ساخت نازکترین پنل های خورشیدی درکشور چین
پنل خورشیدی یا سیستم فتوولتائیک (PV) سازه ای است که با دریافت انرژی خورشید، الکتریسیته تولید کرده و قابل استفاده برای انواع مصارف تجاری و مسکونی می باشد. انرژی تابشی حاصل از نور خورشید در حدود ۶۰۰۰ برابر کل مصرف سالیانه انرژی توسط ساکنین زمین است. لذا اهمیت استفاده از این منبع تجدید پذیر روز به روز بیشتر احساس می شود. به دلیل ارزان و در دسترس بودن سوخت های فسیلی، تا همین اواخر توجه چندانی به انرژی های تجدید پذیر به خصوص انرژی خورشیدی نمی شد. اما امروزه به دلیل کمبود و تمام شدن منابع سوخت های فسیلی و گران شدن آن، بسیاری از کشورهای پیشرفته در حال گسترش تکنولوژی استفاده از انرژی های تجدیدپذیر هستند. انرژی خورشید نسبت به دیگر انرژی های تجدید پذیر بیشتر مورد استقبال قرار گرفته است. زیرا دانشمندان به تازگی عنوان کرده اند که بهره برداری زیاد از انرژی های تجدید پذیر مانند باد ممکن است سبب تغییرات اقلیمی و افزایش گرمایش زمین شود. البته این موضوع در مورد انرژی های خورشیدی صدق نمی کند. لذا کشورهای پیشرفته در حال جایگزینی کامل انرژی خورشیدی بجای سوخت های فسیلی برای تولید انرژی برق هستند.
سیستم فتوولتائیک
اولین بار پدیده فتوولتائیک توسط یک فیزیکدان فرانسوی به نام Alexandre-Edmond Becquerel کشف شد. البته اولین سلول خورشیدی که از جنس سلنیوم بود، توسط یک مهندس برق آمریکایی اهل نیویورک به نام Charles Edgar Fritts ساخته شد که شباهت زیادی به سلول های پنل خورشیدی امروزی داشت.
نحوه عملکرد پنل خورشیدی
پنل خورشیدی از سلول های خورشیدی و دومین عنصر فراوان زمین، یعنی سیلیکون تشکیل شده و نیمه رسانا می باشد. البته به دلیل مراحل ساخت و خالص سازی سیلیکون، قیمت آن بالا است. زمانی که نور خورشید به سلول های فتوولتائیک پنل خورشیدی می تابد، اختلاف پتانسیلی بین دو الکترود منفی و مثبت ایجاد شده و جریانی بین آن دو ایجاد می شود. اجزای سیستم فتوولتائیک عبارتند از پنل، اینورتر، ماژول پنل خورشیدی، باتری، ردیاب خورشیدی و سیم کشی اتصالات.
در واقع پنل خورشیدی از یک پنل آب گرم خورشیدی، یا ماژول فتوولتائیک و یا مجموعه ای از ماژول های PV خورشیدی است که روی یک سازه الکتریکی نصب شده و به دسته ای از سلول های خورشیدی متصل است. پنل های خورشیدی در ابعاد بزرگ برای تولید انرژی برق در ساختمان های تجاری و مسکونی بزرگ به کار می رود.
ماژول هایی که برای ساخت یک پنل خورشیدی به کار میروند، توسط توان خروجی DC درجه بندی می شوند و انواع آن از ۱۰۰ الی ۳۲۰ وات می باشد. راندمان پنل های خورشیدی حداکثر تا ۱۹% می باشد. به عبارت دیگر یک ماژول به تنهایی مقدار توان محدودی را تولید می کند. به همین دلیل است که پنل های خورشیدی دارای ماژول های چندگانه هستند.
