عملکرد ژنراتور خورشیدی

عملکرد ژنراتور خورشیدی

  قطعات تشکیل دهنده ژنراتور خورشیدی

  • پنل خورشیدی
  • شارژر باتری که الکتریسیته تولید شده توسط پنل را در باتری ذخیره می کند.
  • باتری های خورشیدی
  • اینورتر که انرژی ذخیره شده در باتری را به جریان الکتریکی متناوب تبدیل می کند.

ژنراتور خورشیدی معمولا برای ولتاژ باتری ها ساخته می شوند. ولتاژهای استاندارد 12، 24 و 48 ولت می باشند.

نقش شارژر باتری یا کنترل شارژ خورشیدی

  • الکتریسیته دریافتی از پنل خورشیدی را به ولتاژ مورد نیاز باتری ها تبدیل می کند.
  • جریان توان الکتریکی از پنل خورشیدی به باتری ها را تنظیم می کند تا باتری ها صدمه نبینند. باید در کار با باتری دقت داشت تا نرخی که باتری با آن شارژ و دشارژ می شود، آسیبی به آنها نزند.

باتری ژنراتور خورشیدی

در ساده ترین شکل وظیفه باتری ذخیره انرژی است تا در صورت نیاز از آن بتوان استفاده کرد. به علت شارژ و دشارژ شدن متناوب باتری نمی توان در هر لحظه ای که نیاز داریم، انتظار الکتریسیته داشته باشیم. حتی هنگامی که انرژی خورشیدی در حال تولید است، ممکن است توان مورد نیاز برای شارژ وسایل الکتریکی ایجاد نشود.

الکتریسیته تولید شده توسط پنل خورشیدی که در باتری ها ذخیره می شود، به صورت جریان مستقیم (DC) است. در حالی که بیشتر وسایل الکتریکی که در اختیار داریم از جریان الکتریکی متناوب (AC) با ولتاژهای 110 یا 240 ولت (بسته به محل زندگی) استفاده می کنند. اینورترهای خورشیدی معمولا اینورترهای سینوسی هستند بنابراین در ژنراتور خورشیدی دو کاربرد دارند:

  • جریان الکتریکی DC را به AC تبدیل می کند.
  • ولتاژ را از مقادیر 12، 24 و یا 48 ولت به 110 یا 240 ولت افزایش می دهد.

دلایل محبوبیت ژنراتور خورشیدی قابل حمل

ژنراتورهای خورشیدی همواره در حال تکامل بوده اند زیرا در اکثر ساختمان ها مانند خانه ها یا شرکت ها دسترسی به شبکه برق رسانی وجود دارد که هزینه مقرون به صرفه ای نیز دارد.

ژنراتور خورشیدی قابل حمل

همچنین برق همگانی همه روزه برقرار است و صرف هزینه برای ژنراتور خورشیدی ثابت صرف نمی کند. البته حدود 30-40 سال هست که صنعت خورشیدی منفصل از شبکه نیاز مردم را در مناطقی که به شبکه برق رسانی متصل نیستند، رفع می کند. این سیستم ها اساسا نمونه های بزرگتر آنچه امروزه ژنراتور خورشیدی نامیده می شوند، می باشند.

ظرفیت ژنراتور خورشیدی

بیشتر ژنراتورهای خورشیدی موجود در بازار ظرفیت انرژی بین 1 تا 2 کیلووات ساعت دارند. بنابراین با این دید که بتوانید همه نیاز الکتریسیته خود را با یک ژنراتور برطرف کنید، در مسیر اشتباهی هستند.

مثلا یک یخچال استاندارد روزانه بین 1 تا 2 کیلووات ساعت برق مصرف می کند، پس این ژنراتورها تنها می توانند یک یخچال معمولی را 1-2 ساعت روشن نگه دارند. البته شارژ تلفن همراه یا یک چراغ LED میزان بسیار کمتری انرژی نیاز دارند که نشان می دهد، انرژی تولیدی یک ژنراتور می تواند زمان بسیار طولانی تر این وسایل را شارژ نگه دارد.

با وجود وزنی در حدود 52 کیلوگرم این ژنوراتورها قابل حمل به نظر نمی رسند اما در واقع آنها در وسایل متحرکی چون قایق ها، کاروان ها و … استفاده می شوند. بنابراین ماهیت وسیله ای که روی آن سوار می شوند آنها را قابل حمل ساخته است.

پنل خورشیدی رو سقف خانه ها

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.

نصب پنل خورشیدی

نصب، نگهداری و طول عمر پنل خورشیدی

سیستم خورشیدی از پنل خورشیدی، سازه نصب، اینورتر و کنترل کامپیوتری تشکیل می شود. پنل خورشیدی نور خورشید را به جریان الکتریکی مستقیم (DC) تبدیل می کند. سپس اینورتر این جریان را به جریان متناوب (AC) که قابل استفاده برای لوازم الکتریکی است، مبدل می کند. کنترل سیستم خورشیدی را مدیریت و از کارکرد درست آن اطمینان حاصل می کند. در صورتی که بخواهید باتری ذخیره یا سیستم منفصل از شبکه داشته باشید، نیاز به باتری هم خواهید داشت.

نصب پنل خورشیدی

معمول ترین مکان برای نصب پنل خورشیدی در خانه ها، سقف می باشد. بیشتر سقف ها مشخصات مناسب برای این کار را دارند. در غیر این صورت باید پنل های خورشیدی را روی زمین نصب کرد با این شرط که چیزی مانع رسیدن نور به آنها نشود.

آیا می دانستید که با گسترش انرژی خورشیدی در دهه‌های اخیر و کاهش هزینه‌های تولید پنل خورشیدی روی سقف خانه، استقبال مردم در سراسر جهان از سیستم‌های خورشیدی روز به روز بیشتر شده؟ برای اینکه با مزایای این انرژی نسبتا رایگان آشنا شوید بهتر است به مقاله پنل خورشیدی روی سقف خانه ها سر بزنید.

نصب اینورتر

عموما اینورتر نزدیک پنل اصلی نصب می شود و هم در محیط بسته و هم محیط باز می تواند قرار بگیرد. اینورتر ها در محل خنک تر بازدهی بیشتری دارند. اگر بیرون از خانه نصب می شود باید دور از نور بعداز ظهر باشد و در داخل خانه پارکینگ می تواند گزینه خوبی باشد چون هم خنک تر است و هم تهویه دارد.

سیستم کنترل

می توانید از رایانه خودتان برای بررسی و کنترل سیستم خورشیدی استفاده کنید. مثلا می توانید در زمان های مختلف الکتریسیته تولیدی را بررسی کنید و ببینید چه زمانی برای روشن کردن ماشین لباسشویی مناسب است.

 در حال نصب پنل خورشیدی
نگهداری از پنل خورشیدی

پنل های خورشیدی به گونه ای ساخته می شوند که دهه ها عمر کنند و در برابر شرایط آب و هوایی سخت مانند طوفان، تگرگ یا دماهای بالا مقاوم باشند. به علت پایداری بالای آنها در طول عمر نیاز به نگهداری بسیار کمی دارند. از آنجا که قطعه متحرکی در سیستم خورشیدی وجود ندارد، نگهداری از آن راحت است و احتمال جدا شدن قطعات و شکستن آنها وجود ندارد. توصیه می شود در سال چند بار از نظر کثیفی یا انباشته شدن برگ و چیزهای دیگر پنل های خورشیدی کنترل شوند. مهم است که پنل ها تمیز باشند و چیزی از رسیدن نور به آنها جلوگیری نکند.پیش از تمیز کردن با تولید کننده پنل ها مشورت کنید. زیرا برخی از آنها در این صورت پنل ها را از ضمانت خود خارج می کنند.

برای شستن پنل ها می توانید از شلنگ آب معمولی استفاده کنید. شستشو را درصبح یا شب انجام دهید. مواظب باشید هنگامی که پنل ها داغ هستند آب سرد روی آنها نریزید زیرا ممکن است آسیب ببینند.

