Centrală fotovoltaică

Parcul Energetic Lauingen din districtul Suabia , de 25,7 MW

O centrală fotovoltaică , de asemenea un parc solar , ^[1] este o centrală fotovoltaică mare, concepută pentru transferul producției sale la rețeaua electrică . Este denumită, de asemenea, o fermă solară , mai ales atunci când este amplasată în zone agricole.

Funcționalitate fotovoltaică

Majoritatea parcurilor solare sunt situate la sol (denumite prin urmare cu descrierea sistemelor montate la sol ). Pot fi instalate cu orientare fixă ​​sau cu urmărire solară, cu una sau două axe. Urmărirea solară îmbunătățește performanța generală, dar crește și costul instalării și întreținerii. ^[2]

O diferență substanțială distinge fermele solare de alte tipuri de sisteme fotovoltaice: prezența transformatoarelor puternice ale tensiunii elevatoarelor. Problema rezidă în cantitatea mare de energie care iese dintr-o centrală care trebuie transferată pe o anumită distanță. Soluția găsită tehnologic în secolul trecut este aceea de transmisie a curentului alternativ la tensiuni mari și foarte mari (HV și HV); sau, numai pentru puteri modeste, la medie tensiune (MT). Generatoarele nu ating în mod obișnuit tensiuni atât de mari și, prin urmare, un transformator de putere intensificat este o parte integrantă a unei centrale electrice convenționale. ^[3]

Prin urmare, o subdiviziune bloc a unei centrale electrice poate fi aceea de:

• un prim bloc care convertește o sursă de energie într-o formă utilizabilă de generatorul electric în curent alternativ care urmează în blocul următor
• un al doilea bloc care transformă forma de energie provenită din primul bloc în curent alternativ, de exemplu, așa-numitul generator electric
• un al treilea bloc care ridică tensiunea curentului alternativ generat la valori optime pentru un transport (transmisie) mai eficient la distanță

În cazul unui parc solar, elementul unic al primului bloc constă dintr-un grup de module fotovoltaice conectate în serie ^[3] care corespunde, în cazul unei centrale termoelectrice, setului de cazane, generatoare de abur și abur turbine , sau într-o centrală hidroelectrică , către turbina hidraulică .

Al doilea bloc este format din invertorului , care, în plus față de conversie de intrare de la primul bloc, adică fiecărui șir, de la directe curent la curent alternativ, reglementează și sincronizeze - l după cum este necesar de către rețea. ^[3] De fapt, ieșirea unui șir de module fotovoltaice nu poate fi utilizată de al treilea bloc, dacă această conversie și reglare nu se efectuează mai întâi. Acest lucru se întâmplă și în centralele termoelectrice sau hidroelectrice, unde în acest caz contribuția din primul bloc este energia mecanică care este transformată de un generator în energie electrică alternativă. Invertoarele utilizate în parcurile solare sunt de tip MPPT (Maximum power point tracking), care funcționează cu cea mai bună eficiență. Problema abordată de MPPT este că eficiența transferului de energie din celula solară depinde atât de intensitatea solară, cât și de caracteristicile electrice ale sarcinii. Deoarece intensitatea radiației solare variază, caracteristica de încărcare care dă cel mai mare transfer de energie se schimbă, astfel încât eficiența sistemului este optimizată. Această caracteristică a sarcinii este MPP (punctul maxim de putere). Invertoarele MPPT nu fac altceva decât să urmărească punctul MPP în variațiile sale în timpul orelor de funcționare ale sistemului.

Al treilea bloc, un element distinctiv al centralelor electrice, este transformatorul treptat, comun tuturor centralelor electrice de tip industrial. ^[4] O centrală electrică are de obicei cel puțin două transformatoare de putere intensificate, astfel încât, în cazul unei defecțiuni, unul dintre cele două poate continua să transmită energie.

Pe baza acestei diagrame bloc, putem clasifica un sistem fotovoltaic ca o centrală fotovoltaică sau un parc solar , mai degrabă decât ca un sistem fotovoltaic minor, pe baza prezenței sau absenței transformatorului de intensificare a tensiunii.

Ceea ce este caracteristic acestei subdiviziuni bloc este cuantificarea unei puteri brute versus o putere netă . Puterea brută este puterea totală generată în conversia din energie primară în energie electrică. Puterea netă, pe de altă parte, este puterea disponibilă la ieșirea centralei, disponibilă pentru rețeaua electrică. Într-un parc solar, puterea brută este cea obținută prin adăugarea puterii tuturor modulelor fotovoltaice, care coincide în general cu puterea de vârf , adică puterea de curent continuu , indicată cu W _CC și multiplii săi (MW _CC etc.) . Puterea netă, pe de altă parte, este adesea identificată cu puterea de curent alternativ, la ieșirea invertoarelor, indicată cu W _CA , adică la ieșirea transformatoarelor de putere. Având în vedere eficiența ridicată a transformatoarelor de putere, diferența dintre puterea netă și curentul alternativ este de numai 2%. Mai semnificativă este pierderea de energie a invertorului, care este cu greu limitată la 2%, dar este în general mai mare. ^[5] Printre cauzele pierderilor de energie avem: pierderi datorate rezistenței electrice a cablurilor, nepotriviri de impedanță, căderi de tensiune de-a lungul cablurilor, ineficiențe de conversie și alte pierderi parazitare.

Într-un parc solar, putem spune că setul de una sau mai multe șiruri fotovoltaice conectate la un invertor constituie un element generator, în sensul companiilor electrice din centrală.

Notă

Elemente conexe

• Energie solara
• Modul fotovoltaic
• Efect fotovoltaic
• Factura energiei
• Urmăritor solar
• Energiile regenerabile
• Centrală fotovoltaică Beneixama

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre centrala fotovoltaică

Portal de ecologie și mediu

Portalul Energiei

Portal de inginerie