پنل خورشیدی روی سقف خانه ها

با گسترش انرژی خورشیدی در دهه‌های اخیر و کاهش هزینه‌های تولید پنل خورشیدی، استقبال مردم در سراسر جهان از سیستم‌های خورشیدی روز به روز بیشتر شده است. تحقیقات و پیشرفت در زمینه انرژی خورشیدی موجب ایجاد فناوری‌های تازه با بازدهی و توان خروجی بیشتر شده است و بر تمایل مصرف کنندگان به این سیستم‌ها و انرژی‌های سبز افزوده است.

مبحثی که هنوز توجه زیادی را به خود جلب نکرده است، موضوع زیبایی است. با ظهور فناوری‌های جدید پنل‌های خورشیدی ظاهری بهتر پیدا کرده اند و به روز شده اند. با این وجود برخی افراد بر این باورند پنل‌ها ظاهر سقف ساختمان‌ها را از آنچه باید باشند، دور کرده اند و چیزی شبیه به ماهیت سقف را ترجیح می‌دهند. کاشی‌های خورشیدی آن چیزی است که ظاهر سقف را حفظ می‌کنند.

البته دقیقا مانند پوشش سقف معمولی نیستند. هر چند اندازه کوچک تر آنها نسبت به پنل خورشیدی معمولی ظاهر زیباتری به سقف خانه‌ها می‌بخشد. کاشی‌های خورشیدی در اندازه‌ها و مدل‌های مختلف (سیلیکون نیمه سخت و لایه نازک) تولید می‌شوند. بنابراین می‌توانند به راحتی با نمای ساختمان شما منطبق شوند. همچنین نیاز به فضاهای بزرگتر برای نصب پنل خورشیدی را تا حدی برطرف می‌کنند.

 پنل خورشیدیمزایا و معایب کاشی‌های خورشیدی

همانند رقبای این محصول جدید، آنها نیز مزایا و معایب خود را دارند. مهمترین مسئله کاشی‌های خورشیدی هزینه بسیار بالای آنهاست. در مواردی هزینه آنها دو برابر پنل خورشیدی معمولی در نظر گرفته می‌شود. البته طراحی‌های جدید می‌توانند در مدت زمانی در حدود نصف پنل‌های خورشیدی نصب شوند. عیب دیگر آنها بازدهی کمتر از پنل خورشیدی است. بازدهی آنها بین 10-20% ثبت شده است.

همانطور که پیش از این اشاره شد اندازه کوچک و ماهیت مجزای آنها باعث شده است تا در بین افرادی که دوست دارند سقف خانه شان ظاهر سنتی خود را حفظ کند، محبوب باشند. در مجموع برای کسانی که نمای سقف اهمیت ویژه ای دارد و هزینه برایشان مشکل ساز نیست، کاشی‌های خورشیدی ارزش سرمایه گذاری بیشتر را دارد. عمر این کاشی‌ها در حدود 20 سال برآورد شده است که خود مزید بر علت است.

 پنل خورشیدی

نصب کاشی‌های خورشیدی

نصب کاشی‌های خورشیدی می‌بایست توسط یک نصاب متخصص و با استفاده از لوازم استاندارد صورت بگیرد. روند نصب همانند سقف‌های معمولی است و باید برای هر یک از آنها یک قاب در نظر گرفت. بر خلاف پنل خورشیدی که روی خود سقف قرار می‌گیرد و کمتر نمای دلچسبی ارائه می‌دهد. پس از ثابت کردن هر کاشی کابل‌های برق به کانکتورهای مقاوم در برابر سرما و گرما متصل می‌شوند. پس از قرار دادن پوشش محافظ روی هر یک از کاشی‌ها عملیات نصب تمام می‌شود.

اگر خانه به شبکه برق محلی متصل نباشد می‌توان از کاشی‌ها برای شارژ چندین باتری استفاده کرد. سپس توسط یک اینورتر الکتریسیته مستقین باتری‌ها را به جریان متناوب تبدیل و انرژی لازم برای وسایل خانه را فراهم کرد.