اگر تنها با آب پنل ها تمیز نمی شوند می توانید از اسفنج و آب و صابون کمک بگیرید. برای شستشوی پنل ها می توان از خدمات شرکت ارائه دهنده سیستم خورشیدی بهره گرفت مخصوصا اگر پنل ها در ارتفاع زیادی نصب شده اند یا دسترسی به آنها برایتان مقدور نیست و یا نیاز به تمیزکاری بیشتری دارند. هر 4-6 سال سیستم شما باید توسط شرکت نصب کننده معاینه شود تا اگر ایرادی داشت بتوانند حل کنند. در هر صورت استفاده از تجربه و تخصص آنها کمک بزرگی برای شما خواهد بود.

 در حال تمیز کردن و نگهداری پنل خورشیدی

طول عمر

معمولا تولیدکنندگان پنل خورشیدی 20 تا 25 سال تولیدات خود را تضمین می کنند. همچنین ضمانت می شود پس از 20-25 سال پنل خورشیدی 80% نرخ پیک خروجی اولیه را داشته باشد. یعنی انتظار می رود سالیانه بازدهی آنها حدود 1% کاهش خواهد داشت.

تخمین عمر پنل خورشیدی در اصل مبحث دشواری است زیرا تعداد محدودی پنل برای زمان طولانی نصب شده اند که بتوان عمر آنها را بررسی کرد. برای مثال در بریتانیا بیشتر پنل های خورشیدی در سال های 2006-2008 نصب شده اند که نشان می دهد تنها بخشی از آنها عمری بیش از 10 سال دارند. بنابراین ارائه یک طول عمر دقیق کار دشواری است.

مرکز فناوری های جایگزین (CAT) این شانس را داشت تا بتواند سیستم خورشیدی ای را که در سال 1997 نصب کرده بودند، بررسی کند. این سیستم شامل 180 پنل خورشیدی و توان خروجی 75 وات می بود. بررسی پنل ها در سال 2010 نشان داد توان خروجی آنها 68.5 وات می باشد که در طول 13 سال کاهش 9% بازدهی را دربر داشت. همچنین مشخص شد روکش بعضی پنل ها کنده و رنگ بعضی زرد شده است ولی در مجموع هیچ یک از آنها نیاز به تعمیر نداشتند.

آزمایش هایی در سوییس نیز نتایج مثبتی به همراه داشت. مرکز آزمایش تجهیزات فتوولتائیک LEE-TISO اولین نیروگاه متصل به شبکه اروپا را در سال 1982راه اندازی کرد. آنها فرصت بررسی آن را 20 سال بعد در سال 2002 در اختیار داشتند. نتایج حاکی از کاهش 11% توان خروجی نسبت به توان اولیه بود.

خانه ای که در بالکن آن پنل خورشیدی نصب است

سرنوشت پنل خورشیدی پس از 25 سال

در واقع کسی نمی داند پس از 25 سال چه اتفاقی برای پنل های خورشیدی می افتد. از آنجا که فناوری فتوولتائیک جدید است، هنوز داده های کمی در اختیار هست. بیشتر پنل های نصب شده در حدود 10 سال عمر دارند. فناوری همچنان پیشرفت می کند و در نتیجه احتمال می رود پنل های امروزی بیش از 25 سال عمر کنند. خیلی ها پیش بینی می کنند نسل جدید پنل خورشیدی تا 30-40 سال دوام بیاورند که خبر بسیار دلچسبی برای مصرف کنندگان می باشد.

روش های افزایش عمر پنل خورشیدی

  • مهم تر از همه از وارد آمدن صدمات فیزیکی کاملا خودداری کنید. خراش بیشتر به معنای نرخ کاهش بازدهی بالاتر است.
  • به طور مرتب پنل ها را تمیز کنید. نگهداری دقیق کلید اصلی عمر طولانی است.
  • در شرایط آب و هوایی سخت برای پنل ها یک پناهگاه بسازید.

البته پیش از آنکه خود دست به کار شوید و نگهداری از پنل ها را به عهده بگیرید، بهتر است با فروشنده پنل های خورشیدی تماس گرفته و از وی کمک بگیرید. بیشتر شرکت های ارائه دهنده به طور رایگان سرویس پنل ها را هم انجام می دهند. در غیر اینصورت مشاوره با یک متخصص بی ضرر نخواهد بود. به ویژه که بحث سرمایه گذاری مهمی مانند پنل های خورشیدی در میان است.

اگر هنوز سیستم خورشیدی نصب نکرده اید موارد فوق را به ذهن بسپارید. برای یافتن سیستمی که برای خانه و نیازهای شما بهترین باشد، یاری گرفتن از متخصصان یک لازمه است.

در حال نصب پنل خورشیدی بر روی سقف شیبدار

نقش باتری در سیستم خورشیدی

نقش باتری در سیستم خورشیدی

 

باتری های خورشیدی از نوع چرخه عمیق (deep cycle)

باتری های خورشیدی از نوع چرخه عمیق (deep cycle) هستند که ذخیره انرژی در ژنراتورهای خورشیدی را برعهده دارند. این باتری ها با انواع دیگر باتری مانند باتری ماشین متفاوتند. باتری های چرخه عمیق قابلیت دشارژ طولانی، مکرر و عمیق را دارد که برای سیستم های انرژی تجدیدپذیر لازم است.

سیستم های پنل خورشیدی منفصل از شبکه از پنل های فتوولتائیک، کنترل کننده شارژ و باتری تشکیل شده اند. باتری ها انرژی تولید شده توسط پنل خورشیدی را در خود ذخیره می کنند. باتری های خورشیدی یکی از تجهیزات واجب ژنراتور خورشیدی است.

باتری های خورشیدی از نوع چرخه عمیق

بدون باتری که قابلیت ذخیره انرژی دریافتی از خورشید را دارد، تنها در طول روز یا زمانی که ژنراتور خورشیدی در حال کار است، الکتریسیته خواهیم داشت. باتری های چرخه عمیق به چهار دسته تقسیم می شوند که در ادامه عنوان می شوند.

بر خلاف دیگر باتری ها، باتری های خورشیدی طراحی شده اند تا به طور متوالی شارژ و تخلیه شوند. برای حفظ کیفیت آنها و داشتن عمر طولانی تولید کننده ها توصیه می کنند تا کمترین میزان شارژ باتری 20% باشد. کنترل مرتب باتری ها به نگهداری بهتر و عملکرد سالم آنها کمک می کند.

 

انواع باتری خورشیدی

  • باتری های شناورهای دریایی / کاروان : این نوع باتری ها برای ژنراتور خورشیدی کوچک مانند قایق ها و کسانی که با کاروان سفر می کنند، مناسب است. این باتری ها زمانی که هیچ یک از روشهای تولید الکتریسیته جوابگو نیستند، خوب عمل می کنند هر چند ظرفیت کمی برای استفاده مداوم دارند.

باتری های شناور های دریایی

  • باتری های سیلابی: از نوع باتری های سرب-اسید هستند که کلاهکی برای اضافه کردن آب دارند. این باتری ها خیلی گران نیستند در مقایسه با باتری های شناور دریایی عمر طولانی تری دارند. توصیه می شود این باتری ها داخل محیط بسته استفاده نشوند زیرا وقتی شارژ شوند از خود گاز منتشر می کنند. در صورت استفاده در محیط بسته نیاز به دستگاه تهویه می باشد تا گازهای تولیدی را که ممکن است قابل انفجار و سمی باشد، خارج نماید.
  • باتری های ژل: بر خلاف باتری های سیلابی خروجی ندارند و از خود گاز تولید نمی کنند. بنابراین نیازی به تهویه ندارند و بدون هیچ خطری می توانند در محیط بسته قرار بگیرند. یکی از مزیت های این نوع باتری این است که دمای نسبتا ثابت تری دارند که نگهداری از آنها را راحت تر می کند و عملکرد بهتری خواهند داشت.
  • باتری های AGM (الیاف شیشه ای جاذب) : در این نوع باتری ها بین صفحات الیاف شیشه ای قرار داده می شود تا الکترولیت را نگه دارد. این باتری ها بدون نشتی هستند یعنی هنگام شارژ از خود گاز منتشر نمی کنند. همچنین عملکرد آنها بسیار عالی است و از این جهت بهترین نوع باتری هستند. تمام مزیت های باتری ژل را در خود دارند اما با کیفیت بالاتر. از مزیت های دیگر آنها حفظ ولتاژ بهتر، دشارژ آهسته تر و عمر طولانی تری می باشد. البته این مزایا آنها را گران ترین نوع باتری ساخته است.

