هر آنچه که باید در مورد پنل های خورشیدی بدانید + انواع آن
پنل خورشیدی سیستمی است که انرژی نور خورشید را دریافت کرده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند و از این سیستم می توان در مصارف تجاری یا مسکونی استفاده کرد.
پنل خورشیدی چیست؟
انرژی خورشیدی از نور خورشید به دست می آید. پنل خورشیدی (یا اثر فتوولتائیک) فوتون ها (ذرات انرژی) را با تبدیل نور خورشید به الکتریسیته تبدیل می کند. پنل های خورشیدی کاربردهای زیادی مانند کنترل برق سیستم های کابین، تجهیزات ارتباطی، کنترل سنسورها و تولید برق توسط سیستم های برق خورشیدی خانگی و تجاری دارند.
تاریخچه پنل خورشیدی
پیشرفت استفاده از انرژی خورشیدی به ۱۰۰ سال پیش برمی گردد. در گذشته ای نه چندان دور، از انرژی خورشیدی برای تولید بخار آب استفاده می شد و از بخار آب نیز برای کار ماشین های مختلف استفاده می شد. اما این امر تا زمان کشف اثر فتوولتائیک (تبدیل نور خورشید) توسط ادموند بکرل امکان پذیر نبود.
در سال ۱۸۹۳، چارلز فریت اولین سلول خورشیدی اصلی را با کمک کشف بکرل ساخت. این سلول خورشیدی با استفاده از ورقه های پوشش داده شده سلنیوم و ورقه طلای نازک ساخته شده است.
مخترع آمریکایی راسل اول اولین سلول خورشیدی سیلیکونی جهان را در سال ۱۹۴۱ در آزمایشگاه بل اختراع کرد. با استفاده از اختراع اولین پنل خورشیدی جهان، در سال ۱۹۵۴ در همین آزمایشگاه ساخته شد.
پانل های خورشیدی در فضا با ماهواره های مصنوعی شروع به کار کردند. اکثر مردم اولین بار در دهه ۱۹۷۰ پنل های خورشیدی را روی ماشین حساب دیدند.
امروزه از پنل های خورشیدی برای شارژ طیف وسیعی از تجهیزات استفاده می شود و اگر در قسمت سرگرمی های مرطوب بخوانید، پنل های خورشیدی همچنان به شکل سلول های خورشیدی در ماشین حساب ها وجود دارند تا انرژی منازل و مجتمع های تجاری مانند ساختمان گوگل را تامین کنند. . آنها در کالیفرنیا استفاده می شوند.
پنل خورشیدی چگونه کار میکند؟
پنل های خورشیدی انرژی های تجدیدپذیر را جذب کرده و آن را به الکتریسیته تبدیل می کنند که می تواند برای شارژ مدارهای الکتریکی استفاده شود. پنل های خورشیدی حاوی چندین سلول خورشیدی هستند که هر کدام از لایه های سیلیکونی، لایه های فسفر (برای تولید بار منفی) و لایه های بور (برای تولید بار مثبت) تشکیل شده است.
پنل های خورشیدی فوتون ها را جذب کرده و جریان الکتریکی تولید می کنند. انرژی تولید شده از فوتون ها به الکترون ها اجازه می دهد مدارهای اتمی خود را ترک کنند و در میدان الکتریکی تولید شده توسط سلول های خورشیدی آزاد شوند. این میدان الکتریکی الکترون های آزاد را در جریان الکتریکی هدایت می کند. این فرآیند به عنوان اثر فتوولتائیک شناخته می شود.
سقف یک خانه متوسط فضای کافی برای نصب پنل های خورشیدی مورد نیاز برای تولید برق دارد. همچنین، پنل های خورشیدی انرژی الکتریکی بیشتری را در طول روز تولید می کنند تا در شب از آن استفاده شود.
کنتورها این امکان را به صاحبان پنل های خورشیدی می دهند و اگر سیستم تولید انرژی بیش از نیاز خانه انرژی تولید کند، می توانند آن را شارژ کنند.
در تجهیزات خارج از شبکه، بانک باتری، کنترل کننده شارژ و اینورتر از اعضای ضروری هستند. سیستم خورشیدی جریان مستقیم را از طریق کنترلر شارژ به بانک باتری می فرستد.
پس از آن انرژی از بانک باتری به اینورتر می رود و جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل می شود و برای دستگاه هایی که با جریان مستقیم کار نمی کنند استفاده می شود.
