كيفية تحسين إنتاج الطاقة الكهروضوئية؟

المبدأ الأساسي لمحطة الطاقة الكهروضوئية

محطة الطاقة الكهروضوئية هي نظام توليد طاقة يستخدم التأثير الكهروضوئي الشمسي لتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. تتكون بشكل أساسي من وحدات كهروضوئية، ودعامات،عاكسصناديق التوزيع والكابلات.وحدات الطاقة الكهروضوئيةنكونالجزء الأساسي من محطات الطاقة الكهروضوئية، والتي تحول ضوء الشمس إلى تيار مستمر، ثم تحوله إلى تيار متناوب من خلالعاكسس، وأخيرا الانضمام إلى الشبكة أو للمستخدمين لاستخدامها.

العوامل المؤثرة على توليد الطاقة من محطات الطاقة الكهروضوئية

يتأثر توليد الطاقة من محطات الطاقة الكهروضوئية بالعديد من العوامل، بما في ذلك الجوانب التالية بشكل رئيسي:

1. ظروف الإضاءة:شدة الضوء، وزمنه، وتوزيعه الطيفي هي العوامل الرئيسية المؤثرة على كفاءة توليد الطاقة في الألواح الكهروضوئية. كلما زادت شدة الضوء، زادت الطاقة المُنتَجة من الوحدة الكهروضوئية؛ وكلما طالت مدة الضوء، زادت الطاقة المُنتَجة؛ كما يؤثر اختلاف توزيع الطيف على كفاءة توليد الطاقة في الألواح الكهروضوئية.
2. ظروف درجة الحرارة:تؤثر درجة حرارة الوحدة الكهروضوئية بشكل كبير على كفاءة توليد الطاقة. وبشكل عام، كلما ارتفعت درجة حرارة الوحدة الكهروضوئية، انخفضت كفاءة التحويل الكهروضوئي، مما يؤدي إلى انخفاض توليد الطاقة؛ ويتأثر معامل درجة حرارة ذروة الطاقة للوحدات الكهروضوئية بدرجة الحرارة، أي أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفض توليد الطاقة للوحدات الكهروضوئية. نظريًا، كلما ارتفعت درجة الحرارة درجة واحدة، انخفض توليد الطاقة لمحطات الطاقة الكهروضوئية بنحو 0.3٪؛ كما يخشى العاكس من الحرارة، إذ يتكون من العديد من المكونات الإلكترونية، وستولد الأجزاء الرئيسية حرارة أثناء التشغيل. إذا كانت درجة حرارة العاكس مرتفعة جدًا، سينخفض ​​أداء المكونات، ومن ثم يؤثر على عمر العاكس بالكامل، ويكون لعملية توليد الطاقة بأكملها تأثير أكبر.
3. أداءالألواح الشمسية:كفاءة التحويل الكهروضوئي، وأداء مكافحة التوهين ومقاومة الطقسالألواح الكهروضوئيةتؤثر بشكل مباشر على توليد الطاقة. تُعدّ وحدات الطاقة الكهروضوئية الفعالة والمستقرة أساسًا لتحسين توليد الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية.
4. تصميم وتركيب محطة الطاقة:إن تصميم محطات الطاقة الكهروضوئية وحجب الظل وتركيب المكونات والزاوية والتباعد سوف يؤثر على كفاءة استقبال محطة الطاقة واستغلالها لأشعة الشمس.
5. إدارة تشغيل وصيانة محطة الطاقة:إن إدارة تشغيل وصيانة وحدات الطاقة الكهروضوئية والمحولات وغيرها من معدات محطة الطاقة، مثل التنظيف والصيانة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها وتحديث المعدات، أمر بالغ الأهمية لضمان التشغيل المستقر لمحطة الطاقة وتحسين توليد الطاقة.

إجراءات لزيادة إنتاج الطاقة من محطات الطاقة الكهروضوئية

وفي ضوء العوامل المؤثرة المذكورة أعلاه، يمكننا اتخاذ التدابير التالية لتحسين توليد الطاقة من محطات الطاقة الكهروضوئية:

1. تحسين اختيار وتخطيط أنظمة الطاقة الكهروضوئية

1. اختر وحدات الطاقة الكهروضوئية الفعالة:في السوق، عادةً ما تتميز الوحدات الكهروضوئية عالية الكفاءة في التحويل الكهروضوئي. لذلك، في المرحلة الأولى من بناء محطة الطاقة، ينبغي إعطاء الأولوية للوحدات الكهروضوئية المعتمدة من الجهات المختصة، والتي تتميز بكفاءة وأداء مستقر.
2. تخطيط معقول للوحدات الكهروضوئية:وفقًا للظروف الجغرافية لموقع محطة الطاقة، وخصائص المناخ، وتوزيع مصادر الضوء، يُراعى التخطيط المدروس لتوزيع الوحدات الكهروضوئية. ومن خلال ضبط زاوية التركيب والمسافة بين المكونات، يمكن لمحطة الطاقة استقبال أقصى قدر من ضوء الشمس، مما يزيد من إنتاج الطاقة.

