Die Photovoltaik (PV) erzeugt Strom aus Sonnenlicht und Solarzellen. Der Photovoltaik-Stromerzeugungsprozess besteht aus drei Hauptkomponenten: Photovoltaik-Array, DC-AC-Wandler (Wechselrichter) und Batterie-Energiespeichersystem.
Die Photovoltaik (PV) Stromerzeugung ist ein System, das den photoelektrischen Effekt nutzt, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln. Die Wirkung der Photovoltaikzelle ist die Grundlage dieses Prozesses. Sonnenkollektoren wandeln Licht direkt in Gleichstrom um. Danach wird dieser Gleichstrom durch einen Wandler in Wechselstrom umgewandelt. Dieser Wechselstrom wird dann vom Stromnetz oder anderen Orten verwendet, die Strom benötigen.
Das Photovoltaikmodul ist der Hauptbestandteil des Photovoltaikarrays, das aus mehreren Photovoltaikmodulen besteht. Wenn Sonnenlicht auf ein Photovoltaikmodul trifft, können Photonen Elektronen anregen, was zu einem elektrischen Strom führt. Die Drähte zwischen Anode und Kathode verbinden die Platten. Sie werden in Reihe oder parallel zu einem Photovoltaik-Array kombiniert. Ein Kabel wird zum Wechselrichter geleitet und dort wird der Strom umgewandelt. Die Gleichstromerzeugung einer Photovoltaikanlage wird durch Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, der in einem Haus, einem Unternehmen oder im Stromnetz verwendet werden kann. Es gibt bestimmte Situationen, in denen die elektrische Energie, die von Photovoltaikanlagen erzeugt wird, in Industriekraftwerken gespeichert werden muss. Daher werden Photovoltaikmodule häufig mit Energiespeichersystemen verbunden, um sie in der Lage zu halten, auch nachts oder bei schlechtem Wetter Strom ins Netz einzuspeisen.
Zu den wichtigsten Geräten für die Erstellung von Photovoltaikstrom gehören:
1. Photovoltaik-Module: Umwandeln Sonnenlicht effektiv in Strom.
2. Wechselrichter: Um den Strombedarf in Innenräumen zu decken, wandelt er Gleichstrom in Wechselstrom um.
3. Energiespeichersystem für Batterien: Dieses System kann je nach Bedarf ausgewählt werden, um die Energie von Photovoltaikstrom zu speichern.
4. Stützrahmen und -struktur: Diese Strukturen werden zur Installation von Photovoltaik-Modulen verwendet.
5. Verbinden und übertragen Sie Photovoltaik-Module, Wechselrichter und Batteriespeichersysteme mit Kabeln und Anschlusskästen.
Um die Stromerzeugung von Photovoltaik (PV) zu berechnen, müssen wir die installierte Kapazität des Arrays, die Sonneneinstrahlungszeit und die Temperatur berücksichtigen.
Zur Berechnung der Stromerzeugung von Photovoltaikanlagen wird die installierte Kapazität der Photovoltaikanlage dividiert durch die gesamte Sonneneinstrahlung und die Stromerzeugungseffizienz der Photovoltaikmodule.
Die geografische Lage und meteorologische Daten können verwendet werden, um die Gesamtmenge der Sonneneinstrahlung zu berechnen. Das Design und die Qualität der Photovoltaikmodule bestimmen, wie effektiv sie Strom erzeugen.
Die Gesamtmenge a Strom, die von einem Photovoltaikkraftwerk erzeugt wird, wird als Photovoltaikstromerzeugung bezeichnet. Diese Menge a Strom wird normalerweise in Kilowattstunden (kWh) gemessen.
Die grundlegende Formel zur Berechnung der Stromerzeugung von Photovoltaik (PV) ist wie folgt:
Die Stromerzeugung von Photovoltaikmodulen wird durch die installierte Kapazität der Photovoltaikmodule dividiert durch die gesamte Sonneneinstrahlung und die Stromerzeugungseffizienz der Photovoltaikmodule berechnet.
Die PV-Stromerzeugung wird wie folgt erklärt:
Platzierte Leistung von Photovoltaikmodulen: Die Größe eines Photovoltaikmoduls, das in einem Photovoltaikkraftwerk platziert ist, wird typischerweise in Watt (W) gemessen. Beispielsweise verfügt ein 10-Kilowatt-PV-Kraftwerk über eine Leistung von 10.000 Watt.
Sonneneinstrahlungsintensität: Die Menge a Sonnenenergie, die pro Zeiteinheit pro Flächeeinheit aufgenommen wird, wird als Sonneneinstrahlungsintensität bezeichnet. Normalerweise wird die empfangene Sonnenenergie (kWh/m2/h) pro Stunde und Flächeneinheit bezeichnet. Die Intensität der Sonneneinstrahlung hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter geografische Lage, Jahreszeit, Wetter und Zeit.
Der Wirkungsgrad von Photovoltaikmodulen: Der Wirkungsgrad eines Photovoltaikmoduls zeigt, wie gut es ist, Sonnenenergie in Strom umzuwandeln. Der Wirkungsgrad eines Photovoltaikmoduls wird normalerweise in Prozent angegeben und zeigt die Umwandlung von Sonnenlicht in Strom an. Die Wirkungsgrade der verschiedenen PV-Module variieren von 15 % bis 20 %.
Installierte Leistung einer Photovoltaikanlage: Die Gesamtleistung der in der Anlage installierten Solarmodule wird als installierte Leistung einer Photovoltaikanlage bezeichnet. In der Regel werden die Einheiten Kilowatt (kW) oder Megawatt (MW) verwendet. Die Anzahl der PV-Module und die Leistung jedes einzelnen Moduls bestimmen die installierte Leistung.
Stromerzeugungszeit: Der Begriff „Stromerzeugungszeit“ bezieht sich auf den Zeitraum, in dem eine Photovoltaikanlage tatsächlich in Betrieb ist und Strom erzeugt. Es kann Stunden pro Tag oder Stunden pro Jahr sein, abhängig von Ihren Bedürfnissen und Zielen. Wetter, Jahreszeit, Systemwartung und -reinigung und andere Faktoren beeinflussen die Generationszeiten.
Bei der Stromerzeugungsformel ist Folgendes zu beachten:
Diese Formel ist eine vereinfachte Methode zur Berechnung, die nur die Grundfaktoren berücksichtigt. Um präzisere Stromproduktionsschätzungen in realen Anwendungen zu erhalten, müssen Faktoren wie die Auswirkungen der Temperatur auf Photovoltaikmodule, Verschattung, Neigungswinkel, Flächennutzung und Systemverluste berücksichtigt werden.
Beispiel einer Stromerzeugungsformel:
Die installierte Leistung eines Photovoltaikkraftwerks beträgt 100 Kilowatt, die durchschnittliche jährliche Sonnenstrahlung in dieser Region beträgt 1500 Kilowatt pro Quadratmeter und die Wirksamkeit von Photovoltaikmodulen beträgt 18 %. So berechnen Sie die jährliche Stromerzeugung:
PV-Stromerzeugung = 100 kW × 1500 kWh/m2/Jahr × 18 % = 27000 kWh/Jahr
Daher wird dieses Photovoltaik-Kraftwerk in der Lage sein, jährlich 27.000 Kilowattstunden Strom zu produzieren. Wetter, Temperatur, Verluste, Komponentenalter usw. beeinflussen die tatsächliche Stromerzeugung.
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