انواع پنل های خورشیدی

تاریخچه سولار

کشف پدیده فتوولتاییک به فیزیکدان فرانسوی  Alexandre Edmond Becquerel نسبت داده می‌شود که در سال ۱۸۳۹ مشاهده نمود که ولتاژ باتری وقتی که صفحات نقره‌ای آن تحت تابش نور خورشید قرار می‌گیرند، افزایش می‌یابد. پدر او  Antoine César Becquerel (1788-1878) کاشف اثر پیزوالکتریک بود. اما اولین گزارش از پدیده PV در یک ماده جامد در سال ۱۸۷۷ بود که دو دانشمند کمبریج R.E. Day و W.G. Adams در مقاله‌ای به انجمن سلطنتی تغییراتی که در خواص الکتریکی سلنیوم وقتی که تحت تابش نور قرار می‌گیرد را توضیح دادن.

چرا از سلول‌های خورشیدی استفاده می‌کنیم؟

همه شما تاکنون عبارت صفحه‌های خورشیدی “Solar Panel” یا سلول خورشیدی “Solar Cell” را شنیده‌اید. این دو، وسایلی برای استفاده از انرژی خورشیدی هستند. برخی وسایلی که شما از آنها استفاده می‌کنید، مانند ماشین حساب‌ها، چراغ‌های راهنمایی یا چراغ‌های روشن در اتوبان‌ها مثال‌هایی هستند که انرژی خود را از سلول خورشیدی تأمین می‌کنند. حتی امروزه، ایده‌هایی مبنی بر استفاده از این فناوری در سطح عمومی، مانند پشت‌بام خانه‌ها و تولید خانگی برق مورد توجه دولت‌ها و مردم قرار گرفته است.

نور خورشید و کاربردهای آن

لغت Solar یک کلمه لاتین برای خورشید یا “Sun” است که یک منبع قدرتمند انرژی به حساب می‌آید. در واقع، مقداری از نور خورشید که فقط در یک ساعت به زمین می‌تابد، می‌تواند انرژی مورد نیاز زمین را برای یک سال تأمین کند! امروزه نیروگاه‌های خورشیدی زیادی در سرتاسر دنیا فعال هستند. البته این نیروگاه‌ها هنوز به دلایل اقتصادی و تکنولوژیکی گسترش پیدا نکرده‌اند.

همانگونه که در کتاب فیزیک سال اول دبیرستان آموخته‌اید، از انرژی خورشیدی به دو صورت می‌توان استفاده کرد؛ یکی به عنوان منبع گرما (انرژی حرارتی) و دیگری به عنوان منبع انرژی الکتریکی (الکتریسیته). هرچند استفاده از انرژی خورشیدی محدود به این دو نیست. خورشید در حقیقت یکی از منابع حیات طبیعت است. برای مثال پدیده فوتوسنتز در گیاهان، با استفاده از انرژی خورشیدی انجام شده می‌شود. در این فرآیند انرژی خورشید صرف انجام واکنش شیمیایی درون برگ درختان می‌شود. ضمن اینکه نباید فراموش کرد که در سیاراتی که از سهم کمتری از انرژی خورشید برخوردار هستند، مانند نپتون، عملاً امکان حیات وجود ندارد!
سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک در واقع وسیله‌ای الکترونیکی است که انرژی خورشید (یعنی انرژی تابشی رسیده از خورشید) را تحت فرآیندی به نام فتوولتائیک، به الکتریسیته تبدیل می‌کند. در واقع، پدیده فتوولتائیک، پدیده‌ای است که طی آن انرژی خورشیدی به صورت “مستقیم” به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌شود و معنای لغوی آن الکتریسیته یا همان جریان الکتریکی ناشی از نور خورشید است. همان‌طور که می‌دانید، جریان الکتریکی به دلیل حرکت الکترون‌ها درون سیم ایجاد می‌شود.

انواع فناوري‌هاي استفاده از انرژي خورشيدي:

فناوري‌هايPV  وCSP  به خاطر ساختار متفاوت و كاركردهاي مختلفي كه دارند، در برخي مناطق و براي پاره‌اي از كاربردهاي ويژه، ممكن است هر كدام از آن‌ها نسبت به ديگري ارجحيت داشته باشند. مهم‌ترين تفاوت‌هاي اين دو فناوري در زير عنوان شده است.