حال با توجه به شناخت اجمالی باتری های خورشیدی مورد استفاده در ژنراتور خورشیدی می توانید انتخاب درست تر و شیوه نگهداری بهتری داشته باشید.

سرمایه گذاری در انرژِی خورشیدی

سرمایه گذاری در انرژی خورشیدی

افزایش نگرانی ها درباره کاهش منابع طبیعی و بالا رفتن هزینه های مصارف خانگی باعث گرایش بیشتر مردم به انرژی های جایگزین شده است. یکی از موضوعات مورد بحث خانه های خورشیدی یا تولید الکتریسیته خانه توسط پنل خورشیدی است.

در حالی که ممکن است از مزایای انرژی خورشیدی بسیار زیاد شنیده باشید، با یک تحقیق کوچک درباره  مزایای پنل های خورشیدی با کلی اصطلاح فنی، گزینه های مختلف نصب و شرایط مالی گوناگون روبرو خواهید شد. بنابراین انتخاب سیستم خورشیدی مناسب خانه شما سخت خواهد بود.

در ابتدا باید بدانید دو نوع پنل خورشیدی وجود دارد: پنل خورشیدی آب داغ برای گرمایش و پنل فتوولتائیک برای سیستم های الکتریکی. به لطف پیشرفت های فنی و تولید انبوه پنل خورشیدی، استفاده از سیستم های خورشیدی روز به روز افزایش می یابد.

قیمت نیروگاه خورشیدی با توجه به نوع، بازدهی و هزینه نصب و مجوزها در محل زندگی شما متفاوت است.  یک سیستم فتوولتائیک تنها پنل خورشیدی نیست بلکه تجهیزات دیگر مانند اینورتر، سیم کشی، پایه ها و … را نیز شامل می شود. قیمت نیروگاه خورشیدی تمامی این هزینه ها به همراه نصب سیستم و کارگرها را در برمی گیرد.

پنل خورشیدی

با توجه به کاهش 60% قیمت نیروگاه خورشیدی از سال 2011 چشم انداز مثبتی به هزینه ها وجود دارد، و با در نظر گرفتن تولید انبوه و ارزان پنل خورشیدی در چین انتظار کاهش بیشتری نیز می رود.

توان تولیدی سیستم خورشیدی خانگی به طور متوسط 4 کیلووات است و این سیستم در بریتانیا بین 5000 تا 8000 پوند و در آمریکا حدود 17000 دلار هزینه در بر دارد. البته باید به خاطر داشت هزینه نگهداری آنها بسیار پایین است.

هر ساله شرکت های برق هزینه مشترکان خود را افزایش می دهند. با گذشت زمان و محدود شدن منابع سوخت فسیلی این هزینه ها بیشتر و بیشتر خواهد شد. همچنین با روی کار آمدن شرکت های مختلف ارائه دهنده سیستم های خورشیدی و افزایش رقابت بین آنها هزینه های نصب و نگهداری نیز کاهش خواهد یافت.

نیروگاه خورشیدی در مقیاس های بزرگ حداقل توان 1 مگاوات را دارند که می توانند انرژی حدود 200 خانه را تامین کنند. هزینه تخمین زده شده برای آن 1 دلار بر وات می باشد. که در مقایسه با قیمت نیروگاه خورشیدی خانگی 3 یا 4 دلار بر وات بسیار مقرون به صرفه تر است.

 نصب پنل خورشیدی

آیا قیمت نیروگاه خورشیدی ارزش آن را دارد؟

برآورد می شود یک نیروگاه 4 کیلووات می تواند سالیانه 3800 کیلووات ساعت الکتریسیته در جنوب انگلستان تولید کند که برابر مصرف میانگین یک خانه است. مطالعات در آمریکا نشان می دهد یک خانواده می تواند حدود 20000 دلار در طی 20 سال پس انداز کند.

به نظر می رسد بازار آسیا در آینده ای نزدیک پیشرفت شگفت انگیزی در صنعت سیستم های خورشیدی داشته باشد. هر چند هم اکنون ژاپن در این مورد سردمدار است.

یک سیستم فتوولتائیک خانگی می تواند سالیانه تا یک تن از تولید گاز دی اکسید کربن بکاهد و این رقم در طی سی سال به بیش از 30 تن خواهد رسید. جای تعجبی ندارد که دولت ها با انگیزه های مالیاتی و برنامه های تشویقی مالی برای افراد مشغول در این صنعت سعی در گسترش آن دارند.

چراغ خورشیدی

با گسترش صنعت تنوع محصولات خورشیدی نیز در حال گسترش می باشد. یکی از این محصولات چراغ های خورشیدی است. این محصول هزینه برق ندارد و نیازی به سیم کشی هم نخواهد بود. تنها چراغ را هر کجا که می خواهید بگذارید. بیشتر این چراغ ها دارای سنسور تاریکی هستند و به صورت خودکار با روشنایی و تاریکی محیط روشن و خاموش می شوند.

فناوری این چراغ ها نیز در حال پیشرفت است. علاوع بر طراحی های زیباتر، روشنایی آنها نیز بیشتر می شوند و می توانند بدون تمام شدن انرژی مدت طولانی تری روشن بمانند. اجزای تشکیل دهنده این چراغ ها به شرح زیر می باشند:

پنل خورشیدی: که یک سلول فتوولتائیک در خود جای داده است و نور خورشید را مستقیم به الکتریسیته تبدیل می کند. اندازه سلول های خورشیدی متفاوت است و هر چه بزرگتر باشد توان خروجی پنل خورشیدی افزایش می یابد. سلول خورشیدی گران ترین قطعه چراغ خورشیدی است که البته هزینه آن با پیشرفت فناوری فتوولتائیک در حال کاهش است.

پنل خورشیدی
باتری: الکتریسیته تولید شده توسط پنل خورشیدی را ذخیره می کند و با سیم مستقیم به آن وصل شده است. با تعبیه یک دیود بین سلول خورشیدی و باتری وجود جریان از سلول به باتری تضمین شده است.

معمولا از باتری های نیکل-هیدرید فلز استفاده می شود که نسبت به باتری های نیکل-کادمیم ظرفیت بالاتری دارند و در برابر شارژهای متناوب مقاوم ترند. از آنجا که دفع این باتری ها راحت تر است از نظر محیط زیستی مفیدتر هستند. باتری دومین قطعه هزینه بر چراغ خورشیدی است.

LED: به صورت خطی روی یک مدار نصب می شوند. حرکت الکترون ها در یک نیمه رسانا باعث روشنایی LED می شود. به دلیل نداشتن سیم پیچ عمر بیشتری می کنند و گرما از خود تولید نمی کنند.

بعضی تولید کنندگان با قرار دادن LED درون یک حباب هالوژن کوچک روشنایی آن را بیشتر می کنند. البته با پیشرفت فناوری تولیدکنندگان به دنبال حذف حباب هالوژن و چراغ های تمام LED هستند. تنها استثناء پروژکتورها هستند که همچنان برای افزایش شدت روشنایی نیاز به حباب هالوژن دارند.

مدار الکتریکی: یکی از اجزای مهم چراغ خورشیدی است که در خیلی موارد کیفیت خوب و بد را مشخص می کند. سیم کشی تعیین می کند بازدهی تبدیل انرژی ذخیره شده به نور چه میزان است. مدار با کیفیت منتج به عمر طولانی تر و بازدهی بیشتر می شود.

زمان اجرا: مدت زمانی است که چراغ خورشیدی روشن می ماند. این زمان متفاوت است و می تواند از یک ساعت تا چند روز طول بکشد.

نصب: مونتاژ چراغ خورشیدی باید ساده باشد. معمولا پنل خورشیدی یک جز داخلی چراغ حساب می شود. البته گاهی به صورت جدا می باشد که باعث می شود پنل خورشیدی را در بهترین محل قرار بدهید تا بیشترین بازدهی را داشته باشید.

