پنل خورشیدی چیست؟
کار پنل خورشیدی این است که صفحه‌های خورشیدی انرژی و نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. صفحات خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی ساخته می شوند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد. این صفحات با نام فتوولتائیک یا سولار شناخته می شوند.
پنل های خورشیدی انرژی تجدید پذیر را می گیرد و به الکتریسیته تبدیل می کند، که با استفاده از این الکتریسیته می توان مدارهای الکتریکی را شارژ کرد. پنل های خورشیدی شامل چندین سلول خورشیدی اند که هر کدام از لایه های سیلیکونی، لایه های فسفری و لایه های بور تشکیل شده اند.
پنل های خورشیدی فوتون ها را جذب می کند و جریان الکتریکی ایجاد می کند. 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 دهد؛ این میدان الکتریکی الکترون های آزاد را در جریان الکتریکی هدایت میکند. این روند با نام اثر فوتوولتائیک شناخته میشود
پنل خورشیدی مونو کریستال به صورت تک کریستالی بزرگ ساخته می شود که در صورت سطح یکسان صفحه خورشیدی، بالا ترین توان الکتریکی را در خروجی ایجاد می نماید. بهتر است بدانید که در مکان ها و ناحیه هایی که در دارای تابش آفتاب بیشتری و با افزایش دما کاهش پیدا می کند مورد استفاده قرار می گیرد و این گونه پنل ها ناحیه ای که بازتابش بیشتری دارد دارای بازدهی بالا تری می باشد.
سلول خورشیدی، سیستم سولار یا پنل خورشیدی، بیشتر مناسب مناطقی است که امکان برق رسانی وجود ندارد و یا اینکه هزینه های برق رسانی بسیار زیادی باید پرداخت شود مانند مزرعه ها، ویلاها، باغ ها، دامداری ها، مراکز پرورش حیوانات ، پرورش ماهی و آبزیان و ... . با نصب سیستم خورشیدی می توان علاوه بر صرفه جویی در راه اندازی برق از پرداخت هزینه های برق ماهانه رهایی یافت و در حفظ محیط زیست و استفاده از انرژی های تجدید پذیر پیشتاز بود
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.
اصل کار سلول خورشیدی چیست؟
با رسیدن نور به محل اتصال p-n ، فوتونهای نوری به راحتی از طریق لایه ای از نوع P بسیار نازک وارد محل اتصال می شوند. انرژی نور به شکل فوتون ، انرژی کافی را برای اتصال ایجاد می کند تا تعدادی جفت الکترون سوراخ ایجاد کند
داخل پنل خورشیدی چیست؟
یک صفحه خورشیدی با اجازه دادن به فوتون ها یا ذرات نور ، می تواند الکترون های فاقد از اتم ها را بکوبد و جریان برق ایجاد کند. پنل های خورشیدی در حقیقت بسیاری از واحدهای کوچکتر به نام سلول های فتوولتائیک را تشکیل می دهند. این به یک میدان الکتریکی در محل اتصال بین لایه های سیلیکون اضافه می شود
چرا صفحات خورشیدی بازتابش کمی دارند؟
پنل های خورشیدی نسبت به شیشه های پنجره استاندارد، میزان تابش کمتری را تولید می کنند. تابش خیره کننده هنگامی رخ می دهد که نور خورشید از یک سطح صاف و براق منعکس شود. ماژول های خورشیدی با مواد ضد انعکاس پوشیده شده اند که جذب نور را به حداکثر می رساند
مواد تشکیل دهنده پنل خورشیدی چیست؟
مواد خام
مؤلفه اصلی یک سلول خورشیدی سیلیکون خالص است که در حالت طبیعی آن خالص نیست. برای ساخت سلول های خورشیدی ، مواد اولیه دی اکسید سیلیکون از سنگ کوارتزیت یا کوارتز خرد شده ابتدا در کوره قوس الکتریکی قرار می گیرند ، جایی که یک قوس کربن برای آزاد سازی اکسیژن استفاده می شود. بهترین مواد برای ساخت پنل خورشیدی ،پنل های خورشیدی تک کریستالی هستند. و از آنجایی که از سیلیکون با بالاترین درجه ساخته می شوند بالاترین میزان کارایی را دارند. میزان راندمان پنل های خورشیدی تک قطبی معمولاً 15-20٪ است.