پنل خورشیدی زیر باران

انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع تجدیدپذیر برای تولید الکتریسیته جایگاه پررنگی در جهان یافته است اما یک دشمن بزرگ دارد: ابرها. تیمی از محققان چینی یک برداشت کننده انرژی هیبریدی عرضه کرده اند که نه تنها در هوای آفتابی کار می‌کند بلکه در آب و هوای بارانی نیز با استفاده از نانو ژنراتورها قطره‌های باران را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.

این اولین باری نیست که مهندسان با استفاده از اثر تریبوالکتریک سعی کرده اند از قطره‌های باران انرژی استخراج کنند. مشابه با الکتریسیته ساکن وقتی قطره‌ها با سطوح خاصی برخورد می‌کنند از خود یک الکترون آزاد می‌کنند. بنابراین بین سطح که حال بار منفی دارد و قطره باران که بار مثبت دارد، اختلاف بار ایجاد می‌شود که توسط نانوژنراتوری که به سطح متصل شده است، استخراج می‌شود.

در تلاش‌های پیشین در ساخت برداشت کننده‌های انرژی «باران یا آفتاب»، محققان یک پنل خورشیدی ساندویچی ساخته بودند که در روی آن یک لایه قرار داشت که توسط اثر تریبوالکتریک قطره‌های باران را به دام می‌انداخت، لایه میانی نقش عایق را داشت و در لایه زیرین سلول خورشیدی قرار می‌گرفت. اما ضخامت لایه‌ها مقاومت الکتریکی زیادی ایجاد کرده بودند و از رسیدن بخش زیادی از نور به سلول جلوگیری می‌کردند.

 پنل خورشیدی

نوآوری‌های دیگر

تعدادی دیگر از محققان چینی نوع جدیدی از برداشت کننده انرژی هیبریدی ساختند که نانوژنراتور تریبوالکتریک و پنل خورشیدی یک الکترود شفاف را به اشتراک می‌گذاشتند. نه تنها نور خورشید از تمام لایه‌های شفاف عبور می‌کرد بلکه خراش‌هایی که روی ماده ایجاد شده بود بازدهی جذب باران و نور خورشید را افزایش می‌داد. طبق اظهار نظر آنها در روزهای آفتابی پنل خورشیدی معمولی می‌تواند بیشتر از نانوژنراتور تریبوالکتریک انرژی تولید کند حتی در روزهای طوفانی اما بازدهی این پنل با کاهش شدت نور بسیار افت می‌کند. در هوای بارانی شدت آفتاب تنها یک دهم روزهای آفتابی است. یعنی توان خروجی سیستم نیز به همان شدت کاهش می‌یابد.

این محققان نمونه تجاری DVD را عرضه کردند. DVDها دارای صدها خراش موازی در اندازه نانومتر هستند. با ایجاد این خراش‌ها هم روی لایه تریبوالکتریک و هم الکترود شفاف واکنش سطح و قظره‌های باران افزایش یافته و نور خورشید به دام می‌افتد و دیگر به دلیل بازتاب از بین نمی رود.

 پنل خورشیدی

محققان چینی از شبیه ساز هوا برای آزمایش پنل خورشیدی هیبرید خود استفاده کردند. در آفتاب سلول خورشیدی با پایه سیلیکون بازدهی 13.6% داشت که تنها اندکی کمتر از پنل‌های تجاری است. باران شبیه سازی شده، یک قطره در هر ثانیه از فاصله 5 سانتیمتری، 2.14 ولت الکتریسیته تولید کرد. مساحت بیشتر ژنراتور تریبوالکتریک می‌تواند صدها ولت انرژی تولید کند. با گسترش پروژه‌های انرژی خورشیدی در سراسر جهان به ویژه در چین، نوآوری در پنل‌ها که حتی در آب و هوای ابری یا بارانی بتوانند به تولید الکتریسیته ادامه دهند، ما را امیدوار ساخته است که در 3 تا 5 سال آینده شاهد عرضه آنها در بازار باشیم.

