ELECTRIC, WITH AN EDGE
L’énergie solaire est une source d’énergie propre et une source d’énergie importante pour l’avenir. Les gens ont fait des progrès dans la technologie de l’énergie solaire, à la fois pour un usage public et privé, ce qui a fourni aux gens plus de ressources énergétiques. La technologie de l’énergie solaire est pratique, rapide, non polluante et se développe très rapidement.
L’article traite de la technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque depuis le début de la production d’énergie solaire, traite de l’état de développement actuel de la technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque et développe la perspective de la situation actuelle.
Le développement rapide de l’économie sociale et l’amélioration du niveau de vie des habitants sont indissociables du soutien de l’énergie électrique. Sans électricité, la production quotidienne et la vie des habitants seront grandement affectées, et diverses industries ne pourront pas fonctionner normalement, et la société sera grandement affectée par l’impact négatif.
Ces dernières années, la demande d’énergie électrique a augmenté et davantage d’énergie électrique est nécessaire pour soutenir le développement de la société.
Les ressources non renouvelables comme le charbon et le gaz naturel s’épuisent et il est urgent de rechercher des alternatives énergétiques propres. L’énergie solaire, en tant que ressource renouvelable, est une source énorme avec des perspectives de développement prometteuses.
La technologie de l’énergie solaire est une nouvelle technologie propre, non polluante et renouvelable, au cœur du complément énergétique, son rôle dans le processus de développement énergétique est énorme, c’est actuellement l’une des énergies alternatives les plus idéales.
À l’heure actuelle, le problème de la pénurie d’énergie dans le monde est important, le développement et l’utilisation de l’énergie solaire jouent un rôle clé dans la résolution de ce problème.
Avec le développement du temps, la consommation humaine d’énergie augmente et le développement économique a également accéléré la consommation d’énergie.
Le taux de consommation d’énergie ne peut pas rattraper le taux de régénération et, à long terme, l’humanité sera confrontée à une crise existentielle.
Par conséquent, comment réduire la consommation des sources d’énergie traditionnelles non renouvelables ou rechercher de nouvelles sources alternatives d’énergie nouvelle est le principal problème à résoudre dans le monde d’aujourd’hui.
La technologie de l’énergie solaire est sans aucun doute une voie de développement durable.
En raison de principes différents, la production d’énergie solaire est divisée en deux types de méthode de conversion lumière-thermique-électricité et méthode de conversion directe lumière-électricité, et le deuxième type est la technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque bien connue.
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Cette méthode utilise d’abord des capteurs solaires pour collecter l’énergie thermique, la convertir en vapeur, puis utiliser la vapeur pour entraîner une turbine afin de produire de l’électricité.
L’investissement initial des centrales électriques utilisant cette méthode est de 5 à 10 fois supérieur à celui des centrales thermiques ordinaires, et le rendement est faible, il n’est donc pas largement utilisé dans divers pays.
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En 1839, des scientifiques français découvrent par hasard l’effet photovoltaïque, c’est-à-dire “le phénomène par lequel la lumière provoque une différence de potentiel entre les différentes parties d’un semi-conducteur inhomogène ou une jonction entre semi-conducteur et métal”.
Il est à l’origine de la production d’énergie solaire et a jeté les bases du développement des cellules solaires. Plus tard, après le développement, les États-Unis Bell Labs en 1951 ont en fait développé une technologie d’énergie solaire réussie.
La technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque utilise des matériaux semi-conducteurs et l’effet photovoltaïque pour convertir l’énergie solaire en électricité, fournissant un support électrique sous la forme d’une utilisation autonome et d’une production d’électricité connectée au réseau.
Il existe des onduleurs, des modules de panneaux solaires, des contrôleurs, des composants électroniques, des transformateurs solaires, etc. dans les systèmes de production d’énergie photovoltaïque.
Parmi eux, la cellule solaire est l’équipement clé de base, qui est une photodiode à semi-conducteur, un dispositif qui peut convertir directement la lumière du soleil en électricité, en utilisant l’effet photovoltaïque.
Lorsque la lumière du soleil frappe la jonction PN d’un semi-conducteur, une nouvelle paire trou-électron se forme.
Sous l’action du champ électrique de la jonction P-N, les trous circulent de la région N vers la région P, tandis que les électrons circulent en sens inverse, de la région P vers la région N, et si le circuit est connecté, un se sera forme actuelle.
Lorsque plusieurs cellules sont connectées en série et en parallèle, ce carré de cellules solaires a une grande puissance de sortie.
Les cellules solaires sont flexibles, propres et permanentes. Tant que le soleil existera, l’énergie solaire existera toujours, de sorte que les cellules solaires peuvent également être utilisées pour toujours.
Par rapport à la production d’énergie nucléaire et à la production d’énergie thermique, la production d’énergie solaire est plus propre et plus respectueuse de l’environnement.