از کدام فلز در پنل خورشیدی استفاده می شود؟
در طی فرآیند استخراج، ساختارهای مختلف بلوری تشکیل می شوند. ساختار سیلیکون به عنوان سیلیکون آمورف، پلی کریستالی و تک هسته ای طبقه بندی می شود. مس یکی از اصلی ترین فلزات مورد استفاده در پنل های خورشیدی است.
نقره یک عنصر اصلی برای ساخت پنل های خورشیدی است ، زیرا بالاترین هدایت الکتریکی و حرارتی تمام فلزات را دارد. به همین ترتیب در پنل های خورشیدی به شدت مورد استفاده قرار می گیرد و همچنین نقره جزءموارد لازم پنل های خورشیدی امروزی است. اما ممکن است پنل های خورشیدی در آینده نزدیک طلا را برای بهبود کارایی و بهره وری در خود جای دهند. پنل های خورشیدی طراحی شده معمولاً از سلول هایی تشکیل شده اند که انرژی خورشیدی را جذب می کنند.
اهمیت کارایی پروفیل آلومینیوم در پنل خورشیدی
آلومینیوم یک عنصر شیمیایی، فلزی با وزن سبک، قوی و مقاوم در برابر حرارت می باشد. این خصوصیات مشابه در بیشتر آلیاژ ها می باشد. به عنوان یک عنصر آلیاژی، می توان از آن برای بهبود خواص سایر فلزات دیگر استفاده کرد. پروفیل آلومینیوم عمدتاً در ساخت سازه های قاب و اجزای ساختمانی در صنایع خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد.
اکستروژن آلومینیوم، برای تبدیل نور خورشید به انرژی سبز با قاب ها و سازه های بسیار پیشرفته و وزن سبک، برای صنعت انرژی خورشیدی با اجزایی که امکان موقعیت یابی بسیار دقیق و پایداری برای بهبود بهره وری را می دهد، بسیار کمک میکند
چرا در پنل خورشیدی از پروفیل آلومینیوم استفاده می شود؟
جدای از این موضوع که اکستروژن آلومینیوم، جزء انرژی تجدیدپذیر محسوب می شود، علت های اصلی دیگر کاربرد پروفیل آلومینیوم در پنل خورشیدی عبارت است از:
برای محافظت از اجزای انرژی خورشیدی از پروفیل آلومینیوم استفاده می شود. اکستروژن آلومینیوم، خاصیت رسانایی فوق العاده ای دارد و می توان از آن به عنوان یک محافظت کننده در مقابل صاعقه در هنگام رعد و برق ها استفاده کرد.
از علت های دیگر در رابطه با این موضوع، استحکام بالای پروفیل های آلومینیومی به حساب می آید. از جمله مهم ترین آن ها، مقاومت در مقابل خوردگی می باشد. همچنین استحکام کششی بالا برای بهبود مقاومت در برابر بارش برف و باران
فلز نقره در پنل خورشیدی فلز نقره با توجه به ویژگی رسانایی بالا حرارت و رسانایی بالای الکتریکی، جزو بهترین فلزات برای استفاده در پنل های خورشیدی است
ویژگی دیگری که نقره را متمایز میکند بازتابندگی آن است، رنگ نقره ای بیشتری بازتابندگی را دارد و این ویژگی باعث می شود حرارت در یک نقطه جذب نشود.
همواره در ساخت صفحه های خوشیدی به دنبال بالاترین بازدهی و کمترین جذب گرما هستیم، فلز نقره با توجه به بازتابندگی بالای خود و همچنین رسانای قوی گرما بهترین گزینه برای استفاده در سلولار پنل ها است
به صورت کلی نقره باعث افزایش انرژی خورشیدی در پنل های سلولار می گردد، به طور کلی در صورت نبود نقره صفحه های خورشیدی نمی توانند با کارایی بالا نور خورشید را تبدیل به انرژی کنند. یک صفحه خورشیدی متوسط در حدود ۲۰ – ۳۰ گرم نقره خالص استفاده می کند.
سخن پایانی
کار پنل خورشیدی این است که صفحه‌های خورشیدی انرژی و نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. صفحات خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی ساخته می شوند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد. این صفحات با نام فتوولتائیک یا سولار شناخته می شوند.