پنل خورشیدی چیست؟ شما چه قدر با پنل های خورشیدی آشنایی دارید؟ اجرا و نصب انواع پنل های خورشیدی در سال های اخیر در سرتاسر جهان رشد بسیار زیادی داشته است. و از همه مهمتر این است که هزینه های ساخت و نصب پنل خورشیدی به طور چشمگیری کاهش یافته است، بنابراین الان زمان بسیار مناسبی برای استفاده از انرژی خورشیدی پاک برای خانه یا محل کاراست. جالب است که بدانید بر اساس تحقیقاتی که در سال 2018 توسط اتحادیه بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) انجام شد، ایالات متحده سومین مصرف‌کننده بزرگ انرژی خورشیدی در جهان پس از چین و ژاپن است. بریتانیا در رتبه هفتم و استرالیا در رتبه هشتم قرار دارد. در واقع، کارشناسان صنعت پیش بینی می کنند که ایالات متحده تاسیسات خورشیدی خود را از دو میلیون به چهار میلیون تا سال 2023 برساند. پس همانطور که می بینید این صنعت به سرعت در حال گسترش است و نیاز به تولید انرژی های پاک، ارزان و تجدید پذیر روز به روز بیشتر می شود. اما همیشه یکی از دغدغه های اصلی افراد هنگامی است که قصد دارند بهترین مشخصات پنل خورشیدی را پیدا کنند تا از این طریق به صرفه ترین نوع پنل را با بیشترین بازدهی نصب کنند. در این مقاله با ماناسازان همراه باشید تا مشخصات انواع پنل های خورشیدی را بررسی کنیم.
پنل خورشیدی چیست و چگونه کار میکند؟
فهرست مطالب
پنل‌های خورشیدی از ماژول‌های فتوولتائیک تشکیل شده‌اند که معمولاً از نیمه‌رسانای سیلیسیم به عنوان ماده اصلی خود استفاده می‌کنند. در ساختارهای مختلف، سیلیسیم می‌تواند به صورت تک‌کریستالی، پلی‌کریستالی یا نازک مورد استفاده قرار گیرد.
عملکرد پنل‌های خورشیدی
جذب نور: زمانی که نور خورشید به سلول‌های خورشیدی می‌رسد، فتون‌ها (ذرات نور) الکترون‌هایی را در ساختار نیمه‌رسانای سیلیسیم ایجاد می‌کنند.
تولید جریان الکتریکی: الکترون‌های ایجاد شده در سلول خورشیدی به دلیل فیزیک مواد نیمه‌رسانا، جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. این جریان به سیم‌ها منتقل شده و انرژی الکتریکی تولید می‌شود.
تبدیل به جریان متناوب: انرژی الکتریکی تولید شده ابتدا به فرم جریان مستقیم (DC) است. سپس، اگر بخواهد به شبکه برق متصل شود یا در برخی مصارف مورد استفاده قرار گیرد، توسط یک تجهیز تبدیل به جریان متناوب (AC) می‌شود.
استفاده یا ذخیره سازی: انرژی الکتریکی تولید شده می‌تواند به صورت مستقیم برای تأمین نیازهای برق مصرفی یک ساختمان استفاده شود یا در باتری‌ها و یا سیستم‌های ذخیره سازی انرژی ذخیره شود و در زمان‌های نیاز مورد استفاده قرار گیرد.
مزایا برق خورشیدی
پایدار و پاک: پنل‌های خورشیدی هیچ گاز یا ذرات آلاینده‌ای تولید نمی‌کنند و از نظر زیست‌محیطی پایدار هستند.
تجدیدپذیری: نور خورشید به عنوان یک منبع تجدیدپذیر، پایدار و بی‌انتها از طبیعت بهره می‌برد.
بازدهی بهبود یافته: پیشرفت‌های تکنولوژیک در زمینه‌ی ماژول‌های فتوولتائیک باعث بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های نصب و نگهداری شده است.
انواع پنل خورشیدی
- تک کریستالی: پنل‌های خورشیدی تک‌کریستالی از سیلیسیم تک‌بلورین ساخته شده و با کارایی بالا و تحمل به دما مناسب برای تولید برق در شرایط مختلف هستند. این پنل‌ها به دلیل هزینه تولید نسبتاً بالا، به عنوان یک گزینه متداول در سیستم‌های خورشیدی انتخاب می‌شوند.
- پلی کریستال: پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستال از بلورهای چند‌بلورین سیلیسیم ساخته شده و با هزینه مناسب و تحمل به دما، گزینه اقتصادی برای تولید برق خورشیدی محسوب می‌شوند.
- نازک: پنل‌های خورشیدی نازک، یک نوع فناوری فتوولتائیک هستند که از لایه‌های نازک از مواد نیمه‌رسانا استفاده می‌کنند. این پنل‌ها به دلیل ضخامت کم و وزن سبک، برای نصب در فضاهای محدود و بر روی سطوح مختلف مناسب هستند.
بیشتر بخوانید: انواع استراکچر پنل خورشیدی چیست؟
پنل های ذکر شده دربالا بیشترین کاربرد را در سرتاسر دنیا دارند اما باید بدانید این ها تنها مشخصات پنل خورشیدی در دنیا نیست بلکه فناوری های جدیدی در حال پیشرفت هست ولی همچنان برای استفاده گسترده راه زیادی در پیش رو دارند و به همین دلیل استفاده انها گسترده نیست چرا که یا صرفه اقتصادی ندارد یا در مراحل بسیار ابتدایی است.
مشخصات پنل های خورشیدی نوین در حال پیشرفت
- خورشیدی دو وجهی
- سلول PV متمرکز (فتوولتائیک).
- کاشی های خورشیدی
- پنل های خورشیدی شفاف
مشخصات پنل خورشیدی به ویژه دو وجهی و CPV معمولا به صورت تجاری در دسترس هستند و در صنایع کوچک یا خانه ها استفاده نمی شوند. این پنل های خورشیدی رندمان زیادی دارند لذا انتظار می رود که استفاده از این پنل ها تا سال 2024 ده برابر شود به 28000 مگاوات (MW) برسد! برای اینکه متوجه شوید این مقدار چقدر است باید بدانیدکه میانگین فعلی خانه های که تنها یک مگاوات انرژی خورشیدی انرژی مصرف می کنند حدود 190 عدد است.
سولار پنل خورشیدی چیست؟
انواع پنل خورشیدی مجموعه ای به هم پیوسته (که اغلب آرایه نامیده می شود) از سلول های خورشیدی فتوولتائیک است که (1) انرژی خورشید را به شکل فوتون جذب می کند (2) فتون های جذب شده را مستقیماً به برق تبدیل می کند. مقدار برق تولید شده بر حسب ولت یا وات و بسته مشخصات پنل خورشیدی متفاوت است.هر پنل خورشیدی که یک ماژول نیز نامیده می‌شود شامل گروهی از سلول‌های خورشیدی است که با هم در یک قاب فلزی بسته‌بندی شده‌اند. در یک پنل خورشیدی معمولاً 60، 72 یا 96 سلول خورشیدی وجود دارد.برای تبدیل جریان مستقیم (DC) الکتریسیته تولید شده به جریان متناوب (AC) مورد استفاده در خانه شما، هر سیستم سلول خورشیدی دارای یک اینورتر است. اینورتر ممکن است بزرگ و متمرکز باشد. از طرف دیگر، برخی از ماژول‌های فتوولتائیک دارای یک اینورتر هستند. به این ماژول های AC می گویند. سیم کشی با ماژول های AC بسیار ساده تر است.
سلول های خورشیدی از چه چیزی ساخته شده اند؟
سلول های خورشیدی بیشتر از سیلیکون که یک عنصر شیمیایی با خواص نیمه رسانا هست ساخته می شوند. در بیشتر انواع سلول های خورشیدی، سیلیکون به صورت کریستالی است.از آنجایی که کریستال سیلیکون 100 درصد خالص جریان الکتریکی را منتقل نمی کند، با مقادیر بسیار کمی از ناخالصی ها که معمولاً فسفر و بور هست ترکیب می کنند تا به راحتی جریان الکتریکی را در شبکه کریستالی سیلیکون حمل کند.
پنل های خورشیدی تک کریستالی
پنل های خورشیدی تک کریستالی قدیمی ترین نوع پنل هستند. این پنل های خورشیدی مونو کریستال از حدود 40 عدد سلول خورشیدی تک کریستالی ساخته شده اند. این سلول های خورشیدی از سیلیکون خالص ساخته شده اند سلول های خورشیدی تک کریستالی به دلیل نحوه تعامل نور خورشید با سیلیکون خالص سیاه به نظر می رسند. اگر در یک منطقه آفتابی روزانه 5 ساعت نور مستقیم خورشید دریافت کنید، می توانید خروجی پنل خورشیدی خود را به این صورت محاسبه کنید: 5 ساعت * 290 وات (وات نمونه یک پنل خورشیدی درجه یک) = 1450 وات ساعت یا تقریباً 1.5 کیلووات ساعت (کیلووات ساعت). بنابراین، خروجی هر پنل خورشیدی در آرایه شما حدود 500-550 کیلووات ساعت انرژی در سال تولید می کند.
بیشتر بخوانید: انواع تجهیزات نصب پنل خورشیدی را بشناسید
مشخصات پنل های خورشیدی خورشیدی پلی کریستالی
مشخصات پنل های خورشیدی خورشیدی پلی کریستالیپنل های خورشیدی پلی کریستالی دارای سلول های خورشیدی حاوی قطعات کریستالی متعدد سیلیکون هستند. این قطعات ممکن است قطعات باقی مانده از پنل های تک کریستالی باشند. آنها به صورت نامنظم چیده شده اند. سپس آنها را با هم ذوب می کنند و قبل از اینکه بریده شوند، به شکل بلوک های جامد در می آیند. اگر چه مقدار انرژی تولید شده توسط این پنل های با پنل های تک کریستالی یکی است ولی این پنل ها از پنل های تک کریستالی ارزانتر هستند و در هوای ابری بهتر از پنل های تک کریستالی کار می کنند اما فضای بیشتری اشغال می کنند لذا برای مکان های کوچک به صرفه نیست.
بیشتر بخوانید: بهترین راه خودکفایی در ماینینگ ، استفاده از منابع تجدیدپذیر
پانل های خورشیدی لایه نازک
پانل های خورشیدی لایه نازکپانل های خورشیدی لایه نازک که سلول های خورشیدی نسل دوم نامیده می شوند، می توانند از مواد مختلفی ساخته شوند که عبارتند از:
- سیلیکون آمورف (بدون شبکه کریستالی)
- آرسنید گالیم
- مس ایندیم گالیم سلنید (CIGS)
- تلورید کادمیوم (CdTe)
هر یک سلول لایه نازک در مقایسه با انواع دیگر در حدود 350 برابر نازک تر است و انعطاف پذیری این پنل ها بالا می باشد. آنها ممکن است توسط یک چسب مستقیماً روی یک سطح (مانند سقف یا ماشین) اعمال شوند. بازدهی یک ماژول خورشیدی فیلم نازک در مقایسه با نمونه کریستالی خود پایین می‌باشد. بنابراین ، در صورت استفاده از ماژول‌های فیلم نازک شما نیازمند فضای بیشتری خواهید بود.اما در مشخصات پنل های خورشیدی نازک برتری هایی مانند دمای کاری بالاتری را تحمل خواهند کرد ضمن اینکه در طول موج‌های کوتاهتر عملکرد بهتری دارند. بنابراین برای مناطق نزدیکتر به استوا مانند مناطق جنوبی کشور که دمای هوا بالاتر و طول موج خورشید کوتاهتر می‌باشد، پنل نازک انتخاب خوبی است.
بیشتر بخوانید: میزان برق تولیدی پنل خورشیدی چقدر است؟
مشخصات پنل خورشیدی 250 وات
معمولا پس از انتخاب نوع پنل خورشیدی نوبت به انتخاب مقدار خروجی پنل خورشیدی است و در این میان پنل خورشیدی 250 واتی طرفداران بسیاری دارد. این پنل از فروش بالایی بر خوردار هستند چرا که راندمان بالای برای استفاده دائمی در فضای باز داشته و برای شارژ باتری های 12 ولتی جهت استفاده در خانه ها، موتورخانه، قایق، سوله، مزرعه،دکل های مخابرات و تجهیزات مانیتورینگ بسیار مناسب است. این نوع پنل دارای کابل خورشیدی ویژه 5 متری است که می تواند در دمای بالای با حداقل اتلاف انرژی کار کند.
سخن آخر:
در این مقاله مشخصات پنل خورشیدی پرکاربرد و پر طرفدار را برای شما شرح دادیم تا شما با دید باز و بهتری انواع پنل خورشیدی را بشناسید و مطابق با نیازی که دارید بهترین پنل را انتخاب کنید. شما همچنین می توانیدبا مشاوران گروه ماناسازان تماس بگیرید تا شما را با انواع پنل های خورشیدی آشنا کنند تا بهترین مشخصات پنل های خورشیدی مطابق با نیازتان را راهنمایی کنند.