پنل خورشیدی

مزایای چراغ خورشیدی

  • چراغ های خورشیدی نور بیشتری نسبت به چراغ های معمولی تولید می کنند.
  • هنگامی که نور خورشید موجود نیست، می توان از الکتریسیته AC استفاده کرد.
  • با توجه به نیاز می توان چراغ های خورشیدی را روی دیوار یا زمین نصب کرد.
  • برخی چراغ ها به صورت خودکار روشن و خاموش می شوند.
  • چراغ های خورشیدی کوچک هستند. گاهی در جیب هم جا می شوند.

آبگرمکن خورشیدی

وقتی از انرژی خورشیدی حرف می زنیم، بیشتر مردم به پنل خورشیدی فکر می کنند. هر چند این تنها مکانیزم موجود برای استفاده از انرژی خورشید نیست. سیستم های آبگرمکن یا سیستم های حرارتی خورشیدی در مبحث انرژی های سبز از جایگزین های مناسب به شمار می آیند.

آبگرمکن خورشیدی انرژی خورشیدی را به آب گرم تبدیل می کند و شامل یک کلکتور است که نور را جذب و تبدیل به گرمایی می کند که برای مصارف خانگی و تجاری مناسب است. سیستم های حرارتی خورشیدی هم برای گرم کردن آب و هم محیط کاربرد دارند. سیستم های آبگرمکن انواع مختلفی دارند که معمول ترین آنها عبارتند از:

  • آبگرمکن خانگی
  • سیستم استخر / جکوزی
  • سیستم گرمایش فضا
  • سیستم های ترکیبی

برای اینکه بفهمیم سیستم حرارتی چیست، باید نگاه کوتاهی به چگونگی عملکرد این فناوری بیندازیم. به طور خلاصه مراحل تبدیل انرژی خورشیدی به گرمایی که مصرف خانگی دارد، به شرح زیر است:

  1. کلکتور ها یا پنل خورشیدی نصب شده روی سقف یا جایی دیگر نور خورشید را جذب می کنند.
  2. یک پمپ، سیال درون سیستم را از کلکتورها عبور داده و گرمای آن را به مخزن آب انتقال میدهد.
  3. زمانی که به آب گرم نیاز دارید، آب درون مخزن نیاز اولیه شما را تامین می کند.
  4. در این صورت اگر سیستم آب گرم شما مانند پکیج چه روشن باشد یا خاموش، آبگرمکن خورشیدی در زمانی کوتاه آب گرم را تامین می کند.

سرمایه گذاری در انرژی خورشیدی

تفاوت آبگرمکن خورشیدی و پنل خورشیدی

هر چند هر دو مکانیزم تکیه بر انرژی خورشید دارند ولی برای اهداف مختلف طراحی شده اند. پنل خورشیدی برای تولید الکتریسیته و آبگرمکن خورشیدی برای تولید گرما (گرم کردن آب و فضا) طراحی شده اند.

پس اگر بخواهید هم گرمایش و هم الکتریسیته سبز داشته باشد، باید روی هر دو نوع سیستم سرمایه گذاری کنید. هم یک منبع انرژی سبز دارید و هم پس از چندین سال سرمایه شما بازگردانده می شود زیرا پس از نصب آبگرمکن خورشیدی یا پنل خورشیدی از الکتریسیته و آب گرم رایگان بهره مند خواهید شد.

پنل خورشیدی
نصب آبگرمکن خورشیدی چند مزیت به همراه خواهد داشت:

  1. اولین و مهمترین آن یک منبع انرژی پاک است که بر منبعی تجدید پذیر و بی پایان تکیه دارد: انرژی نامحدود خورشید. با استفاده از انرژی خورشیدی به جای سوخت های فسیلی تولید گازهای گلخانه ای نیز به شدت کاهش می یابد.
  2. کمک بزرگی به کاهش هزینه های برق و گاز شما خواهد کرد به ویژه که علاوه بر تامین تمام نیاز گرمایشی شما، نیاز خاصی به نگهداری و تعمیر ندارد.
  3. این سیستم به صورت نامحدود عمل می کند زیرا انرژی خورشید همیشگی و رایگان است. همچنین در هر زمانی قابل اطمینان است حتی در زمستان که تابش خورشید طولانی نیست و از شدت کمتری برخوردار است.

مانند هر سرمایه گذاری باید پیش از انتخاب نوع سیستم کمی تحقیق کنید. با توجه به محل زندگی شما ممکن است سیستم های متفاوتی عرضه  شوند. همچنین بودجه، اندازه خانه و نوع سیستم نیز تاثیرگذارند. البته تعداد افرادی که از این سیستم قرار است استفاده کنند نیز اهمیت دارد.

مزایای پنل خورشیدی

پنل خورشیدی چیست؟

با برخورد فوتون ها به سلول خورشیدی الکترون­ها آزاد می شوند. ساختار نیمه رساناها در دو سمت سلول باعث حرکت الکترون­ها و ایجاد جریان الکتریکی می گردد. مجموعه ای از این سلول­های خورشیدی، یک پنل خورشیدی را تشکیل می دهند. چندین پنل خورشیدی در کنار هم یک ماژول و اتصال آنها به یکدیگر یک آرایه خورشیدی را ایجاد می کند. تعداد بیشتر پنل خورشیدی به معنای تولید انرژی بیشتر است.

پنل خورشیدی چطور الکتریسته تولید می­کند؟

پنل­های فتوولتائیک جریان الکتریکی مستقیم (DC) تولید می­کنند یعنی الکترون­ها در مدار تنها به یک سمت حرکت می کنند. مانند جریانی که یک باتری ایجاد می­کند. در حالی که در جریان الکتریکی متناوب (AC)، الکترون­ها به صورت متوالی مسیر حرکت خود را عکس می­کنند. به دلیل راحت و کم هزینه بودن انتقال جریان متناوب می بایست جریان مستقیم تولید شده را به جریان متناوب تبدیل نمود. حال چطور می توان جریان DC را به AC تبدیل کرد؟ از یک اینورتر استفاده می کنیم.

 پنل خورشیدی

اینورتر چگونه کار می­کند؟

اینورترها جریان مستقیم را از آرایه خورشیدی دریافت و آن را به جریان متناوب تبدیل می­کنند. اینورتر همانند مغز سیستم عمل می کند. علاوه بر تبدیل جریان DC به AC ، محافظت در برابر خطای زمین و وضعیت سیستم مانند ولتاژ و جریان در مدارهای DC و AC ، تولید انرژی و ردیابی حداکثر نقطه توان از جمله عملکردهای اینورتر می باشد.

از آغاز صنعت انرژی خورشیدی، اینورترهای مرکزی به کار گرفته می شده­اند. معرفی میکرواینورتر­ها یک گام بزرگ در صنعت فتوولتائیک شمرده می شود. میکرواینورترها برای هر پنل خورشیدی در نظر گرفته می شوند، نه مانند اینورتر مرکزی که برای کل سیستم خورشیدی نصب می شود. اینگونه هر پنل خورشیدی با حداکثر پتانسیل خود عمل می کند. با وجود اینورتر مرکزی، افتادن سایه روی یک پنل یا کثیفی آن موجب اختلال در عملکرد کل سیستم می شود. اما با بهره­گیری از میکرواینورتر، با وجود مشکل در یک پنل روی بازدهی بقیه سیستم تاثیری نمی پذیرد.

سیستم پنل خورشیدی چگونه کار می­کند؟

در اینجا عملکرد یک سیستم خانگی را بررسی می­کنیم. ابتدا پرتوهای خورشید به پنل­های خورشیدی نصب شده روی سقف می­تابند. این پنل­ها پوشش ضد انعکاسی دارند که جذب نور خورشید را افزایش داده و بیشتر در معرض تابش خورشید باشند. پنل خورشیدی انرژی را به جریان مستقیم تبدیل کرده و به اینورتر می فرستد. حال جریان متناوب تولید شده قابل استفاده در خانه می باشد. اما اگر در خانه نباشید تا از الکتریسیته تولیدی استفاده کنید، چه اتفاقی می­افتد؟ به وسیله سیستم مترینگ خالص (net metering) جای نگرانی وجود ندارد.

 پنل خورشیدی

اینورتر متصل به شبکه باعث می­شود در طول ساعات اوج تابش خورشید، انرژی مازاد بر نیاز کاربر تولید شده و در سیستم حفظ شود تا در شب و یا روزهای ابری از آن بهره­مند شود. این سیستم نسبت انرژی تولیدی به انرژی مصرفی را ضبط می کند.

با در نظر گرفتن نگرانی بیشتر مردم از اینکه در شب یا روز ابری چه کنند، ذخیره آزاد انرژی با وجود سیستم مترینگ خالص یک گام بزرگ پیش به سوی تمایل بیشتر به سیستم­های خورشیدی حساب می­گردد. همچنین کاهش چشمگیر هزینه این سیستم­ها در یک دهه گذشته علت دیگری برای رشد روزافزون سیستم­های خورشیدی است.
انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی پاک و قابل تکیه است. خورشید منیعی پایان ناپذیر به شمار می آید و جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی است. به کارگیری پنل خورشیدی فواید قابل توجهی برای اقتصاد و محیط زیست به دنبال دارد.

فواید انرژی خورشیدی

  1. صرفه جویی در هزینه ها

هزینه پنل خورشیدی و انواع دیگر انرژی خورشیدی در سه دهه گذشته به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. مهار انرژی خورشیدی با کمک فناوری هایی چون فتوولتائیک، گرمایش خورشیدی و سیستم حرارتی خورشیدی موجب کاهش هزینه و افزایش بازدهی شده است. علاوه بر این فناوری های خورشیدی بسیار قابل اطمینان هستند و پس از نصب نیاز به نگهداری اندکی دارند.

  1. کاهش هزینه الکتریسیته در بلند مدت

از زمان نصب پنل خورشیدی چه در خانه یا محل کار کاهش هزینه را در صورتحساب برق خود خواهید دید. در سال 2011 کاهش سالیانه 7% در هر وات ثبت شده است. در سال 2015 هزینه ها با سوخت های فسیلی برابری می کند.

  1. کمک به کاهش گرمایش زمین و آلودگی آن

انرژی خورشیدی نه تنها برای مصرف کننده پایدار است بلکه به طور نامحدود تجدیدپذیر می باشد. خورشید به صورت پاک و پایدار بدون ایجاد آلودگی سمی انرژی تولید می کند. پنل خورشیدی برای تولید الکتریسیته نیازی به آب ندارد در حالی که سوخت های فسیلی تاثیر بسزایی بر منابع آب می گذارند.

تحقیقات صورت گرفته توسط آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر آمریکا درباره تاثیرات محیطی ناشی از تولید 80% الکتریسیته کشور از طریق منابع تجدیدپذیر نشان می دهد انتشار CO2 می تواند تا 81% کاهش داشته باشد. در نتیجه روشن است که انرژی خورشیدی یکی از مهمترین راه حل ها برای بحران گرمایش زمین به حساب می آید و به عنوان جایگزین انرژی های تولید کننده CO2 می تواند با اثرات گازهای گلخانه ای بجنگد.

پنل خورشیدی

  1. ایجاد اشتغال و کمک به اقتصاد

انرژی خورشیدی و منابع تجدیدپذیر دیگر پتانسیل ایجاد فرصت های شغلی بیشتر را دارند. در واقع طبق مطالعه Brookings صنعت انرژی های تجدیدپذیر 2.7 میلیون شغل ایجاد می کند. در سال 2011 صنعت خورشیدی آمریکا 100000 نفر را به صورت پاره وقت و تمام وقت در بخش های نصب، تولید  و فروش مشغول به کار کرده بود. علاوه بر این نیروگاه خورشیدی مزایای اقتصادی دیگری نیز دارد. مثلا دولت می تواند از صاحبان پروژه های خورشیدی مالیات بگیرد.

 پنل خورشیدی

این درآمدهای دولت می تواند صرف خدمات عمومی به ویژه در مکان های دوردستی که این پروژه ها قرار دارند، بشود. همچنین این پروژه ها سرمایه ها را در اقتصاد داخلی نگه می دارند و صرف پول برای واردات زغال سنگ و گاز طبیعی را کاهش می دهند. در ضمن مناطق دور دست می توانند از مزیت فناوری های خورشیدی بهره مند شوند. از آنجا که امکان ایجاد نیروگاه خورشیدی در مکان های دوردست مانند کوهستان، جنگل یا جزیره ها که به شبکه برق رسانی متصل نیستند، وجود دارد. نیروگاه هایی با مقیاس بزرگ انعطاف پذیری بیشتری دارند و از طریق یک سیستم توزیع می توانند منطقه جغرافیایی وسیعی را پوشش دهند.

پنل خورشیدی در صنعت حمل و نقل

منابع انرژی جایگزین روز به روز به جایگاه بالاتری می رسند و صنایع مختلف را به خود جذب می کنند. صنعت حمل و نقل نیز از این قاعده مستثنا نیست.

اولین اتوبوس خورشیدی در سال 2013 میلادی در استرالیا به کار گرفته شد. شورای شهر آدلاید بر کاهش گازهای گلخانه ای مصر بود. چنانچه 30% از این گازها مربوط به حمل و نقل چه عمومی و چه شخصی می بود. این اتوبوس ها کاملا خاص بودند زیرا 100% الکتریکی بوده و بر خلاف نمونه های گازی یا هیبریدی هیچ گاز گلخانه ای منتشر نمی کردند.

البته این اتوبوس ها خود تولید انرژی نمی کردند و پنل خورشیدی روی آنها سوار نبود. بلکه یک باتری در آنها تعبیه شده بود که می بایست در ایستگاه مرکزی شارژ می شد و سپس اتوبوس با انرژی باتری به راه می افتاد. در یک روز کاری با ترافیک معمولی شارژ باتری امکان 200 کیلومتر رانندگی را می داد.

در این زمینه ایده های مختلفی روی کار آمدند اما ایده ای که توجه بسیاری را به خود جلب نموده است ایستگاه های اتوبوس خورشیدی است. در حقیقت فناوری آن بسیار ساده است. پنل خورشیدی روی ایستگاه اتوبوس نصب می شود و انرژی لازم برای روشنایی ایستگاه و تابلوهای تبلیغاتی و صفحه نمایش اطلاعات اتوبوس ها را تامین می کند. از نظر بعضی افراد این مسئله بسیار ساده و غیر ضروری است ولی در واقع مردم را به استفاده از روش های طبیعت دوستانه برای امور روزانه شان تشویق می کند.

پنل خورشیدی نصب شده روی ایستگاه اتوبوس الکتریسیته تولید می کند که اندازه گیری می شود و اگر نیاز باشد چراغ ها کم نور می مانند ولی خاموش نمی شوند. هرچند با با فناوری های جدید تولید انرژی بیشتر شده است و بنابراین انرژی مازاد به شبکه برق رسانی منتقل می شود.

روش های دیگر استفاده از انرژی خورشیدی

پروژه های جالب دیگری نیز در حال انجام هستند. مثلا اگر به قایق سواری علاقه دارید حتما درباره PlanetSolar شنیده اید. یا اگر هوانوردی برایتان جذاب است، با SplarImpulse آشنا هستید.

PlanetSolar

این قایق اصلا گازوئیل مصرف نمی کند و دی اکسید کربن نیز منتشر نمی کند. تنها بر 29124 سلول فتوولتائیک خود تکیه می کند. انرژی دریافتی توسط این تعداد پنل خورشیدی امکان حرکت قایق با بالاترین سرعت حتی در تاریکی کامل را تا 72 ساعت ایجاد می کند. این قایق می تواند 60 نفر را سوار کند و تمام نیازهای آنها را تنها از طریق انرژی خورشیدی برآورده کند. حداکثر سرعت آن 26 کیلومتر بر ساعت و میانگین سرعت 10 کیلومتر بر ساعت است. این پروژه یک موفقیت بزرگ به حساب می آید که در طول 3 سال گذشته سفرهای بسیاری داشته است.

 پنل خورشیدی

SolarImpulse

این تنها هواپیمایی است که تنها با استفاده از انرژی خورشیدی روز و شب پرواز می کند. سلول های فتوولتائیک انرژی مورد نیاز برای پرواز تا 36 ساعت را تامین می کنند. این پروژه بلندپروازانه ترین از نوع خود بوده است. هدف آن در حال حاضر پرواز به دور دنیا است. این هواپیمای تک سرنشین به حداکثر سرعت 70 کیلومتر بر سرعت می رسد. در سال 2014 نیز نمونه قوی تر آن را به نام SolarImpulse2 ساختند.

