پنل خورشیدی چیست
پنل خورشیدی از نیمه هادی ها ساخته شده اند كه وظیفه این پنل ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الكتریكی می باشد. این صفحات با نام فتوولتائیك یا سولار نیز شناخته می شوند. صفحه خورشیدی از مونتاژ سلول‌های خورشیدی به وجود می‌آید. همچنین به این نکته توجه کنید یک صفحه خورشیدی می تواند مقدار محدودی انرژی تولید کند بنابراین تأسیسات باید شامل چند صفحه خورشیدی باشند.
در کشورمان می‌توان از صفحات خورشیدی قابل نصب بر روی سقف منازل و شرکت های دولتی به منظور صرفه‌جویی در انرژی استفاده کرد. البته با استفاده از انرژی خورشیدی نمی‌توان تمامی برق مورد نیاز یک واحد مسکونی و حتی یک شرکت بزرگ را تأمین کرد اما می‌توان با فروش برق خورشیدی به شبکه برق درآمد کسب کرد و یا انرژی مورد نیاز برای مناطق دور افتاده را تامین نمود.
تاریخچه پنل خورشیدی
افزایش استفاده از انرژی خورشیدی به 100 سال قبل برمی گردد. در این سال ها از انرژی خورشیدی برای تولید بخار آب استفاده می شد و از بخار آب نیز برای عملکرد ماشین های مختلف استفاده می کردند اما این کار تا پیش از کشف اثر فوتوولتائیک یعنی تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی توسط ادموند بکرل امکان پذیر نبود.
در سال 1893 چارلز فریت با کمک گرفتن از کشف بکرل اولین سلول خورشیدی را ساخت. این سلول خورشیدی با استفاده از ورقه های آغشته به سلنیم و یک ورقه نازک از جنس طلا ساخته شد.
راسل اهل مخترع آمریکایی اولین سلول خورشیدی سیلیکونی دنیا را در سال 1941 در آزمایشگاه بل اختراع کرد. با بهره گیری از اختراع اهل اولین پنل خورشیدی جهان در سال 1954 در همان آزمایشگاه ساخته شد. اکثر مردم در دهه 70 میلادی برای اولین بار پنل های خورشیدی را در ماشین حساب خود مشاهده کردند. امروزه پنل های خورشیدی برای شارژ کردن تجهیزات گسترده ای استفاده می شوند، همچنین پنل های خورشیدی هنوز هم به صورت سلول های خورشیدی در ماشین حساب ها استفاده می شوند و همچنین برای تامین انرژی خانه ها و مجتمع های تجاری مانند ساختمان شرکت گوگل در کالیفرنیا از پنل خورشیدی استفاده می شوند.
عملکرد پنل خورشیدی
پنل های خورشیدی انرژی تجدید پذیر را به انرژی برق تبدیل می کنند که با استفاده از این الکتریسیته می توان مدارهای الکتریکی را شارژ کرد. پنل های خورشیدی شامل چندین سلول خورشیدی می باشند که هر کدام از لایه های سیلیکونی از لایه های فسفری (برای تولید بار منفی) و لایه های بور ( برای تولید بار مثبت) تشکیل شده اند.
پنل های خورشیدی فوتون ها را جذب می کنند و جریان الکتریکی ایجاد می کنند. انرژی تولید شده از فوتون ها به الکترون ها امکان خارج شدن از مدار اتمی خود و رها شدن در میدان الکتریکی تولید شده توسط سلول های خورشیدی را می دهند و این میدان الکتریکی الکترون های آزاد را در جریان الکتریکی هدایت می کند. این روند با نام اثر فوتوولتائیک شناخته می شود.
تقسیم بندی پنل خورشیدی
صفحات فتوولتائیک از نظر تکنولوژی و فناوری به سه دسته تقسیم بندی می‌شوند.
- صفحات فتوولتائیک پلی کریستال
- صفحات فتوولتائیک مونوکریستال
- صفحات فتوولتائیک نواری
پنل مونو کریستال به صورت تک کریستالی بزرگ ساخته می شود که دارای بالاترین توان الکتریکی در خروجی می باشد. بهتر است بدانید که در مکان ها و ناحیه هایی که در دارای تابش آفتاب بیشتری هستند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند و این گونه پنل ها در ناحیه ای که بازتابش بیشتری دارد دارای بازدهی بالاتری می باشد .
