В современном глобальном энергетическом и экологическом контексте первостепенное значение приобретает задача сокращения выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ (также в соответствии с Киотским протоколом). Эта цель может быть достигнута также за счет использования альтернативных и возобновляемых источников энергии для поддержки и сокращения использования ископаемых видов топлива, которые, кроме того, обречены на истощение в связи с большим потреблением в ряде стран.
Солнце, безусловно, является высокопотенциальным источником возобновляемой энергии, и к нему стоит обратиться при стремлении полного соблюдения баланса с окружающей средой. Только подумайте, что поверхность земного полушария, подверженная воздействию Солнца, мгновенно получает мощность, превышающую 50 тысяч ТВт; количество солнечной энергии, которое достигает земной поверхности, огромно, примерно в 10 тысяч раз превышает энергию, потребляемую во всем мире.
Среди различных систем, использующих возобновляемые источники энергии, фотовольтаика перспективна благодаря присущим самой системе качествам: она имеет очень низкую стоимость обслуживания (топливо - бесплатное) и ограниченные требования к техническому обслуживанию, надежна, бесшумна и достаточно проста в установке.
Более того, фотоэлектричество, в некоторых случаях, безусловно, удобно по сравнению с другими источниками энергии, особенно в тех местах, до которых трудно и неэкономично добраться с помощью традиционных линий электропередач.
Данная Техническая статья предназначена для анализа проблем и основных концепций, с которыми придется столкнуться при реализации фотоэлектрической установки. Начиная с общего описания способов использования солнечной энергии с помощью фотоэлектрических установок, дается краткое описание методов защиты от перегрузок по току, перенапряжений и непрямых контактов, с тем, чтобы предложить руководство по правильному подбору рабочих и защитных устройств для различных компонентов установки. Новое издание Технического документа разделено на две части: первая часть, более общая и включающая первые пять глав, описывает принцип работы фотоэлектрических установок, их типа, основные компоненты, методы установки, различные конфигурации и системы защиты. Кроме того, он предлагает анализ производства энергии в установке и иллюстрирует, как она изменяется в зависимости от определенных величин.
Вторая часть (которая включает главу 6) иллюстрирует решения АББ для фотоэлектрических систем.
К настоящему техническому документу прилагаются четыре приложения: - описание новых технологий, используемых в фотоэлектрических установках; - описание других возобновляемых источников энергии; - пример для определения размеров фотоэлектрической установки мощностью 3 кВт для отдельно стоящего дома и установки мощностью 60 кВт для мастерской. - описание повышения температуры, MCB и поведения разъединителя в фотоэлектрических системах.
1 Общие сведения о фотоэлектрических ( PV ) установках
1.1 Принцип действия
Фактически, фотоэлектрическая (PV) технология использует эффект, с помощью которого некоторые полупроводники, соответствующим образом «легированные», вырабатывают электричество при воздействии солнечного излучения.
Основные преимущества фотоэлектрических ( PV ) установок можно обобщить следующим образом: - Распределенное генерирование там, где это необходимо; - нулевой выброс загрязняющих веществ; - экономия ископаемого топлива; - надежность установок, так как они не имеют движущихся частей (срок службы, как правило, более 20 лет); - сокращение расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание; - модульность системы (для увеличения мощности станции достаточно увеличить количество модулей) в соответствии с реальными требованиями пользователей.
Однако начальные затраты на строительство фотоэлектрической станции достаточно высоки из-за того, что рынок еще не достиг своей полной зрелости с технической и экономической точки зрения. Более того, выработка электроэнергии нестабильна из-за изменчивости источника солнечной энергии.