 پنل خورشیدی

روکش جدید پنل خورشیدی

دانشمندان دانشگاه استنفورد روکش جدیدی برای سلول های خورشیدی تولید کرده اند که به صورت خودکار سلول را خنک می کنند و نیاز به استفاده از تهویه یا خنک کننده مجزا را برطرف می نمایند. این روکش موجب بازدهی بیشتر می شود زیرا جذب انرژی را بیشتر می کنند و دیگر انرژی یا آب به منظور کاهش دما مصرف نمی شود.

البته مزیت این روکش تنها در بازدهی سلول خورشیدی نیست بلکه بر عمر پنل خورشیدی نیز می افزاید و توان خروجی کل سیستم را افزایش می دهد.

اگر پنل خورشیدی برای مدتی طولانی در آفتاب کامل قرار بگیرد، دمای سلول ها ممکن است تا °55 سانتیگراد بالا برود. چنین دمای بالایی منجر به هدر رفتن انرژی و کاهش عمر پنل خورشیدی نیز می شود. زیرا گرمای شدید موجب فرسایش و اختلال در عملکرد آن می گردد.

 پنل خورشیدی

روکش سلول خورشیدی چطور عمل می کند؟

اساسا روکش یک فناوری منفعل است که سلول های خورشیدی را حتی در هوای گرم نسبتا خنک نگه می دارد. با افزودن یک لایه نازک سیلیس روی سلول از انتقال گرما جلوگیری می کند و همین دمای آن را پایین تر می آورد. روکش جدید ساختاری مخروطی یا هرمی در مقیاس نانو دارد که روی لایه سیلیس می نشیند.

این مواد نانو گرمای اضافی را از سطح سلول منحرف و به خارج از آن هدایت می کنند و از بالا رفتن بیش از حد دما جلوگیری می کنند. سیلیس می تواند طول موج های خاصی را دچار شکست کند، بدون اینکه در عملکرد پنل خورشیدی اختلال ایجاد کند.

این ماده لایه نازکی از سیلیس است که برای نور مرئی به عنوان ماده شفاف عمل می کند و تمام طول موج آن را عبور می دهد اما گرما را به عنوان مادون قرمز جذب می کند. بنابراین این روکش گرما را از سلول خورشیدی بیرون می کشد و به جو انتقال می دهد و خنک شدن آن را سبب می شود. در آزمایشی که صورت گرفت این روکش به نور مرئی اجازه عبور داد اما دمای سلول تا حدود °12 سانتیگراد کاهش یافت. محققان بیان کرده اند که این کاهش دما در سلول سیلیکونی بازدهی را تا 1% افزایش می دهد.

 پنل خورشیدی

سلول های خورشیدی چگونه عمل می کنند؟

سلول های خورشیدی یا فتوولتائیک انرژی خورشیدی را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می کنند. با اتصال چندین سلول، پنل خورشیدی تشکیل می شود که شامل نیمه رساناهایی مانند سیلیکون است که نور خورشید را جذب و بر اساس اثر فتوولتائیک تبدیل به جریان الکتریکی مستقیم (DC) می کنند.

بیشتر سلول های خورشیدی 20% انرژی خورشیدی را جذب می کنند در حالی که پربازده ترین سلول ها 40% از انرژی خورشیدی را جذب می نمایند. با توجه به اینکه خورشید با توان 1000 وات بر مترمربع بر زمین می تابد، این رقم ها چندان زیاد هم نیستند. دانشمندان همچنان بر انواع فناوری کار می کنند تا برای بهبود زندگی بشر و وضعیت کره زمین بازدهی انواع پنل خورشیدی را افزایش دهند. روکش سیلیس یک گام مهم و ضروری در صنعت سلول خورشیدی است که باعث جذب 100% انرژی خورشید می شود.

انتخاب پنل خورشیدی مناسب

حال فرض کنیم تصمیم گرفته اید برای خانه یا محل کارتان از پنل خورشیدی استفاده کنید تا با انرژی پاک الکتریسیته مورد نیاز خود را تولید کنید. حال چطور پنل مناسب خود را انتخاب می کنید؟ در ادامه به معیارهای خرید یک سیستم درست و مناسب اشاره می کنیم تا بتوانید انتخاب دقیقی داشته باشید. باید بدانید سیستم پنل خورشیدی یک سرمایه گذاری بلند مدت است و به جز هزینه آن جوانب دیگری نیز وجود دارد که باید در نظر گرفت.

هزینه پنل خورشیدی

مسلما اولین معیار در مقایسه پنل های خورشیدی قیمت آنهاست. متغیرهای مختلفی در قیمت پنل خورشیدی دخیل هستند: اندازه، توان خروجی، برند، کیفیت تجهیزات، دوام و گواهینامه هایی که باید داشته باشد.

یک معیار کلیدی برای انتخاب پنل خورشیدی هزینه است. ولی نباید اولین و آخرین معیار باشد. زیرا ارزان ترین سیستم لزوما بیشترین بازدهی را ندارد و در بلند مدت بهترین گزینه نخواهد بود. این که چگونه پنل خورشیدی را انتخاب کنیم می تواند یک ریسک باشد اما این پنل ها بیش  از 30 سال عمر می کنند بنابراین کیفیت بالا بر قیمت پایین ارجحیت دارد.

کیفیت پنل خورشیدی

چگونگی ساخت پنل خورشیدی و کیفیت مواد اولیه از اهمیت بسیاری برخوردارند. تولیدکنندگان بسیاری هستند که پنل خورشیدی با کیفیت، قیمت و بازدهی متفاوت تولید می کنند.  تولیدکنندگانی هستند که به کیفیت اهمیت بسزایی می دهند و در زمینه تحقیق و توسعه سرمایه گذاری می کنند. در مقابل برخی تولید کننده ها تنها قطعات را مونتاژ می کنند و در نتیجه تحقیق و توسعه معنایی برایشان ندارد. هرچند پنل های آنها مقرون به صرفه می باشد.

هنگام انتخاب شرکت تولیدی پنل خورشیدی بهتر است درباره تاریخچه آن تحقیق کنید و نظر کسانی را که از آنها خرید داشته اند، جویا شوید. از آنجا که سرمایه گذاری بزرگی قرار است انجام دهید مهم است که کمی تحقیق کنید و ببینید آیا مشتریان آنها راضی بوده اند.

 پنل خورشیدی

بازدهی انرژی

بازدهی به معنای نسبت میزان نوری از کل پرتوهای تابیده است که تبدیل به الکتریسیته می شود و توان خروجی سیستم را تعیین می کند. بازدهی بیشتر به معنای کیفیت بالاتر است. البته همیشه راه حل درست این نیست که بزرگترین و پربازده ترین پنل خورشیدی را انتخاب کنید. زیرا مجبور می شوید بیش از نیازتان پول بپردازید. شما باید نیازهای خود را بسنجید و مطابق آن پنل مناسب را انتخاب کنید.

دما

دما به معنای تاثیری است که گرما روی عملکرد پنل خورشیدی می گذارد. زیرا گرمای بیش از حد بر کارایی آن اثر منفی می گذارد و از عمر مفیدش می کاهد.

 پنل خورشیدی

 

استقامت

این عامل نشانه ای از اعتماد تولیدکننده به محصول خود است. معمولا پنل های خورشیدی 25 سال ضمانت می شوند. اگر تولیدکننده ای ضمانت طولانی مدتی ارائه نمی کند باید به کیفیت محصول شک کنید زیرا سازنده نمی خواهد مسئولیت آن را بر عهده بگیرد.

اندازه

باید دقت کنید اندازه پنل خورشیدی به حدی باشد که میزان انرژی مورد نیازتان را برآورده کند. پنل بزرگتر توان خروجی بیشتری تولید می کند. با توجه به میزان الکتریسیته ای که برای لوازم خانه نیاز دارید میزان وات سیستم را بررسی کنید.

پنل خورشیدی انعطاف پذیر

با رشد انرژی های تجدید پذیر در سال های اخیر پنل خورشیدی تغییرات بسیاری را شاهد بوده است، از مواد مختلفی که در ساخت آنها به کار گرفته شده است تا اندازه، شکل و توان خروجی آنها. در میان ویژگی های پنل خورشیدی انعطاف پذیر می توان به وزن کم و ماهیت تطبیق پذیر آنها اشاره کرد که موجب حمل و نقل راحت آنها شده است.

ضخامت این پنل ها حداکثر 200 میکرومتر است که از موی انسان کمی ضخیم تر است. پنل خورشیدی انعطاف پذیر قابلیت رول شدن و تا شدن دارد. مشخصه ای که پنل های خورشیدی معمول به دلیل سختی و استحکام نمی توانند داشته باشند. انعطاف پذیری این پنل ها شکنندگی و وزن آنها را کمتر  از پنل خورشیدی قاب دار کرده است و باعث می شود در نور کم نیز به خوبی عمل کنند.

 پنل خورشیدی

در مقایسه با پنل خورشیدی سیلیکونی، بازدهی پنل های انعطاف پذیر کمتر است که در برابر مزیت های آن اهمیت کمی دارد. این پنل ها توسط پرینتر ساخته می شوند که تولید انبوه آنها را راحت می سازد. این پرینترها در دقیقه 100 متر فیلم لایه بندی شده تولید می کنند. همچنین ساخت آنها مقرون به صرفه تر از پنل های معمول است. مصرف مواد اولیه پنل خورشیدی انعطاف پذیر کمتر است و پس از پایان عمرشان می توانند بازیافت شوند. در اینجا به مواردی که پنل خورشیدی انعطاف پذیر کاربرد دارد اشاره می کنیم:

  • پنل خورشیدی انعطاف پذیر قابل حمل هستند به همین دلیل می توانند در اتومبیل ها، کاروان ها و قایق ها به کار گرفته شوند.
  • میتوانند برای شارژ باتری های خورشیدی استفاده شوند.
  • پنل خورشیدی انعطاف پذیر سیستم های منفصل از شبکه و مقرون به صرفه برای خانه ها می باشند.
  • مطابقت پذیری با محصولات جدید که از انرژی خورشیدی بهره می برند.

این نوع پنل ها کاملا مناسب سفرهایی شامل پیاده روی، دوچرخه سواری، قایق سواری و کوهنوردی می باشد. پنل های انعطاف پذیر و رولی برای قایق ها مناسب هستند زیرا می توانند نیاز انرژی موتور قایق را کاهش دهند.

 پنل خورشیدی

ویژگی های پنل خورشیدی انعطاف پذیر

پنل خورشیدی انعطاف پذیر در شرایط گوناگون و اقلیم های متفاوت قابل استفاده هستند. در مقایسه با پنل های معمول سخت، این پنل ها ویژگی های متفاوتی دارند. در ادامه به برخی از آنها اشاره می کنیم.

  • پنل های خورشیدی انعطاف پذیر در سایزهای گوناگونی موجود هستند که نیازهای مختلفی را پاسخگو می باشند.
  • با مواد اولیه درجه یک و فرایند عالی تولید می شوند.
  • یک منبع انرژی قابل اطمینان و مفید برای دستگاه های مختلف به شمار می روند.
  • برای ساخت شارژر، محصولات یا ژنراتور خورشیدی توسط خودتان عالی هستند.

البته یکی از معایب این نوع پنل ها بازدهی کمتر نسبت به پنل های معمولی است. بنابراین برای رسیدن به توان خروجی دلخواه نیاز به تعداد پنل بیشتری خواهید داشت که برای پروژه هایی با محدودیت فضا یک مانع حساب می شود. مثلا سقف خانه ها محدود است و با پنل های انعطاف پذیر ممکن است انرژی مورد نیاز تامین نشود. ولی استحکام و قابلیت حمل آنها را به گزینه های فوق العاده ای برای پروژه های کوچک تر بدل کرده است.

پنل خورشیدی قابل حمل

بسیاری خانه ها و شرکت ها در سراسر دنیا مجهز به پنل خورشیدی شده اند. می توان سیستم های خورشیدی را به راحتی مشاهده کرد. انگیزه مالی قضیه یعنی کاهش چشم گیر هزینه ها افراد زیادی را به سمت این سیستم ها کشانده است. البته هنوز یک جای خالی در این صنعت وجود دارد و آن پنل خورشیدی متحرک است که بتوانیم با خود به همه جا ببریم.

پنل خورشیدی قابل حمل تمام آن چیزی است که از نامش بر می آید. پنل کوچکی که بتوان با خود همسفر کرد. در حال حاضر یکی از معایب این سیستم ها توان خروجی پایین آنهاست، هر چند به منظور شارژ کردن دستگاه های کوچکی چون تلفن همراه طراحی شده اند. ویژگی کلیدی آنها قابلیت حمل است که بدین منظور اندازه پنل ها متفاوت است اما با این حال بزرگترین پنل خورشیدی نیز به راحتی در اتومبیل جای می گیرد و قابل حمل و نقل است.

 پنل خورشیدی

قیمت پنل خورشیدی قابل حمل

پنل خورشیدی قابل حمل اصولا در یک کیت شامل تجهیزاتی که مورد نیاز است، ارائه می شوند. کیت های کوچک در حدود 200 پوند عرضه می شوند که این قیمت با افزایش توان خروجی آنها بالا می رود. پنل های بزرگتر قیمتی حدود 400 پوند دارند که با توجه به مزایایشان اصلا بد نیست. علاوه بر این هزینه ای برای نگهداری نیازی نیست چنانچه تمیز کردن پنل ها ساده است  و بر خلاف پنل خورشیدی روی سقف، نیازی به نصب ندارند.

مزایای پنل خورشیدی قابل حمل

کیت های پنل خورشیدی قابل حمل ویژگی های مهمی دارند که آنها را به محصولاتی با کیفیت فوق العاده تبدیل کرده است:

  • کیت پنل خورشیدی حتی کنترل شارژ آن کاملا ضدآب هستند و استفاده از آنها در هر شرایط آب و هوایی امکان پذیر است.
  • پنل خورشیدی مونوکریستال قابل تا شدن از سلول هایی با کیفیت عالی و بازدهی بالا ساخته شده اند.
  • کیف نگهدارنده سیستم جعبه ای محکم و محافظ است که دارای لایه ای فوم است تا از آسیب دیدن شیشه و چارچوب در اثر ضربات جلوگیری کند.
  • کنترل شارژ تمام خودکار و پیشرفته از اورشارژ محافظت می کند و از چند نوع باتری با پارامترهای شارژ مختلف برای حداکثر بازدهی پشتیبانی می کند.

 پنل خورشیدی

زمانی که مدتی را بیرون از خانه خواهید گذراند و برای تامین انرژی وسایلتان نیاز به الکتریسیته دارید، پنل خورشیدی قابل حمل یک همراه فوق العاده برای شما خواهد بود. از آنجا که خورشید یک منبع انرژی پایان ناپذیر و برای همگان در هر مکان در دسترس می باشد، پنل های خورشیدی را کاملا قابل اطمینان ساخته است.

هر چند ممکن است در سفر بودن باعث شود در مواقعی به علت سایه، ابری بودن هوا و موارد دیگر امکان تولید انرژی نباشد. اما در مجموع مزایای این سیستم انکار ناپذیر است. اندازه کوچک آنها مانورپذیری بالایی را ایجاب می کنند. یک کیت 12 ولت به اندازه یک کیف دستی است بنابراین جای دادن در هر مکانی آسان است. با توجه به سایز این کیت می تواند 80-120 وات انرژی را تامین کند. چنین کیت هایی شامل پایه، کنترل شارژ خورشیدی، کابل 5 متری و هر چیزی که برای شارژ باتری نیاز است، می باشند.

نیروگاه خورشیدی

نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک یا حرارتی؟

 

جمع آوری انرژی خورشید و بهره وری از آن از طریق دو فناوری صورت می گیرد: سیستم های فتوولتائیک و حرارتی.  مهمترین تفاوت این دو سیستم در فرایند تولید انرژی آنهاست. سیستم فتوولتائیک بر اساس اثری به همین نام عمل می کند. فوتون ها با برخورد به مواد نیمه رسانا الکترون های آنها را آزاد و موجب حرکت آنها و تولید جریان الکتریکی می شوند. اما در سیستم حرارتی از انرژی خورشیدی برای گرم کردن یک مایع خاص استفاده می شود و بخار حاصل از آن یک توربین یا ژنراتور را به حرکت درمی آورد.