پنل خورشیدی پلی کریستال در مناطق گرمسیر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند و دلیل این امر این است که سطح آن روشن تر می باشد و انرژی تابشی خورشید را بیشتر جذب می کند و براثر افزایش مقاومت در اثر گرم تر شدن پنل باعث افت کمتر توان پنل می شود. به علاوه این آرایه اشعه‌های خورشید را هدایت می‌کند. شرکت سازنده اینپنل می‌گوید: این پنل بر روی سیستم انرژی خورشیدی جهانی تمرکز دارد و این قابلیت را ایجاد کرده است که انرژی خورشید را با هزینه‌ای کمتر و کارایی بیشتر نسبت به پنل های فعلی به دست آورد. پنل های خورشیدی می‌توانند با یک چهارم هزینه‌های پنل های معمولی انرژی و گرمای یکسانی تولید کنند.
تفاوت سلول خورشیدی با صفحه خورشیدی چیست
از نظر عملکرد و نوع کارکرد تفاوتی با هم ندارند. از کنار هم قرار دادن تعدادی سلول خورشیدی و یا سولار سل یک ماژول خورشیدی ساخته می‌شود. از قرار دادن چند ماژول خورشیدی در کنار هم یک صفحه خورشیدی ساخته می‌شود که معمولا در مصارف بزرگ ردیف‌های زیادی از صفحات خورشیدی در کنار هم قرار می‌گیرند و یک سری خورشیدی تشکیل می‌دهند.
مزایای صفحات فتوولتائیک نواری چیست
صفحات فتوولتائیک نواری صفحات خورشیدی بسیار سبک و باریکی هستند و به همین علت از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار می باشند و همچنین دارای کاربرد های مختلفی می باشند. از نظر تکنولوژی جدیدترین نوع صفحه خورشیدی بوده و البته به دلیل استفاده از نیمه هادی در آن‌ها از بازده کمتری نسبت به صفحات کریستالی برخوردار هستند.
مزایای پنل های خورشیدی
- عدم نیاز اتصال به شبکه سراسری
- عدم نیاز به سوخت
- سازگاری با محیط زیست
- آلودگی صوتی ندارد
- برای تولید برق نیاز به آب ندارد
معایب سیستم های خورشیدی
- هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالا
- وابسته به تغییرات تابش خورشید در طی روز و ماه‌های مختلف
انواع کاربرد صفحات خورشیدی و پانل های خورشیدی
- سیستم‌های مستقل از شبکه برق و جدا از شبکه
- سیستم‌های متصل به شبکه برق و تزریق به شبکه
- سیستم‌های هیبرید
سیستم مستقل از شبکه خورشیدی چیست
به سیستم هایی گفته می‌شود که انرژی مورد نیاز آن به طور کامل از طریق پنل های خورشیدی تأمین می‌گردد و نیازی به اتصال به شبکه سراسری برق و یا منبع تغذیه دیگری نمی‌باشد.
سیستم متصل به شبکه خورشیدی چیست
سیستم متصل به شبکه خورشیدی سیستمی است که انرژی الکتریکی حاصل از پانل های خورشیدی و صفحه خورشیدی به طور مستقیم به شبکه سراسری برق و شرکت توزیع تزریق می‌گردد. بنابراین از مزایای این سیستم می توان به تزریق انرژی الکتریکی به شبکه سراسری و متصل بودن به شبکه برق شهری برق اشاره کرد.
سیستم هیبریدی چیست
سیستم هیبریدی سیستمی است که از چند منبع تغذیه برای تغذیه انرژی الکتریکی مورد نیاز استفاده می کند و سیستم فتوولتائیک یکی از منابع تغذیه اصلی می‌باشد. از جمله منابع تأمین کننده دیگر در این سیستم می توان به شبکه سراسری برق، دیزل ژنراتور، توربین های بادی و غیره اشاره کرد
کاربرد پنل های خورشیدی
پنل های خورشیدی می توانند مشکلات موجود در زمینه انرژی خورشیدی و محیط زیست و نیروگاهی را حل کنند و معمولا برای مصارف خانگی، مصارف صنعتی، مراکز عمومی، کشاورزی، بالای دکل چراغ راهنمایی در اتوبان ها، پارک ها، ویلای سقف شیب دار کاربرد داشته باشند.
