هر آنچه درمورد پنل خورشیدی باید بدانیم

مقدمه

پنل خورشیدی، یک منبع پایان‌ناپذیر انرژی را در اختیار ما می‌گذارند. در طول روز، سلول‌های فتوولتائیك انرژی خورشیدی را جذب کرده و سپس آن را به برق مستقیم (DC) تبدیل می‌كنند. سپس انرژی خورشیدی DC از طریق اینورتر به جریان متناوب (AC) تبدیل شده توسط خانه‌ها یا کسب و کارها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این انرژی می‌توانید استفاده یا آن را در باتری خورشیدی ذخیره کنید.

بهترین خبر درمورد انرژی خورشیدی این است که که هزینه‌های راه‌اندازی پنل خورشیدی طی چهار دهه گذشته، 99٪ کاهش یافته است، بنابراین هیچ وقت بهتر از حالا برای استفاده از انرژی خورشیدی تمیز برای خانه یا کسب و کارتان برای کاهش قبض برق وجود ندارد.

سلول‌های خورشیدی از چه ساخته شده‌اند؟

در سال 1954، دانشمندان مؤسسه Bell Telephone دریافتند که عنصری که در ماسه، سیلیکون یافت می‌شود، هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید، بار الکتریکی ایجاد می‌کند.

این کشف منجر به ایجاد سلول‌های فتوولتائیک (photovoltaic) شد که انرژی خورشید را جذب کرده و سپس آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

سلول‌های خورشیدی امروزه بیشتر از سیلیکون ساخته می‌شوند. سیلیکون یک عنصر شیمیایی با خصوصیات نیمه هادی است. در بیشتر انواع سلول‌های خورشیدی، سیلیکون به شکل بلوری است.

بلور سیلیکون خالص

نحوه عملکرد سلول خورشیدی

از آنجا که  بلور سیلیکون خالص ‌100٪ جریان الکتریکی را منتقل نمی‌کند، مقدار ناچیزی ناخالصی مانند فسفر و بور، که به راحتی جریان الکتریکی را در شبکه کریستالی سیلیکون ایحاد می‌کنند، به آن “دوپ” یا افزوده می‌شود.

سیلیکون دوپ شده با فسفر از نوع N نامیده می‌شود (قطب منفی زیرا دارای الکترون اضافی است). به سیلیکون آلایش شده با بور P گفته می‌شود؛ زیرا دارای کمبود الکترون است.

هنگامی که سیلیکون مقداری از انرژی خورشید را جذب می‌کند، برخی از الکترون‌های آزاد را حرکت می‌دهد. در میدان الکتریکی یک سیستم پانل خورشیدی، الکترون‌ها جهت ایجاد جریان الکتریکی در یک جهت هدایت می‌شوند. میدان الکتریکی سلول خورشیدی باعث ایجاد ولتاژ می‌شود. نتیجه ایجاد جریان و ولتاژ، انرژی است.

سلول خورشیدی

اجزای دیگر سلول خورشیدی شامل یک پوشش ضد انعکاس است، زیرا درخشش طبیعی سیلیکون باعث می‌شود که نور خورشید از آن منعکس شود.

بلورهای سیلیکون سلول‌های خورشیدی، در داخل یک میدان الکتریکی گروه بندی شده و سپس در شیشه پوشانده می‌شوند تا در برابر شرایط آب و هوایی محافظت شوند.

انواع پنل خورشیدی

سه نوع اصلی پانل خورشیدی که امروزه در دسترس‌اند عبارتند از:

  • تک کریستالی (Monocrystalline)
  • چند کریستالی (Polycrystalline)
  • فیلم نازک (Thin film)

انواع پانل خورشیدی

فن‌آوری‌های نهفته پیرامون هر سه نوع این پنل‌های خورشیدی، باعث شده است تا در طول زمان، پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه سولار شاهد باشیم.

این شامل فناوری‌هایی مانند:

  • پنل دورو
  • سلول PV (فتوولتائیک) متمرکز
  • سرامیک‌های خورشیدی
  • پانل‌های خورشیدی شفاف

است.

انواع فناوری پنل خورشیدی

سیستم پانل خورشیدی یک مجموعه متصل به هم است که اغلب به آن آرایه می‌گویند. سلول‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) که (1) انرژی حاصل از خورشید را به صورت فوتون می‌گیرند و (2) آن را مستقیماً به برق تبدیل می‌کنند.

هر یک از صفحات خورشیدی جداگانه (که به آن ماژول نیز می‌گویند) در یک مجموعه شامل یک گروه از سلول‌های خورشیدی قرار دارند که در یک قاب فلزی کنار خم قرار می‌گیرند. به طور معمول 60 ، 72 یا 96 سلول خورشیدی در یک صفحه خورشیدی وجود دارد.

