Ưu điểm của việc phát điện bằng năng lượng mặt trời

Ưu điểm và nhược điểm của phát điện quang điện mặt trời

(1) Ưu điểm

Quy trình phát điện quang điện mặt trời rất đơn giản, không có bộ phận quay cơ học, không tiêu hao nhiên liệu, không phát thải bao gồm khí nhà kính, không gây tiếng ồn, không gây ô nhiễm; các nguồn năng lượng mặt trời được phân phối rộng rãi và vô tận. Do đó, so với các công nghệ phát điện mới như điện gió, điện sinh khối và điện hạt nhân thì phát điện quang điện là công nghệ phát điện bằng năng lượng tái tạo có các đặc tính lý tưởng bền vững nhất (giàu tài nguyên nhất và quy trình phát điện sạch nhất). Nó có những ưu điểm chính sau đây.

① Các nguồn năng lượng mặt trời là vô tận và vô tận. Năng lượng mặt trời chiếu xuống trái đất lớn gấp 6000 lần năng lượng con người tiêu thụ. Hơn nữa, năng lượng mặt trời được phân bố rộng rãi trên trái đất. Miễn là có ánh sáng mặt trời, hệ thống phát điện quang điện có thể được sử dụng, không bị giới hạn bởi các yếu tố như khu vực và độ cao.

② Các nguồn năng lượng cực có sẵn ở khắp mọi nơi và có thể được cung cấp năng lượng gần đó, không cần đường truyền xa, để tránh thất thoát năng lượng điện do đường truyền xa gây ra.

③ Quá trình biến đổi năng lượng của quá trình phát quang điện rất đơn giản, là quá trình biến đổi trực tiếp từ quang năng thành điện năng. Không có quá trình trung gian (như chuyển đổi nhiệt năng thành cơ năng, cơ năng thành năng lượng điện từ, v.v.) và chuyển động cơ học, và không có mài mòn cơ học. Theo phân tích nhiệt động học, phát điện quang điện có hiệu suất phát điện lý thuyết cao, có thể đạt hơn 80%, tiềm năng phát triển công nghệ là rất lớn.

④ Bản thân sản xuất điện năng không sử dụng nhiên liệu, không thải ra bất kỳ chất nào bao gồm khí nhà kính và các khí thải khác, không gây ô nhiễm không khí, không tạo ra tiếng ồn, thân thiện với môi trường của thị trường nhiên liệu Đây là một dạng năng lượng tái tạo mới thực sự xanh và thân thiện với môi trường.

⑤Quá trình sản xuất điện quang điện không cần nước làm mát và có thể lắp đặt trên sa mạc Gobi mà không cần nước. Việc phát điện quang điện cũng có thể dễ dàng kết hợp với các tòa nhà để tạo thành một hệ thống phát điện tích hợp trong tòa nhà quang điện, không yêu cầu chiếm đất riêng biệt và có thể tiết kiệm tài nguyên đất quý giá.

⑥ Phát điện quang điện không có bộ phận truyền động cơ khí, vận hành và bảo trì đơn giản, hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Một bộ hệ thống phát điện quang điện có thể tạo ra điện miễn là có các mô-đun pin mặt trời và việc sử dụng rộng rãi công nghệ điều khiển tự động về cơ bản có thể đạt được hoạt động không cần giám sát và chi phí bảo trì thấp.

⑦ Hiệu suất làm việc của hệ thống phát điện quang điện ổn định và đáng tin cậy, tuổi thọ dài (hơn 30 năm). Tuổi thọ của pin mặt trời silicon tinh thể có thể kéo dài từ 20 đến 35 năm. Trong hệ thống phát điện quang điện, miễn là thiết kế hợp lý và lựa chọn loại phù hợp, tuổi thọ của pin cũng có thể kéo dài từ 10 đến 15 năm.

⑧ Mô-đun tế bào cực có cấu trúc đơn giản, khối lượng nhỏ và trọng lượng nhẹ, thuận tiện cho việc vận chuyển và lắp đặt. Thời gian xây dựng hệ thống phát điện quang điện ngắn, công suất phụ tải có thể lớn hoặc nhỏ tùy theo mức tiêu thụ điện, thuận tiện và linh hoạt, dễ kết hợp và mở rộng.

Pin năng lượng mặt trời là một nguồn cung cấp năng lượng mới đầy hứa hẹn, với ba ưu điểm là lâu dài, sạch sẽ và linh hoạt. So với sản xuất nhiệt điện và phát điện hạt nhân, quang điện mặt trời không gây ô nhiễm môi trường; pin mặt trời có thể lớn, vừa và nhỏ, và có thể lớn đến một triệu kilowatt của các trạm điện cỡ vừa, nhỏ như một hệ thống điện mặt trời độc lập chỉ cho một hộ gia đình. Những đặc điểm này không thể so sánh được với các bộ nguồn khác.

(2) Nhược điểm

Tất nhiên, phát điện quang điện mặt trời cũng có những tồn tại và hạn chế, tóm lại ở những điểm sau.

① Mật độ năng lượng thấp. Mặc dù tổng năng lượng mà mặt trời đặt trên trái đất là vô cùng lớn, nhưng do diện tích bề mặt trái đất cũng rất lớn, và phần lớn bề mặt trái đất được bao phủ bởi đại dương, nên năng lượng mặt trời có thể đến bề mặt đất chỉ đạt khoảng 10% năng lượng bức xạ mặt trời trong phạm vi của trái đất, dẫn đến lượng năng lượng mặt trời trực tiếp có sẵn trong khu vực là nhỏ. Nói chung được biểu thị theo bức xạ mặt trời, giá trị cao nhất của bức xạ trên bề mặt trái đất&# 39 là khoảng 1,2kw / ㎡, và ở hầu hết các khu vực và hầu hết thời gian nắng là nhỏ hơn 1kw / ㎡. Việc sử dụng năng lượng mặt trời thực chất là thu thập và sử dụng năng lượng mật độ thấp.

②Nó bao phủ một khu vực rộng lớn. Do mật độ năng lượng của năng lượng mặt trời thấp, điều này sẽ làm cho hệ thống phát điện quang điện chiếm một diện tích lớn. Mỗi 10kw để phát điện quang điện cần khoảng 100 mét vuông, và công suất phát trung bình trên một mét vuông là 100w. Với sự trưởng thành và phát triển của công nghệ phát điện tích hợp tòa nhà quang điện, ngày càng có nhiều hệ thống phát điện quang điện có thể sử dụng mái và mặt tiền của các tòa nhà và cấu trúc, điều này sẽ dần khắc phục tình trạng thiếu hụt diện tích sản xuất điện quang điện lớn.

③ Hiệu suất chuyển đổi thấp. Đơn vị cơ bản nhất của quá trình phát điện quang điện là môđun pin mặt trời. Hiệu suất biến đổi của quá trình tạo ra quang năng là tỉ số giữa quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Hiện tại, hiệu suất chuyển hóa của tế bào quang điện silic tinh thể là 13% đến 17% và của tế bào quang điện silic vô định hình chỉ từ 5% đến 8%. Do hiệu suất biến đổi quang điện quá thấp nên mật độ phát quang điện thấp, khó hình thành hệ thống phát điện năng cao. Do đó, hiệu suất chuyển đổi thấp của pin mặt trời là nút thắt cổ chai cản trở việc quảng bá rộng rãi sản xuất điện quang điện.

④ Công việc không liên tục. Trên bề mặt trái đất, hệ thống phát điện quang điện chỉ có thể tạo ra điện vào ban ngày và không thể tạo ra điện vào ban đêm. Trừ khi không có ngày và đêm trong không gian, các pin mặt trời có thể liên tục tạo ra điện, điều này không phù hợp với nhu cầu sử dụng điện của con người&# 39.

⑤ bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố khí hậu và môi trường. Năng lượng của việc tạo ra quang điện mặt trời trực tiếp đến từ ánh sáng mặt trời, và bức xạ mặt trời trên bề mặt trái đất' bị ảnh hưởng rất nhiều bởi khí hậu. Mưa tuyết kéo dài, nhiều mây, sương mù, thậm chí mây thay đổi sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến trạng thái phát điện của hệ thống. Ngoài ra, yếu tố môi trường cũng có ảnh hưởng lớn. Điểm nổi bật hơn là các hạt (như bụi) trong không khí đọng lại trên bề mặt của module pin mặt trời, cản một phần ánh sáng, điều này sẽ làm giảm hiệu suất chuyển đổi của module pin. Do đó, lượng điện năng sinh ra bị giảm đi và thậm chí gây hư hỏng tấm pin.

⑥ Phụ thuộc mạnh vào khu vực. Vị trí địa lý khác nhau và khí hậu khác nhau làm cho tài nguyên ánh nắng mặt trời khác nhau giữa các vùng. Chỉ khi hệ thống phát điện quang điện được ứng dụng ở những nơi có nguồn năng lượng mặt trời dồi dào thì hiệu quả của nó mới tốt.

⑦Chi phí hệ thống cao. Do hiệu suất thấp của phát điện quang điện mặt trời, chi phí phát điện quang điện vẫn gấp vài lần so với các phương pháp phát điện thông thường khác (như nhiệt điện và thủy điện), đây là yếu tố quan trọng nhất hạn chế ứng dụng rộng rãi của nó. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý rằng với việc mở rộng liên tục công suất sản xuất pin mặt trời và không ngừng nâng cao hiệu suất chuyển đổi quang điện tế bào, giá thành của các hệ thống phát điện quang điện cũng đã giảm rất nhanh. Giá của các mô-đun pin mặt trời đã giảm từ hơn 70 đô la Mỹ mỗi watt xuống còn khoảng 2 đô la Mỹ mỗi watt trong những thập kỷ gần đây.

⑧ Quá trình sản xuất pin silicon tinh thể gây ô nhiễm cao và tiêu thụ nhiều năng lượng. Nguyên liệu chính của pin silicon tinh thể là silicon nguyên chất. Silicon là một nguyên tố trên trái đất chỉ đứng sau oxy và dạng chính của nó là cát (sio2). Quá trình từng bước từ cát silic thành silic kết tinh có độ tinh khiết từ 99,9999% trở lên đòi hỏi nhiều quá trình hóa lý, không chỉ tiêu tốn nhiều năng lượng mà còn gây ô nhiễm môi trường nhất định.