سازه‌های سقفی پنل خورشیدی

اگر تمایل به حذف سوخت‌های فسیلی و جایگزینی انرژی‌های سبز پیدا کرده اید، حتما در فکر یک سیستم خورشیدی روی سقف خانه تان هستید. باید بدانید استراکچر پنل خورشیدی می‌تواند در شکل‌های مختلف ساخته شود که معیارهایی چون جهت، زاویه و جنس سقف و فضای موجود در نظر گرفته می‌شود. حال این معیارها را بسط می‌دهیم تا بتوانید با انواع استراکچر پنل خورشیدی آشنا شوید و مناسب ترین را برای سقف خود انتخاب کنید.
جهت و زاویه سقف

اولین چیزی که پیش از نصب پنل خورشیدی باید بررسی کرد، جهت سقف است. مثلا در نیمکره جنوبی جهت شمال مناسب ترین است اما مسلما تمامی خانه‌ها به این جهت ساخته نشده اند. شمال شرق و شمال غرب هم گزینه‌های خوبی هستند. اما جهت‌های دیگر منتج به کاهش زیادی در بازدهی می‌شوند. گاهی عملکرد پنل خورشیدی تا 85% افت می‌کند که نباید از کنار آن به آسانی گذشت.

زاویه شیب سقف نیز تاثیر بسزایی بر میزان جذب پرتوهای خورشید دارد. اگر زاویه برای این کار مناسب نباشد، باید برای استراکچر پنل خورشیدی پایه‌هایی در نظر گرفت تا پنل‌ها را در زاویه مناسب قرار دهد.

 پنل خورشیدی

فضای موجود روی سقف

یکی از معیارهای مهم برای نصب پنل خورشیدی وجود فضای کافی روی سقف می‌باشد. اندازه پنل‌های پلی کریستال و مونوکریستال 1.6m x 1m می‌باشد و با توجه به توان سیستم شما، برای خانه 2 یا 3 خوابه باید میزان کافی پنل روی سقف جای داد تا هزینه‌های الکتریسیته نیز جبران شود. نیازی به نزدیکی پنل‌های خورشیدی به خانه نیست و می‌توان از سقف پارکینگ، انباری و ساختمان‌های مجزای دیگر نیز استفاده کرد.

انواع استراکچر پنل خورشیدی

معمول ترین روش برای نصب پنل خورشیدی استفاده از بست است که در شکل‌ها و اندازه‌های مختلف وجود دارد. در مورد سقف‌های تایل، سنگی و شینگل نیاز به سوراخ کردن سقف برای بست‌ها می‌باشد در حالی که روی سقف‌های موج دار با بست‌های L شکل ریل‌هایی ایجاد می‌شود تا پنل‌ها روی آن قرار بگیرند. اگر نیاز به افزایش زاویه پنل وجود دارد می‌توان با افزایش ارتفاع ریل این کار را کرد.

 پنل خورشیدی

روی سقف‌های مسطح از سازه‌هایی استفاده می‌شود که باید از سقف به مقدار کافی فاصله داشته باشند تا آب زیر آنها جمع نشوند و زاویه آنها به گونه ای تنظیم می‌شود که بیشترین میزان نور خورشید را جذب کنند و بر حسب آن فاصله کافی بین ردیف‌های پنل قرار می‌دهند. در ضمن استراکچر پنل خورشیدی نیازی به سوراخ کردن سقف ندارد و نگرانی از بابت خرابی یا صدمه به سقف وجود نخواهد داشت.

زیرا وزن سازه‌های مورد استفاده چنان سنگین در نظر گرفته می‌شود تا پنل‌ها در جای خود نگه داشته شوند. پایه‌های لاستیکی مورد استفاده نیز به توزیع یکنواخت وزن کمک می‌کنند. در صورتی که سقف تحمل وزن این سازه‌ها را نداشته باشد یا در ساختمان‌های خیلی بلند می‌بایست سازه را مستقیما به سقف وصل کرد که معمولا نیاز به یک روکش جدید برای سقف می‌باشد که گران تمام خواهد شد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

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