مؤلفه‌هایی که یک سیستم خورشیدی را تشکیل می‌دهند

سیستم‌های خورشیدی چهار مؤلفه اصلی دارند:

  • پنل های خورشیدی
  • مبدل خورشیدی
  • سیستم رکاب و نصب
  • سیستم نظارت بر عملکرد

پنل‌های خورشیدی

پانل‌‌های خورشیدی می‌توانند نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند. آن‌ها اصلی‌ترین جزء در یک سیستم سولار هستند. بیشتر پنل‌های خورشیدی که امروزه در بازار هستند، به صورت پانل‌های پلی‌کریستالی یا تک کریستالی یافت می‌شوند.

تفاوت کلیدی پانل‌های خورشیدی پلی و تک کریستالی، به کارآیی و هزینه هر یک مربوط می‌شود. پنل‌های خورشیدی تک‌کریستالی از پانل‌های خورشیدی پلی‌کریستالی کارآمد‌تر خواهند بود.

اینورترهای خورشیدی

سلول‌های فتوولتائیک موجود در پنل‌های خورشیدی، نور خورشید را جمع می کنند و آن را به الکتریسیته مستقیم تبدیل می‌کنند. بیشتر خانه‌ها و مشاغل، از برق متناوب استفاده می‌کنند؛ به همین دلیل معکوس کننده‌ای نیاز است تا برق مستقیم را به متناوب تبدیل کند.

اینورتر خورشیدی

اینورترهای خورشیدی رشته‌ای

یک اینورتر انرژی خورشیدی مجموعه‌ای از پانل‌های خورشیدی شما را به پانل برقی متصل می‌کند. اینورترهای رشته‌ای ارزان‌ترین نوع معکوس‌کننده خواهند بود و هزینه کمتری نسبت به اینورترهای میکرو دارند؛ اما اگر یکی از پنل‌های خورشیدی تولید برق خورشیدی را متوقف کند، حتی به دلیل سایه موقت، عملکرد کل سیستم خورشیدی تحت تأثیر قرار می‌گیرد.

اینورترهای میکرو

اگر میکرو اینورتر را انتخاب کنید، نیاز دارید تا به تک تک پنل‌های خورشیدی، یک معکوس کننده وصل کنید؛ این کار تولید برق را توسط پنل‌ها را به حداکثر می‌رساند. در این صورت اگر بعضی از پانل‌های خورشیدی در ساعات مختلف روز در معرض سایه قرار بگیرند یا اگر همه آن‌ها در یک جهت نصب نشده باشند، میکرو اینورتر مشکلات عملکرد را به حداقل می‌رساند. هزینه اینورترهای میکرو بالاتر از هزینه اینورترهای رشته‌ای است.

سیستم‌های نصب و استقرار

سیستم‌های نصب و استقرار برای قرار دادن صفحات خورشیدی روی پشت بام یا زمین استفاده می‌شوند. با استفاده از این سیستم، امکان تنظیم زاویه قرارگیری پنل‌ها برای جذب نور وجود دارد.

برای عملکرد پنل خورشیدی به بهترین شکل، باید سمت جنوب قرار بگیرند و با زاویه‌ای بین 30 تا 45 درجه نصب شوند. پانل‌های خورشیدی که به طرف شرق یا غرب هستند و با زاویه شیب پنج درجه یا بیشتر از زمین قرار دارند، بین 10 تا 20 درصد عملکرد کمتری نسبت به شرایط ایده‌آل نصب خواهند داشت.

سیستم سولار به دو صورت نصب می‌شود: ثابت، که در آن‌ها پانل‌های خورشیدی در جای خود ثابت‌اند و باید دستی تغییر کنند؛ و پنل متغیر، که به پانل‌های خورشیدی اجازه می‌دهد تا با حرکت خورشید در آسمان در طول روز یا فصل‌های مختلف، خورشید را دنبال کنند.

توجه کنید که پنل متغیر فقط برای پنل‌های نصب شده روی سطح زمین هستند مناسب است.

پنل خورشیدی متحرک

سیستم‌های نظارت بر عملکرد

سیستم‌های نظارت بر عملکرد، اطلاعات دقیقی در مورد عملکرد سیستم انرژی خورشیدی می‌دهند. با استفاده از سیستم مانیتورینگ، می‌توانید میزان برقی را که سیستم انرژی خورشیدی شما تولید می کند، بصورت ساعتی اندازه‌گیری و ردیابی کنید.

سیستم‌های مانیتورینگ همچنین کمک می‌کنند تا مشکلات مربوط به عملکرد را برای شناسایی حداکثر تولید انرژی خورشیدی سیستم انرژی خورشیدی خود شناسایی کنید.

به این نوشته امتیاز دهید
[Total: 1 Average: 5]
اشتراک گذاری:

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *