrente elettrica.
I pannelli sono collegati da fili tra l'anodo e il catodo. Sono assemblati in serie o in parallelo per formare un campo fotovoltaico. La corrente viene inviata all'inverter attraverso un cavo per la conversione.
Gli inverter trasformano la corrente continua che un campo fotovoltaico trasforma in corrente alternata in modo che possa essere utilizzata in casa, in azienda o nella rete elettrica. In alcuni casi, l'energia elettrica generata dai pannelli fotovoltaici deve essere immagazzinata in camini industriali. Pertanto, i pannelli fotovoltaici sono spesso abbinati a sistemi di accumulo di energia in modo che possano continuare a inviare energia alla rete di notte o quando il tempo è brutto.
Le principali apparecchiature necessarie per la generazione di energia fotovoltaica includono:
1. Pannelli fotovoltaici: convertono la luce solare in modo efficiente in elettricità.
2. Inverter: converte l'alimentazione CC in alimentazione CA per soddisfare i requisiti di alimentazione interna.
3. Sistema di accumulo dell'energia della batteria: può essere selezionato in base alle effettive esigenze per realizzare l'accumulo di energia della produzione di energia fotovoltaica.
4. Staffa e telaio: il telaio di supporto e la struttura di supporto utilizzati per installare i pannelli fotovoltaici.
5. Cavi e scatole di giunzione: collegano e trasmettono pannelli fotovoltaici, inverter e sistemi di accumulo dell'energia della batteria.
Per calcolare la generazione di energia fotovoltaica, dobbiamo considerare fattori come la capacità installata dell'array, il tempo di luce solare e la temperatura. La formula per calcolare la produzione di energia fotovoltaica è: produzione di energia fotovoltaica = capacità installata dell'array fotovoltaico moltiplicata per la radiazione solare totale moltiplicata per l'efficienza di generazione di energia dei moduli fotovoltaici.
La quantità totale di radiazione solare può essere stimata in base alla posizione geografica__ e ai dati meteorologici. L'efficienza di generazione di energia dei moduli fotovoltaici dipende dal design e dalla qualità dei pannelli fotovoltaici.
La generazione di energia fotovoltaica è la quantità totale di elettricità generata da un impianto fotovoltaico, solitamente misurata in chilowattora (kWh).
La formula di base per il calcolo della produzione di energia FV è:
Produzione di energia fotovoltaica = capacità installata dei pannelli fotovoltaici × radiazione solare totale × efficienza di generazione di energia dei moduli fotovoltaici
La produzione di energia fotovoltaica è spiegata come segue:
Capacità installata dei pannelli fotovoltaici: la dimensione del pannello fotovoltaico posizionato in una centrale fotovoltaica, solitamente misurata in watt (W). Ad esempio, una centrale fotovoltaica da 10 kilowatt equivale a 10.000 watt.
Intensità della radiazione solare: L'intensità della radiazione solare si riferisce all'energia solare ricevuta per unità di tempo per unità di superficie. Di solito è espresso come l'energia solare ricevuta all'ora per unità di superficie (kWh/m2/h). L'intensità della radiazione solare dipende da fattori quali la posizione geografica, la stagione, il tempo e il tempo.
Efficienza dei moduli fotovoltaici: L'efficienza di un modulo fotovoltaico indica la sua capacità di convertire l'energia solare in elettricità. L'efficienza di un modulo fotovoltaico è solitamente espressa in percentuale, che indica la conversione della luce solare incidente in elettricità. Diversi tipi di moduli fotovoltaici hanno diversi livelli di efficienza, con efficienze tipiche comprese tra il 15% e il 20%.
Potenza installata di un impianto fotovoltaico: La potenza installata di un impianto fotovoltaico si riferisce alla potenza totale dei pannelli solari installati nell'impianto. Di solito è espresso in kilowatt (kW) o megawatt (MW). La capacità installata dipende dal numero di pannelli fotovoltaici e dalla potenza di ciascun pannello.
Tempo di generazione dell'energia: Il tempo di generazione dell'energia si riferisce al momento in cui l'impianto fotovoltaico funziona effettivamente e genera elettricità. Possono essere ore al giorno o ore all'anno, a seconda delle esigenze e degli obiettivi. I tempi di generazione sono influenzati dalle condizioni meteorologiche, dalla stagione, dalla manutenzione e pulizia del sistema e da altri fattori.
La formula di generazione di energia deve prestare attenzione a:
Questa formula è un metodo di calcolo semplificato, considerando solo i fattori di base. Nelle applicazioni del mondo reale, è necessario tenere conto di fattori come l'effetto della temperatura sui pannelli fotovoltaici, l'ombreggiatura, l'angolo di inclinazione, l'utilizzo dell'area e le perdite del sistema per ottenere stime più accurate della produzione di energia.
Esempio di formula di generazione di energia:
Produzione di energia FV = 100kW × 1500kWh/m2/anno × 18% = 27000kWh/anno
Pertanto, questo impianto fotovoltaico sarà in grado di generare 27.000 kWh di elettricità all'anno. L'effettiva generazione di energia sarà influenzata da fattori nel funzionamento effettivo, come condizioni meteorologiche, temperatura, perdite, invecchiamento dei componenti, ecc.
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