پنل خورشیدی

توضیحات

آیا می دانید انرژی مورد نیاز مردم جهان برای یک سال می تواند توسط یک دقیقه انرژی خورشیدی تولید شده پوشش داده شود؟ در واقع، در عرض 24 ساعت، خورشید قادر است انرژی بیشتری نسبت به 27 سال انرژی مورد مصرف مردم جهان کند.

بنابراین، اگر پنل های خورشیدی و محیط زیست کاملا با یکدیگر هماهنگ باشند ، خورشید نه تنها یک منبع انرژی قابل اعتماد و با دوام است، بلکه بسیار اقتصادی و کارآمد نیز می باشد. چنین چشم انداز امیدوار کننده ای در صنعت بسیار پیشرفت کرده است که تلاش زیادی در جهت توسعه تکنیک های کارآمد برای تولید، استفاده و ذخیره انرژی خورشیدی با استفاده از انواع مختلف پنل های خورشیدی و تبدیل نور خورشید به برق شده است.

برای خلاصه اطلاعات راجع به پنل های خورشیدی می توانید به جدول زیر توجه فرمایید.

نحوه طبقه بندی انواع پنل های خورشیدی

انواع مختلف پنل های خورشیدی برای هدف ها و نیاز ها متفاوت مورد مصرف قرار می گیرند. برای توضیح دقیق درباره انواع مختلف پنل های خورشیدی، به خواندن ادامه دهید. با توجه به این که نور خورشید می تواند به صورت های متفاوتی مورد استفاده قرار گیرد، (چه از نور خورشید روی زمین استفاده شود یا در فضا ) با این وجود مکان و محل استفاده در انتخاب نوع پنل خورشیدی بسیار موثر است.

تمایز بین انواع مختلف پانل های خورشیدی اغلب به معنی تمایز بین اتصالات تک و چندگانه صفحه های خورشیدی و یا تفاوت در بین نسل های اول، دوم و سوم است. تفاوت اتصالات تک با اتصالات چندگانه در تعداد لایه های صفحه خورشیدی می باشد که در مجاورت نور خورشید قرار می گیرد، در حالی که تفاوت در بین نسل های مختلف در مواد بکار رفته و بازدهی انواع سلول های خورشیدی می باشد.

پنل های خورشیدی نسل اول

این نوع سلول های خورشیدی از سیلیکون تک کریستالی (monocrystalline silicon) یا چند کریستالی (Polycrystalline) ساخته شده است که بیشتر در محیط معمولی مورد استفاده قرار می گیرند.

صفحه های خورشیدی تک کریستالی (Monocrystalline (Mono-SI)) این نوع سلول های خورشیدی (ساخته شده از سیلیکون تک کریستالی) خالص ترین نوع می باشد. شکل ظاهری این نوع صفحه ها تیره و تاریک و لبه های دور سلول ها گرد می باشد و به راحتی قابل شناسایی هستند. خلوص بالای این نوع سیلیکون ها باعث می شود که این نوع سلول های خورشیدی یکی از بالاترین میزان بازدهی را در بین سلول های دیگر داشته باشد به طوری که میزان بازهی جدیدترین این نوع صفحه های خورشیدی به بیش از 20٪ برسد.

پنل های خورشیدی منو کریستالی دارای میزان بهره وری بالا هستند، فضای کمتری را اشغال کرده و دارای عمری بسیار طولانی می باشد. البته این موجب می شود که قیمت آن ها در این دسته از همه گرانتر باشد. مزای دیگری که باید در نظر بگیریم این است که صفحه های خورشیدی نسبت به صفخه های پلی کریستالی(polycrystalline) اندکی کمتر تحت تاثیر دمای بالا قرار می گیرند و حساسیت کمتری نسبت به این موضوع دارند.

صفحه های خورشیدی پلی کریستالی (Polycrystalline Solar Panels (Poly-SI))

شما می توانید این سلول ها را به راحتی تشخیص دهید زیرا ظاهر این نوع سلول های خورشیدی مربعی شکل است، گوشه های آن برش داده نمی شود و زنگ آن آبی می باشد.آنها با سیلیکون خام ریخته گری می شوند که این فرآیند سریع تر و ارزان تر از فرآیند ساخت صفحه های خورشیدی تک کریستالی است.

این فرآیند منجر به قیمت نهایی پایینی می شود، اما همچنین راندمان پایین تر (حدود 15%)، بازدهی آن نسبت به فضایی اشغال می کند پایین تر می باشد و از آنجایی که نسبت به دمای بسیارگرم حساس می باشند عمر کوتاهتری دارند. با این حال، تفاوت بین صفحه های های خورشیدی منو کریستالی و پلی کریستالی قابل توجه تیست و انتخاب بین این دو نوع سلول خورسیدی به شدت به وضعیت و کاربرد مد نظر شما بستگی دارد. پنل های خورشیدی تک کریستالی (Monocrystalline (Mono-SI))کارایی فضایی کمی بالاتر با قیمت کمی بالاتر از پنل های خورشیدی چند کریستالی (Polycrystalline Solar Panels (Poly-SI)) ارائه می دهد اما خروجی های قدرت این دو پنل تقریبا یکسان است.

