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.
La generazione di energia fotovoltaica (Photovoltaic Power Generation) è una tecnologia che utilizza l'effetto fotoelettrico per convertire l'energia solare in energia elettrica. Si basa sull'effetto della cella fotovoltaica, che converte direttamente l'energia luminosa in corrente continua attraverso i pannelli solari, quindi converte la corrente continua in corrente alternata attraverso un inverter per soddisfare le esigenze di rete o di altro tipo.
In particolare, il modulo fotovoltaico è la parte centrale del campo fotovoltaico, che consiste in più pannelli solari. Quando la luce solare colpisce un pannello fotovoltaico, i fotoni possono eccitare gli elettroni, formando una corrente elettrica. Questi pannelli sono collegati da fili tra l'anodo e il catodo, e assemblati in serie o in parallelo per formare un campo fotovoltaico, e la corrente viene inviata all'inverter attraverso il cavo per la conversione. Gli inverter convertono la corrente continua generata da un campo fotovoltaico in corrente alternata per l'utilizzo in una rete domestica, aziendale o pubblica. In alcuni casi, l'energia elettrica generata dai pannelli fotovoltaici deve essere immagazzinata in camini industriali. Pertanto, i pannelli fotovoltaici sono spesso combinati con sistemi di accumulo di energia per continuare a fornire energia alla rete di notte o in caso di maltempo.
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 generazione 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 di energia a batteria.
Per calcolare la quantità di produzione di energia fotovoltaica, è necessario considerare fattori come la capacità installata del campo fotovoltaico, il tempo di luce solare e la temperatura. La formula di calcolo della produzione di energia fotovoltaica è: produzione di energia fotovoltaica = capacità installata del campo fotovoltaico x radiazione solare totale x efficienza di generazione di energia dei moduli fotovoltaici. Tra questi, la quantità totale di radiazione solare può essere stimata in base alla posizione geografica specifica e ai dati meteorologici e l'efficienza di generazione di energia dei moduli fotovoltaici dipende dal design e dalla qualità dei pannelli fotovoltaici.
La produzione 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 fotovoltaica 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:
La spiegazione dettagliata è la seguente:
Potenza installata pannelli fotovoltaici: la taglia del pannello fotovoltaico installato in una centrale fotovoltaica, generalmente in watt (W), ad esempio una centrale fotovoltaica da 10 kilowatt è di 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 energia elettrica. L'efficienza di un modulo fotovoltaico è solitamente espressa in percentuale, che indica la conversione della luce solare incidente in energia elettrica. 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 potenza 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 tempo 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 calcolo semplificato che tiene conto solo delle basi. Nelle applicazioni pratiche, per ottenere stime più accurate della generazione di energia, è necessario considerare anche fattori come gli effetti della temperatura dei pannelli fotovoltaici, l'ombreggiatura, gli angoli di inclinazione, l'utilizzo dell'area e le perdite del sistema.
Esempio di formula di generazione di energia:
Produzione di energia fotovoltaica = 100kW × 1500kWh/m2/anno × 18% = 27000kWh/anno
Pertanto, questo impianto fotovoltaico sarà in grado di generare 27.000 kWh di energia elettrica 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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