مزایای پنل خورشیدی
عدم نیاز به تامین سوخت
نصب آسان و سریع
عدم نیاز به مراقبت و نگهداری های دوره ای
عمر بالای تجهیزات (بیش از ۲۰ سال) و عدم از دست دادن کیفیت طی کارکرد در سالهای متوالی
امکان طراحی در سایز های مختلف و مورد نیاز
کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و CO2
تحمل دمای بالا و مقاوم در برابر آب و تشعشعات فرابنفش
کاهش میزان آلودگی هوا
حفظ منابع تجدید ناپذیر
مهمترین کاربردهای پنل خورشیدی
تامین انرژی الکتریسیته مناطق دورافتاده از امکانات شهری
تامین انرژی حصار الکتریکی
تامین انرژی سیستم مخابراتی از راه دور
تامین انرژی پمپ آب
تامین انرژی تاسیسات تصفیه آب
تامین انرژی سیستم تهویه هوای استخرها
تامین انرژی مورد نیاز ماهواره ها و سازه های فضایی
یکی از جدید ترین انواع پنل خورشیدی توسط یک شرکت چینی به نام sunflare ساخته شده است که ضخامتی در حدود میکرومتر داشته و به راحتی امکان نصب روی هر سطحی وجود دارد. طراحی و ساخت این پنل خورشیدی ۱۶ سال زمان برده است. نسل جدید پنل خورشیدی از مس، گالیوم، ایندیوم و سلندید تشکیل شده است. ضریب تبدیل انرژی این پنل ۱۰% بیشتر از مدل های قبل بوده و از همه مهمتر ۶۵% وزن کمتری دارد. از دیگر مزایای پنل خورشیدی جدید، انعطاف پذیری آن است. همچنین در ساخت آن از شیشه استفاده نشده است؛ لذا احتمال شکسته شدن و مشکلات این چنین برطرف شده است. در حال حاضر این پنل خورشیدی در آمریکا و کشورهای اروپایی استفاده می شود.[/vc_column_text]ساخت نازکترین پنل های خورشیدی درکشور چین
پنل خورشیدی یا سیستم فتوولتائیک (PV) سازه ای است که با دریافت انرژی خورشید، الکتریسیته تولید کرده و قابل استفاده برای انواع مصارف تجاری و مسکونی می باشد. انرژی تابشی حاصل از نور خورشید در حدود ۶۰۰۰ برابر کل مصرف سالیانه انرژی توسط ساکنین زمین است. لذا اهمیت استفاده از این منبع تجدید پذیر روز به روز بیشتر احساس می شود. به دلیل ارزان و در دسترس بودن سوخت های فسیلی، تا همین اواخر توجه چندانی به انرژی های تجدید پذیر به خصوص انرژی خورشیدی نمی شد. اما امروزه به دلیل کمبود و تمام شدن منابع سوخت های فسیلی و گران شدن آن، بسیاری از کشورهای پیشرفته در حال گسترش تکنولوژی استفاده از انرژی های تجدیدپذیر هستند. انرژی خورشید نسبت به دیگر انرژی های تجدید پذیر بیشتر مورد استقبال قرار گرفته است. زیرا دانشمندان به تازگی عنوان کرده اند که بهره برداری زیاد از انرژی های تجدید پذیر مانند باد ممکن است سبب تغییرات اقلیمی و افزایش گرمایش زمین شود. البته این موضوع در مورد انرژی های خورشیدی صدق نمی کند. لذا کشورهای پیشرفته در حال جایگزینی کامل انرژی خورشیدی بجای سوخت های فسیلی برای تولید انرژی برق هستند.
سیستم فتوولتائیک
اولین بار پدیده فتوولتائیک توسط یک فیزیکدان فرانسوی به نام Alexandre-Edmond Becquerel کشف شد. البته اولین سلول خورشیدی که از جنس سلنیوم بود، توسط یک مهندس برق آمریکایی اهل نیویورک به نام Charles Edgar Fritts ساخته شد که شباهت زیادی به سلول های پنل خورشیدی امروزی داشت.
نحوه عملکرد پنل خورشیدی
پنل خورشیدی از سلول های خورشیدی و دومین عنصر فراوان زمین، یعنی سیلیکون تشکیل شده و نیمه رسانا می باشد. البته به دلیل مراحل ساخت و خالص سازی سیلیکون، قیمت آن بالا است. زمانی که نور خورشید به سلول های فتوولتائیک پنل خورشیدی می تابد، اختلاف پتانسیلی بین دو الکترود منفی و مثبت ایجاد شده و جریانی بین آن دو ایجاد می شود. اجزای سیستم فتوولتائیک عبارتند از پنل، اینورتر، ماژول پنل خورشیدی، باتری، ردیاب خورشیدی و سیم کشی اتصالات.
در واقع پنل خورشیدی از یک پنل آب گرم خورشیدی، یا ماژول فتوولتائیک و یا مجموعه ای از ماژول های PV خورشیدی است که روی یک سازه الکتریکی نصب شده و به دسته ای از سلول های خورشیدی متصل است. پنل های خورشیدی در ابعاد بزرگ برای تولید انرژی برق در ساختمان های تجاری و مسکونی بزرگ به کار می رود.
ماژول هایی که برای ساخت یک پنل خورشیدی به کار میروند، توسط توان خروجی DC درجه بندی می شوند و انواع آن از ۱۰۰ الی ۳۲۰ وات می باشد. راندمان پنل های خورشیدی حداکثر تا ۱۹% می باشد. به عبارت دیگر یک ماژول به تنهایی مقدار توان محدودی را تولید می کند. به همین دلیل است که پنل های خورشیدی دارای ماژول های چندگانه هستند.
مزایای پنل خورشیدی
عدم نیاز به تامین سوخت
نصب آسان و سریع
عدم نیاز به مراقبت و نگهداری های دوره ای
عمر بالای تجهیزات (بیش از ۲۰ سال) و عدم از دست دادن کیفیت طی کارکرد در سالهای متوالی
امکان طراحی در سایز های مختلف و مورد نیاز
کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و CO۲
تحمل دمای بالا و مقاوم در برابر آب و تشعشعات فرابنفش
کاهش میزان آلودگی هوا
حفظ منابع تجدید ناپذیر
مهمترین کاربردهای پنل خورشیدی
تامین انرژی الکتریسیته مناطق دورافتاده از امکانات شهری
تامین انرژی حصار الکتریکی
تامین انرژی سیستم مخابراتی از راه دور
تامین انرژی پمپ آب
تامین انرژی تاسیسات تصفیه آب
تامین انرژی سیستم تهویه هوای استخرها
تامین انرژی مورد نیاز ماهواره ها و سازه های فضایی