بسته به اینورتر، اندازه منظومه شمسی برای پاسخگویی به نیازهای مختلف است. جریان متناوب برای تجهیزات الکتریکی خانگی یا مجتمع های تجاری، وسایل نقلیه و قایق ها، اتاق های کنترل، کلبه ها، تجهیزات ارتباطی، نظارت بر جریان نفت و گاز و غیره استفاده می شود.
فواید پنل های خورشیدی
هنگام استفاده از پانل های خورشیدی، از تجهیزات خارج از درجه استفاده می شود. تجهیزات خارج از شبکه تجهیزاتی هستند که برای استفاده از آن نیازی به جریان اصلی برق ندارند.
با وجود پنل های خورشیدی نیازی به پرداخت هزینه های سنگین برای نصب دکل ها و کابل ها نیست. پنل خورشیدی قطعا ارزان تر است و اگر به درستی نگهداری شود، می تواند تا سه دهه انرژی تولید کند.
البته بهترین مزیت آن این است که از انرژی پاک و تجدید پذیر تغذیه می شود. با توجه به تغییرات آب و هوای جهانی و گرمایش زمین، حفظ جو بسیار مهم است. پنل های خورشیدی کمترین آلودگی و استهلاک را دارند و برای مدت طولانی سالم می مانند.
مزیت بعدی این است که وقتی هزینه نصب اولیه پنل را پرداخت می کنید، انرژی ای که پنل در طول عمر خود (بسته به کیفیت و نوع پنل) تولید می کند ۱۵ تا ۲۰ سال و کاملا رایگان است.
همچنین یکی از مزایای دیگر پنل های خورشیدی این است که اگر مصرف انرژی بیشتر از تولید پنل باشد، می توان انرژی مازاد آن را فروخت (معمولاً شرکت سازنده پنل آن را خریداری می کند).
انواع پنل های خورشیدی
به طور کلی پنل های خورشیدی دو نوع هستند و اجزای پنل های خورشیدی بیشتر سیلیکونی هستند. و شامل:
- تک کریستالی یا چند کریستالی (یا چند کریستالی)
- سیلیکون آمورف
این سه نوع قطعه با توجه به قیمت، طول عمر و کارایی، پنل های مختلفی تولید می کنند. پنل های خورشیدی نوع اول که از مونو کریستال یا پلی کریستال ساخته می شوند بازدهی بین ۱۲ تا ۱۹ درصد دارند و نوع دوم پنل های خورشیدی از سیلیکون آمورف که از روی هم قرار دادن سلول های آمورف تشکیل می شود.
پنل های خورشیدی CIS (شامل مس، ایندیم، سلنیوم) و CIGS (شامل مس، ایندیم، گالیم، سلنیوم) و CdTe (شامل تلورید کادمیوم) از نوع دوم هستند.
نکته مهم در نصب پنل خورشیدی
پنل های خورشیدی جریان مستقیم تولید می کنند، بنابراین برای استفاده از جریان، جریان مستقیم باید توسط اینورتر به جریان متناوب ۲۳۰ ولت تبدیل شود. این کار توسط اینورتر واقع در پنل خورشیدی انجام می شود.
سطح انرژی تولید شده پنل خورشیدی
ظرفیت یک پنل خورشیدی بر حسب وات اندازه گیری می شود، حداکثر ظرفیت یک پنل خورشیدی در شرایط ایده آل (یعنی در یک روز آفتابی با آسمان کاملاً صاف) تعیین می شود.
جهت گیری ایده آل پنل های خورشیدی به سمت جنوب است. راندمان پانل های نصب شده بین جنوب غربی و جنوب شرقی ۵ درصد کاهش می یابد و اتلاف انرژی در خارج از این محدوده افزایش می یابد.
یک دانسته درباره پنل خورشیدی در کشور بلژیک برای طلاعات بیشتر
در بلژیک زاویه راست ۳۵ درجه است. در این قسمت یک پنل ۱۰۰۰ واتی سالانه حدود ۸۵۰ کیلووات ساعت انرژی تولید می کند.
برای یک خانواده دو تا سه نفره ساکن بروکسل (پایتخت بلژیک)، یک پنل با مساحت ۱۰ متر مربع و توان ۱۲۵۰ وات سالانه ۱۰۰۰ کیلووات ساعت انرژی تولید می کند. اگر متوسط انرژی مورد نیاز این خانواده ۳۵۰۰ کیلووات ساعت در سال باشد. یعنی این پنل حدود یک سوم نیازهای این خانواده را برطرف می کند.
در شهر استفاده از پنل برای تمامی اتاق ها مشکل است اما با توجه به افزایش کارایی پنل ها می توان نیاز مردم را برطرف کرد.
