انرژی خورشیدی-پرتو توان

انرژی خورشیدی چیست و چگونه پنل های خورشیدی کار می کنند؟

خورشید سیاره ما یک راکتور هسته ای طبیعی است. که بسته های کوچکی از انرژی به نام فوتون ها را منتشر می کند.این ذرات (فوتون ها) برای تولید انرژی خورشیدی کافی هستند تا تمام نیازهای بشر به انرژی را تامین کنند

در حال حاضر سلول های خورشیدی فوتوولتائیک پنج تا ده درصد از انرژی مصرفی ایالات متحده آمریکا را تشکیل می دهد. اما فناوری های خورشیدی روز به روز درحال بهبود هستند و هزینه های آن به سرعت در حال کاهش است.

پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

سلول های خورشیدی فوتون های که از خورشید ساتع می شود را تجزیه می کنند ( الکترونها را از اتم هایشان جدا می کند ) و هنگامی که کانکتورهای مثبت و منفی یک سلول خورشیدی به یک مصرف کننده متصل شود، یک مدار الکتریکی ایجاد می شود که الکترون ها از این طریق جریان پیدا می کنند و برق تولید می شود .

با متصل کردن این سلول های خورشیدی، پنل خورشیدی و یا صفحه خورشیدی به وجود می آید که در توان ها و ظرفیت های مختلف عرضه می شوند

پانل های خورشیدی از چه چیزی ساخته شده اند؟

سلول‌های خورشیدی از مواد نیمه‌رسانا ساخته‌ شده‌اند که متداول‌ترین نوع آن کریستالین سیلیکون است. دو نوع کریستالین سیلیکون وجود دارد، اما نوع مونو کریستالین سیلیکون کاربرد بیشتری دارد: این نوع سلول دارای یک ساختاری مربعی است و خاصیت سیلیکونی بالای آن قوی‌تر (و البته گران‌تر) از دیگر مصالح پنل خورشیدی است. نوع دیگر کریستالین سیلیکون، پلی کریستالین نمونه‌ی ارزان‌تر با کارایی و تأثیر کمتر است، از این نوع در فضاهای بزرگ (برای مثال مزرعه‌ی خورشیدی، مناطق غیرمسکونی) استفاده می‌شود.

نسل دوم سلول‌های خورشیدی، سلول‌های نواری (Thin film) هستند که از سیلیکون آمورفوس یا مواد غیرسیلیکونی مثل کادمیوم تلورید تشکیل شده‌اند.

سلول‌های خورشیدی thin film از لایه‌های مواد نیمه‌رسانا با ضخامت تنها چندمیلیمتر استفاده می‌کنند. این سلول‌ها به‌دلیل انعطاف‌پذیری بالا می‌توانند برای پوشش‌های سقفی، ساخت نما یا لعاب شیشه‌ای نورگیرها به کار بروند.

نسل سوم سلول‌های خورشیدی علاوه بر سیلیکون از انواع مواد جدید ازجمله مرکب‌های خورشیدی و با استفاده از فناوری‌های معمولی پرینت، رنگ‌های خورشیدی و پلاستیک‌های رسانا ساخته می‌شوند.

مواد PV گران‌قیمت‌تر هستند اما به دلیل نیاز اندک به آن‌ها در صنعت و تأسیسات ازنظر هزینه مقرون‌به‌صرفه خواهند بود. بااین‌حال به این دلیل که لنزها باید به سمت نور خورشید قرار بگیرند، کاربرد کلکتورهای متمرکزکننده محدود به مناطق آفتابی است.

چگونه پنل های خورشیدی برق تولید می کنند؟

پنل‌های خورشیدی PV، برق جریان مستقیم (DC) را تولید می‌کنند. در برق DC الکترون‌ها از یک‌جهت دور مدار به جریان درمی‌آیند. به‌عنوان یک مثال از جریان DC می‌توان به تقویت لامپ با یک باتری اشاره کرد. الکترون‌ها از قطب منفی باطری حرکت کرده از لامپ عبور می‌کنند و مجددا به قطب مثبت بازمی‌گردند.

پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند
پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند

در برق AC (جریان متناوب)، الکترون‌ها در یک مسیر متناوب دچار نوسان می‌شوند، این وضعیت مشابه سیلندر موتور ماشین است. وقتی یک حلقه‌ی سیمی حول یک آهنربا پیچیده شده باشد، ژنراتور برق AC تولید می‌کند. بسیاری از منابع متفاوت انرژی مثل گاز، سوخت دیزلی، انرژی برق‌آبی، انرژی هسته‌ای، زغال‌سنگی، باد و انرژی خورشیدی می‌توانند این نوع ژنراتور را کنترل کنند.

به‌دلیل ارزان بودن انتقال برق AC در مسافت‌های طولانی، شبکه‌ی نیروی برق ایالات‌متحده از برق AC استفاده می‌کند. این در حالی است که پنل‌های خورشیدی برق DC تولید می‌کنند. حالا سؤال اینجاست که چگونه می‌توان برق DC را به شبکه‌ی AC منتقل کرد؟ پاسخ استفاده از مبدل یا معکوس‌کننده است.

نقش اینورتر چیست و چگونه کار میکند؟

یکی از روش های پر استفاده از پنل های خورشیدی تولید برق و فروش آن به دولت است . که علاوه بر نقش در حفظ محیط زیست کسب درآمد فوق العاده و مطمئنی دارد.

هنگامی که شما قصد متصل کردن برق تولیدی به شبکه برق را داشته باشید . نیازمند اینورتر و یا معکوس کننده هستید تا برق DC را از آرایه‌ی خورشیدی دریافت کرده و آن را به برق AC تبدیل می‌کند.

اینورتر و یا معکوس کننده
اینورتر و یا معکوس کننده

معکوس‌کننده‌ها مغزهای سیستم به شمار می‌روند. مبدل‌ها در کنار تبدیل توان DC به AC، وضعیت سیستم ازجمله ولتاژ و جریان موجود در مدارهای AC و DC، تولید انرژی و ردیابی حداکثر توان را هم نمایش داده و از خطا جلوگیری می‌کنند.

سیستم پنل خورشیدی چگونه کار می کند؟

بهتر است این مفهوم با یک مثال توضیح داده شود. در ابتدا، نور خورشید به پنل خورشیدی روی سقف می‌تابد. پنل‌ها انرژی را به جریان DC تبدیل می‌کنند تا در معکوس کننده جریان پیدا کند. معکوس‌کننده‌ی برق DC را به AC تبدیل می‌کند، در مرحله‌ی بعدی می‌توان از این برق برای تأمین نیروی یک خانه (OFF-Grid) و یا فروش آن به دولت (On-Grid) استفاده کرد. این انرژی ساده و پاک، مقرون‌به‌صرفه و بهینه است.

منبع + +

2 دیدگاه برای “انرژی خورشیدی چیست و چگونه پنل های خورشیدی کار می کنند؟”

دیدگاهتان را بنویسید

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