– نصب آسان سلول‌هاي خورشيدي در تمامي مناطق و امكان استفاده از آن‌ها به عنوان منابع توليد پراكنده

– عدم نياز به آب براي خنك ‌سازي سلول‌هاي خورشيدي بر خلاف نيروگاه‌هاي CSP

– امكان استفاده سلول‌هاي خورشيدي از اشعه غيرمستقيم آفتاب و توليد برق حتي در روزهاي ابري

در مقابل:

امكان ذخيره ‌سازي انرژي به صورت حرارتي در نيروگاه‌هاي CSP و توليد برق در تمامي ساعات روز مستقل از تابش خورشيد (امكان تامين بار پايه(

– ارزان‌تر بودن برق توليدي در نيروگاه‌هاي حرارتي به سبب توليد انبوه و ارزان‌تر بودن تكنولوژي‌ ساخت

طبقه بندی انواع پنل خورشیدی

پنل های خورشیدی برای مصارف گوناگونی طراحی و ساخته شده اند. یکی از مهم ترین عوامل انتخاب پنل خورشیدی محل نصب آن می باشد چرا که مناطق مختلف دارای شرایط گوناگون آب و هوایی و تابش خورشید می باشد و به همین خاطر سولار پنل مورد استفاده در مناطق گوناگون می بایست با توجه به اقلیم خاص هر منطقه انتخاب گردد.

پنل های خورشیدی نسل اول

پنل های خورشیدی نسل اول که به عنوان پنل های قدیمی تر هم نام برده می شوند از سلول های مونو کریستال و یا سلول های پلی کریستال ساخته شده اند و کاربرد آنها بیشتر در مصارف معمولی و عادی می باشد. پنل مونو کریستال از سلول هایی با درصد خلوص بالا ساخته می شود.. پنل های خورشیدی مونو کریستال دارای خروجی بالا،فضای اشغالی در هنگام نصب کمتر و طول عمر بیشتر به نسبت سایر پنل ها می باشند. به همین خاطر از قیمت بالاتری نیز نسبت به سایر پنل ها برخوردار می باشند. مزیت دیگر پنل خورشیدی مونو کریستال حساسیت کمتر آن نبست به افزایش دما می باشد.

پنل خورشیدی نسل دوم

پنل های خورشیدی نسل دوم نوعی دیگر از پنل های Thin film می باشد که بیشتر در نیروگاه های مقیاس کوچک و بزرگ کاربرد دارد. در صورتی که به دنبال پنل هایی با قیمت پایین می باشید Thin film گزینه ای مناسب برای شما می باشد. به دلیل روش تولید نسبتا ساده هزینه تولید آنها پایین بوده. همچنین به دلیل انعطاف پذیری، کاربردهای بسیار متنوعی را دارا می باشند. یکی از معایب این نوع پنل ها فضای اشغالی در هنگام نصب بوده که عاملی منفی برای انتخاب آنها در فضاهای مسکونی می باشد. همچنین گارانتی آنها به نسبت سایر پنل ها کمتر می باشد. شایان ذکر است که در صورت عدم محدودیت در فضا نصب گزینه ای بسیار مناسب برای ساخت نیروگاه های خورشیدی می باشند.

پنل های خورشیدی نسل سوم

پنل های خورشیدی نسل سوم به طور عمده شامل مدل های تکامل یافته Thin film ها بوده که بسیاری از آنها در مرحله تحقیق و توسعه می باشند. سیستم های CPV یکی از سیستم های مطرح در این زمینه می باشد.  پنل های خورشیدی به تولید الکتریسیته می پردازد اما به دلیل اتصالات خاص خود راندمانی تا 41% را ارائه می دهند. در این نوع از پنل ها با استفاده از آینه، لنز و سیستم خنک سازی و با دسته بندی اشعه های خورشیدی کارایی سیستم را افزایش می دهیم. همچنین برای دستیابی به بالاترین راندمان در این سیستم از ترکرهای خورشیدی استفاده می گردد.

دیدگاهتان را بنویسید

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