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Dans la technologie solaire photovoltaïque, la clé est le taux de conversion des panneaux solaires, ce qui signifie plus de production d’électricité. Dans les cellules solaires, les applications les plus courantes sont les cellules semi-conductrices composées et les cellules à base de silicium.
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Le matériau en silicium semi-conducteur est coûteux, et il est trop coûteux de choisir ce matériau pour la batterie. Le coût du semi-conducteur composé est très faible et l’effet de son utilisation comme batterie au lieu d’un matériau en silicium pur est presque le même.
Les deux principaux types de batteries fabriquées à partir de semi-conducteurs composés sont les batteries CIGS et les batteries CdTe.
Les semi-conducteurs composés peuvent ajuster la largeur de l’écart énergétique global entre eux, ce qui peut les faire correspondre au spectre de l’énergie solaire et améliorer l’efficacité de la conversion de l’énergie lumineuse en électricité.
Théoriquement, les cellules CdTe peuvent convertir environ 30% de l’énergie lumineuse en électricité, et son faible coût et sa grande stabilité sont des avantages exceptionnels.
Lors du processus de conversion de l’énergie lumineuse en électricité, le métal Cd est produit, ce qui est toxique pour l’environnement.
Il a été constaté que les cellules CdTe produisent le moins de métaux nocifs et causent le moins de dommages à l’environnement par rapport aux cellules au silicium cristallin et aux cellules de pétrole pour une conversion d’énergie électrique équivalente.
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Les panneaux solaires à base de silicium sont divisés en cellules en silicium non cristallin et en cellules en silicium cristallin. Les cellules en silicium cristallin sont subdivisées en cellules en silicium polycristallin et en cellules en silicium monocristallin.
(1) Les cellules en silicium polycristallin ont l’efficacité de conversion la plus faible, le coût le plus bas et les performances de coût globales les plus élevées. Par conséquent, le taux d’utilisation le plus élevé sur le marché concerne les cellules en silicium polycristallin.
(2) Les cellules en silicium monocristallin ont une stabilité élevée et un taux de conversion élevé, mais le seul inconvénient est le coût élevé, de sorte que l’application n’est pas aussi bonne que les cellules en silicium polycristallin.
Actuellement, la principale direction de recherche et de développement de la technologie de production d’énergie photovoltaïque au silicium cristallin est la technologie de production d’énergie photovoltaïque à couche mince de silicium.
Les panneaux solaires à couche mince de silicium se trouvent dans le verre traditionnel et d’autres matériaux basés sur la couche supplémentaire de couche mince de silicium, conçue pour supporter le substrat et éventuellement transformée en cellules solaires.
Le processus est plus complexe, la consommation de matière est moindre, le coût est moins cher.
Le développement de systèmes photovoltaïques connectés au réseau est toujours axé sur les cellules solaires à base de silicium, la recherche et le développement de cellules solaires à base de silicium à haut rendement peuvent encore réduire le coût de la batterie.
Le développement de la technologie des cellules solaires peut non seulement résoudre les problèmes de la batterie elle-même en termes de matériaux et de structure, mais aussi rendre le système dans son ensemble plus stable, ce qui conduit à l’augmentation de la capacité totale installée de production d’énergie photovoltaïque et à la poursuite de l’expansion de l’industrie des cellules solaires à couches minces.
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Il existe principalement des cellules solaires photovoltaïques, des batteries de stockage, des onduleurs, des stockages de contrôle, etc. dans le système de production d’énergie solaire photovoltaïque.
Lorsque les panneaux photovoltaïques convertissent l’énergie solaire reçue en énergie électrique, celle-ci n’est pas utilisée directement, mais doit être traitée par l’onduleur avant de pouvoir être utilisée normalement.
Ce système de production d’énergie est principalement divisé en deux types : système de production d’énergie PV autonome et système de production d’énergie PV connecté au réseau.
Le système de génération d’énergie photovoltaïque indépendant est généralement appliqué dans l’alimentation électrique mobile, et le mécanisme de génération d’énergie qui traite de l’opération est un système de génération d’énergie indépendant.
Le système est généralement installé dans des zones reculées comme la nature et n’est connecté à aucun réseau électrique.
L’électricité stockée pendant la journée sera stockée dans les batteries du système photovoltaïque autonome et sera restituée la nuit pour répondre à la demande en électricité des zones isolées non connectées au réseau.
En pratique, la stabilité du système de production d’énergie photovoltaïque indépendant est médiocre, en plus de lui-même, il est nécessaire de mettre en place une centrale électrique séparée avec son utilisation, de sorte que le coût de la production d’énergie photovoltaïque a fortement augmenté, contrairement à l’intention initiale. de production d’énergie propre.
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Le système de production d’énergie photovoltaïque connecté au réseau joue le rôle d’une microcentrale électrique, connectant la production d’énergie photovoltaïque, le réseau électrique et fournissant de l’électricité au réseau public, les deux étant utilisés ensemble.