2. تحسين كفاءة توليد الطاقة من الأنظمة الكهروضوئية

1. خفض درجة حرارة المكونات:استخدام أداء تبديد الحرارة الجيد للقوس والمشتت الحراري، وزيادة التهوية، وتقليل درجة حرارة تشغيل المكون، وبالتالي تحسين كفاءة التحويل الضوئي الكهربائي.
2. تحسين تهوية المعدات:بالنسبة للمعدات الكهربائية مثلالعاكسات، اختر المنتجات ذات أداء تبديد الحرارة الجيد، وقم بتحسين بيئة التهوية في تخطيط التصميم، وأضف مظلة العاكس لمنع أشعة الشمس المباشرة، وتحسين عمر خدمة معدات العاكس.
3. تقليل انسداد الظل:عند تصميم محطة الطاقة، ينبغي مراعاة مشكلة حجب الظل التي قد تسببها المباني والأشجار المحيطة، وما إلى ذلك، بشكل كامل. ومن خلال التخطيط السليم لتخطيط محطة الطاقة، يُقلل تأثير الظل على الوحدة الكهروضوئية، مما يضمن استقرار تشغيلها.

3. تعزيز إدارة التشغيل والصيانة لمحطات الطاقة

1. التنظيف المنتظم لوحدات الطاقة الكهروضوئية:التنظيف المنتظم لوحدات الطاقة الشمسية لإزالة الغبار والأوساخ والملوثات الأخرى على السطح، للحفاظ على نفاذية عالية للمكونات، وبالتالي تحسين توليد الطاقة؛ يجب ألا يوجد في تركيب العاكس بيئة تآكل أو رماد أو غيرها، ويجب أن تكون مسافة التركيب وبيئة تبديد الحرارة جيدة؛
2. تعزيز صيانة المعدات:فحص وصيانة معدات محطة الطاقة بانتظام، بما في ذلك المحولات، وصناديق التوزيع، والكابلات، وغيرها، لضمان عملها بشكل طبيعي. أصلح أو استبدل المعدات المعطوبة في الوقت المناسب لتجنب التأثير على إنتاج الطاقة في محطة الطاقة.
3. إنشاء نظام مراقبة البيانات:من خلال تركيب معدات مراقبة البيانات، والمراقبة في الوقت الحقيقي لحالة تشغيل محطة الطاقة، وتوليد الطاقة وغيرها من البيانات، لتوفير أساس علمي لإدارة التشغيل والصيانة.

4. تطبيق التكنولوجيا الجديدة والإدارة الذكية

1. مقدمة لنظام التتبع الذكي:استخدام تكنولوجيا تتبع الطاقة الشمسية، بحيث يمكن لوحدات الطاقة الشمسية ضبط الزاوية والاتجاه تلقائيًا، ومتابعة حركة الشمس، وذلك لتحقيق أقصى قدر من امتصاص الطاقة الشمسية.
2. استخدام تكنولوجيا تخزين الطاقة:إن إدخال أنظمة تخزين الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية يمكن أن يوفر الدعم للطاقة عندما يكون الضوء غير كافٍ أو عندما يكون الطلب على الشبكة في ذروته، وتحسين موثوقية إمدادات الطاقة واستخدام توليد الطاقة لمحطة الطاقة.
3. تنفيذ الإدارة الذكية:بفضل إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة وغيرها من وسائل تكنولوجيا المعلومات الحديثة، تُحقق إدارة ذكية لمحطات الطاقة الكهروضوئية. ومن خلال المراقبة عن بُعد وتحليل البيانات وغيرها من الوظائف، تُحسّن كفاءة تشغيل محطات الطاقة ومستوى إدارتها.

أخيراً

يُعد تحسين إنتاج الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية مشروعًا منهجيًا يشمل جوانب متعددة. فمن خلال تحسين اختيار وتصميم نظام الطاقة الكهروضوئية، وتحسين كفاءة توليد الطاقة، وتعزيز إدارة تشغيل وصيانة محطات الطاقة، وتطبيق تقنيات جديدة وتدابير إدارة ذكية، يُمكن تحسين إنتاج الطاقة في محطات الطاقة الكهروضوئية بفعالية. ومع ذلك، مع مراعاة عوامل عديدة، مثل تكلفة الاستثمار في محطات الطاقة، ينبغي السعي إلى وضع خطة أكثر توازنًا ومعقولية عند التخطيط الفعلي لمحطات الطاقة.