پنل های خورشیدی نسل دوم

این سلولها نوع متفاوتی از سلول های خورشیدی فتوولتائیک نواری هستند و عمدتا برای نیروگاه های برق فتوولتائیک، در ساختمان ها یا سیستم های کوچکتر انرژی خورشیدی استفاده می شوند. سلول های خورشیدی لایه نازک (فیلم نازک) (Thin-Film Solar Cells (TFSC)) اگر به دنبال یک گزینه ارزان قیمت برای انتخاب پنل خورشیدی هستید، ممکن است بخواهید سلول های خورشیدی فتوولتائیک نواری را بررسی کنید. پنل های خورشیدی فیلم نازک با قرار دادن یک یا چند فیلم از مواد فتوولتائیک (مانند سیلیکون، کادمیوم یا مس) بر روی یک بستر تولید می شوند. تولید این نوع پنل های خورشیدی آسان تر است و به دلیل کمتر مصرف کردن مواد مورد نیاز برای تولید از هر گزینه ای ارزان تر می باشد.

آنها همچنین انعطاف پذیر هستند، که فرصت بسیار خوبی برای جایگذاری و استفاده از آن در مواردی خاص ایجاد می کند و کمتر تحت تأثیر درجه حرارت بالا قرار می گیرد و به به افزایش دما حساس نیست. مسئله اصلی این است که آنها فضای بسیار زیادی را در اشغال می کنند و به طور کلی آنها مناسب نصب در محل های مسکونی نیستند. علاوه بر این، گارانتی آن ها کمتر از دیگر پنل ها است زیرا طول عمر آنها کوتاه تر از انواع صفحه های خورشیدی تک و چند کریستالی است. با این حال، آنها می توانند گزینه ای مناسب برای مکان هایی که در آن فضای زیادی وجود دارد باشند.

سلول خورشیدی سیلیسیم آمورف (Amorphous Silicon Solar Cell (A-Si))

آیا تا به حال از ماشین حساب جیبی خورشیدی استفاده کرده اید؟ بله؟ پس حتما این نوع پنل خورشیدی را دیده اید. سلول خورشیدی سیلیسیم آمورف از انواع مختلف پنل های خورشیدی است، که عمدتا در ماشین حساب های جیبی استفاده می شود. این نوع پنل خورشیدی از تکنولوژی لایه ای سه گانه استفاده می کند که بهترین نوع در میان انواع پنل های فیلم های نازک است.

فقط برای تعریف مختصری از واژه”نازک” که در فوق ذکر شده است، منظور ما ضخامت 1 میکرومتری (یک میلیونیم متر) صحبت می کنیم. با تنها میزان بازدهی 7٪، این سلول ها نسبت به سیلیکونهای کریستالی ، که میزان بازدهی آنها حدود 18٪ می باشد بسیار بازدهی کمتری دارند، اما مزیت آن این است که سلول های سیلیسیم آمورف (A-Si) نسبتا کم هزینه هستند.

پنل های خورشیدی نسل سوم

پانل های خورشیدی نسل سوم شامل انواع تکنولوژی های فیلم نازک هستند اما بیشتر آنها هنوز در مرحله تحقیق یا توسعه قرار دارند. برخی از آنها با استفاده از مواد آلی برق تولید می کنند و بعضی از آنها از مواد معدنی برای اینکار استفاده می کنند . (مانند سلول خورشیدی تلوراید کادمیوم (Cadmium Telluride Solar Cell) )

سلول خورشیدی تلوراید کادمیوم (Cadmium Telluride Solar Cell)

در میان مجموعه ای از انواع مختلف پنل های خورشیدی، این تکنیک فتوولتائیک از کادمیوم تلوراید استفاده می کند که تولید سلول های خورشیدی را با هزینه نسبتا کم ممکن می ساز، بنابراین زمان بازپرداخت کوتاه تر (کمتر از یک سال) می باشد. در میان تمام فن آوری های انرژی خورشیدی، این سلول برای تولید آب کمتری مصرف می کند. با در نظر گرفتن زمان بازپرداخت انرژی کوتاه مدت، سلولهای خورشیدی CdTe تا آنجایی که امکان دارد رد پای کربن را دور می کند. تنها عیب استفاده از کادمیوم تلوراید، سمی بودن آن، در صورت خوردن یا استنشاق آن می باشد. به ویژه در اروپا، این یکی از بزرگترین موانع برای استفاده از این صفحه خورشیدی می باشد، چرا که بسیاری از مردم آنجا برای استفاده از این تکنولوژی نگران هستند.

سلول فتوولتائیک متمرکز Concentrated PV Cell (CVP and HCVP)))

سلول های فتوولتائیک متمرکز تولید انرژی الکتریکی را همانند سیستم های فتوولتائیک معمولی انجام می دهند. این نوع اتصالات چند منظوره از پنل های خورشیدی که دارای میزان بازدهی تا 41 درصد است که بازدهی آن در میان تمام سیستم های فتوولتائیک تاکنون بالاتر است.

علت آن که نام این سلول هاCVP می باشد مربوط به چیزی است که آنها را در مقایسه با سایر پنل های خورشیدی بسیار کارآمد می سازد که این موارد در زیر ذکر شده است : سطح آینه منحنی، لنزها و گاهی حتی سیستم های خنک کننده برای متمرکز کردن اشعه های خورشید استفاده می شود و در نتیجه کارایی آنها را افزایش می دهد.

به این معنی که سلول های CVP تبدیل به یکی از پر بازده ترین پنل خورشیدی در میان انواع پنل های خورشیدی شده اند که دارای عملکردی بالا و میزان بازدهی آنها تا 41 درصد می رسد. آنچه که در مورد خصوصیات این سلول باقی می ماند این است که این نوع پنل های خورشیدی CVP تنها می تواند زمانی به بازدهی بالا برسد که در مقابل خورشید با زاویه مناسب تنظیم شده باشد. برای رسیدن به این میزان بازدهی بالا، ردیاب خورشیدی داخل پنل خورشیدی وظیفه پیگیری موقعیت خورشید را به عهده دارد تا آن را دنبال کند.