Les cellules solaires subissent une série de réactions sous la lumière du soleil pour produire de l’électricité en courant continu.
Une fois que le courant continu est transformé par les onduleurs et autres équipements, il est converti en courant alternatif à la même fréquence que le réseau électrique.
À ce stade, le courant alternatif peut être connecté au réseau et alimenté dans le plus grand réseau sous la forme d’une source de courant.
La différence entre un système PV relié au réseau et un système PV autonome est qu’il ne nécessite plus de batterie, mais est directement alimenté dans le réseau.
Par rapport aux systèmes autonomes, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont moins chers, ont une efficacité de conversion plus élevée et sont plus stables en termes d’alimentation électrique.
Par conséquent, l’orientation principale de l’industrie actuelle de la production d’énergie solaire PV est la recherche et l’application de systèmes de production d’énergie PV connectés au réseau.
Le degré d’application pratique de la production d’énergie solaire photovoltaïque est étroitement lié au développement de la technologie des cellules solaires.
Dans les premières années, la technologie des cellules solaires n’est pas parfaite, immature, le taux d’utilisation n’est pas élevé et le coût est élevé, elle n’est donc utilisée que dans les jouets photovoltaïques, les calculatrices photovoltaïques et d’autres systèmes de micro-alimentation.
Ces dernières années, le développement de la technologie des cellules solaires a permis à la technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque d’avoir également fait de grands progrès, en particulier dans certains réseaux électriques traditionnels qui ne peuvent pas atteindre l’endroit, pas de zones électriques, etc., l’application de photovoltaïque concentré indépendant centrale électrique pour qu’ils apportent de la lumière.
Le développement de la technologie de production d’énergie photovoltaïque est en pleine expansion et la production d’électricité connectée au réseau est actuellement une technologie en vogue.
La technologie de production d’électricité photovoltaïque connectée au réseau peut être utilisée pour installer des cellules photovoltaïques sur les clôtures, les toits et d’autres endroits des bâtiments, et utiliser ces cellules pour répondre aux besoins en électricité des utilisateurs.
La structure de bâtiment photovoltaïque intégrée est bénéfique pour soulager la pression sur l’alimentation électrique du réseau. De grandes centrales photovoltaïques connectées au réseau peuvent également être implantées dans les zones désertiques pour produire de l’électricité en utilisant suffisamment de ressources solaires.
Les régions du Gobi et du désert sont riches en ressources d’énergie solaire, et l’installation de grandes centrales photovoltaïques connectées au réseau de mégawatts ou même de kilowatts dans le désert atténuera considérablement la pression actuelle sur l’approvisionnement en électricité.
Grâce à l’investissement des forces de recherche scientifique, le monde a fait de grands progrès dans la recherche et le développement de la technologie de production d’énergie photovoltaïque.
Surtout ces dernières années, avec les restrictions énergétiques et la réduction des précipitations, le marché de la production d’énergie solaire photovoltaïque est également doublement respecté, ce qui favorise le développement de la technologie de production d’énergie solaire.
Le développement de la technologie photovoltaïque joue un rôle très important dans la réduction des émissions polluantes et l’utilisation efficace des énergies propres et renouvelables.
Le développement de la technologie a réduit le coût d’investissement des systèmes de production d’énergie solaire photovoltaïque.
L’application de la technologie solaire photovoltaïque dans les installations publiques a également contribué à la réduction des dépenses publiques en électricité.
De ce fait, la technologie solaire photovoltaïque publique gagne en importance et son développement s’accélère progressivement.
Avec la raréfaction des ressources non renouvelables telles que le pétrole et le charbon, le développement de sources d’énergie propres et renouvelables et leur utilisation efficace est une question très importante.
Le soutien politique national et les subventions gouvernementales pertinentes émises ont favorisé le développement de la technologie de production d’énergie solaire photovoltaïque.
Les terres inutilisées peuvent être pleinement utilisées et construites en tant que systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau.
Dans les endroits où les ressources lumineuses sont abondantes, la poursuite vigoureuse des terres inutilisées pour construire des systèmes de production d’énergie photovoltaïque connectés au réseau réduit non seulement le gaspillage des ressources foncières, mais utilise également pleinement l’énergie solaire et contribue à résoudre le problème mondial de la pénurie d’énergie. .
La production d’énergie solaire photovoltaïque utilise non seulement le rayonnement solaire direct normal, mais également le rayonnement diffus. Par rapport à la production d’énergie solaire thermique, la production d’énergie photovoltaïque utilise plus pleinement les ressources solaires.
Et la stabilité de la production d’énergie photovoltaïque est plus élevée et l’impact sur le système électrique est moindre. Le développement vigoureux de la technologie de production d’énergie solaire et une meilleure utilisation de l’énergie propre auront un effet positif sur la réduction de la pénurie énergétique mondiale.
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