تعداد پنل های خورشیدی در سیستم فتوولتائیک میزان جریان و ولتاژ خروجی را تعیین می کنند. در سیستم متصل به شبکه وجود یک اینورتر الزامی است. فرایند سیستم حرارتی کمتر پیچیده است اما به همان اندازه سیستم فتوولتائیک در تولید انرژی مفید می باشد. انرژی خورشیدی متمرکز می شود تا مایع مورد استفاده به دمای بالایی برسد. کلکتورهای دمای پایین یا متوسط به صورت پنل های مسطح یا لوله های خلا می باشند. کلکتورهای دمای بالا متشکل از سیستم های خورشیدی متمرکز مانند خطی-سهموی، بازتابنده فرنل، دیش استرلینگ و برج های خورشیدی می باشند.

نیروگاه خورشیدی

نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک بر دو نوع هستند: متصل به شبکه و منفصل از شبکه. نوع اول می تواند از طریق اینورتر شبکه برق رسانی را تغذیه کند. نوع منفصل از شبکه برای مصرف داخلی (روشنایی، گرمایش، گرم کردن آب و …) استفاده می شود و از باتری برای ذخیره انرژی تولیدی بهره می گیرد.

نیروگاه خورشیدی حرارتی معمولا با یک سیستم گرمایشی مرکزی همراه می شود تا زمانی که دمای مایع از حد معینی پایین تر می آید، وارد عمل شود. به عنوان جایگزین آن از یک کمپرسور داخلی استفاده می شود که در این صورت سوخت فسیلی حذف می شود. همچنین برای گرمایش محیط می توان از این سیستم استفاده کرد که در کشورهایی چون سوئد مرسوم است.

مزایای نیروگاه فتوولتائیک

  • طراحی نیروگاه فتوولتائیک آسان تر از حرارتی است. تعداد زیادی پنل خورشیدی که به صورت موازی یا سری به هم متصل می شوند. در حالی که در نیروگاه خورشیدی حرارتی انرژی باید از یک مایع داغ به یک ژنراتور یا توربین منتقل شده و تبدیل به الکتریسیته شود که فرایندی پیچیده و متفاوت دارد.
  • در مقیاس های کوچک تر سیستم فتوولتائیک تطبیق پذیرتر از سیستم حرارتی است. چون می تواند انرژی مورد نیاز بسیاری دستگاه ها را تامین کند. در حالی که سیستم حرارتی برای گرمایش فضا و آب مناسب است.

نیروگاه خورشیدی

مزایای نیروگاه خورشیدی حرارتی

  • از آنجا که سیستم حرارتی مستقیما الکتریسیته تولید نمی کند، قابلیت ذخیره انرژی دارد. تانکر آب تعبیه شده در سیستم می تواند حرارت را حفظ کند. البته ذخیره الکتریسیته معمولا یک مزیت به شمار نمی آید اما هدر رفتن انرژی در سیستم فتوولتائیک را ناکارآمد می سازد. بنابراین الکتریسیته تولید شده توسط نیروگاه حرارتی را یکنواخت و قابل اعتمادتر ساخته است.
  • برای مصارف خانگی سیستم حرارتی ساده تر از فتوولتائیک است. باید توجه داشت سیستم حرارتی گرما و فتوولتائیک الکتریسیته تولید می کنند. پنل های حرارتی همچنین کنتر فضا را اشغال می کنند.

 

 

 

ساختار پنل خورشیدی

ساختار پنل خورشیدی

پنل خورشیدی به عنوان مبدل انرژی خورشیدی به الکتریسیته، مهمترین بخش یک سیستم خورشیدی است. یک پنل خورشیدی مجموعه ای از سلول های خورشیدی است. حال نگاهی بیندازیم به ساختار و عملکرد این سلول ها.

یک سلول خورشیدی متشکل از یک پیوند p-n است که به موجب اثر فتوولتائیک انرژی خورشیدی را به طور مستقیم به جریان الکتریکی مستقیم (DC) تبدیل می کند. این فرایند تبدیل انرژی، نیازمند ماده ای است که فوتون ها را جذب کند و الکترون های لایه ظرفیت خود را به سطح انرژی بالاتر برساند و جریانی از این الکترون ها برقرار شود. سیلیکون یکی از این نوع مواد می باشد. بیشترین ماده مورد استفاده در ساخت پنل خورشیدی همین سیلیکون است. پنل خورشیدی در دو نوع کریستال و لایه نازک تولید می شوند.

پیوند p-n

این پیوند از اتصال دو ماده نیمه رسانای نوع p و  n بوجود می آید. در نتیجه الکترون های لایه ظرفیت نوع  n با حفره های خالی نوع p هم پوشانی می کنند. الکترون ها به سمت حفره های p حرکت می کنند و ماده نوع n تبدیل به یون مثبت می شود. در مقابل حرکت حفره ها به سمت n ماده نوع p را تبدیل به یون منفی می کنند. این حرکت الکترون ها در واقع جریان الکتریکی تولید می کند.

ساختار پنل خورشیدی

اثر فتوولتائیک

اثر فتوولتائیک در سال 1839 میلادی توسط فیزیکدان فرانسوی بکرل کشف شد. وی متوجه شد بعضی مواد در معرض نور مقادیر کوچکی جریان الکتریکی تولید می کنند. البته خود این جریان به تنهایی کافی نیست بلکه ولتاژ هم باید ایجاد شود. این پدیده فتوولتائیک نام دارد. با وجود جریان و ولتاژ معین، توان الکتریکی خواهیم داشت و می توان از انرژی حاصل برای تامین الکتریسیته وسایل مختلف استفاده کرد.

سیلیکون ماده ای براق است که بخشی از فوتون ها را پیش از جذب منعکس می کند. بنابراین یک پوشش ضد انعکاس روی آن قرار می دهند تا دفع فوتون ها کاهش یابد. برای محافظت بیشتر یک صفحه شیشه ای روی سلول قرار می گیرد. ماژول ها از کنار هم قرار دادن چندین پنل خورشیدی تشکیل می شود تا میزان کافی از جریان و ولتاژ ایجاد شود. ماژول ها درون یک چارچوب جای می گیرند و پایانه های مثبت و منفی به آنها متصل می شوند.

ساختار پنل خورشیدی

نور از فوتون هایی با سطح انرژی های متفاوت تشکیل شده است.  برخی از آنها انرژی لازم برای ایجاد جفت الکترون-حفره را ندارند. البته برای برانگیختن الکترون تنها نیاز به انرژی معینی به میزان 1.1 الکترون ولت برای سیلیکون کریستال می باشد. این میزان انرژی را گاف انرژی یک ماده می نامند. اگر فوتون انرژی بیشتری از گاف انرژی داشته باشد، مازاد آن نیز از بین می رود. این دو مسئله باعث می شوند تا 70% انرژی تابشی به سلول از بین برود.

حال چرا از موادی با گاف انرژی بیشتر استفاده نکنیم؟ متاسفانه ولتاژ مورد نیاز را گاف انرژی تعیین می کند. اگر جریان بیشتری تولید شود، ولتاژ کمتری خواهیم داشت. گاف انرژی بهینه برای توازن این دو عامل در حدود 1.4 الکترون ولت برای سلول ساخته شده از یک ماده می باشد.

مراحل-ساخت-نیروگاه-خورشیدی

مراحل ساخت نیروگاه خورشیدی

 فناوری های انرژی خورشیدی همچنان در حال پیشرفت هستند. روی سقف خانه تان پنل خورشیدی نصب می کنید و انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می کنید. البته سیستم های پیشرفته تر در روزهای ابری یا شب هم توانایی تولید انرژی دارند. در هر حال در این شرایط بازدهی آنها کمتر می شود. البته خود جو زمین جلوی بخشی از انرژی خورشید را می گیرد و به فضا برمی گرداند.

حال تصور کنید بتوانیم در مدار زمین در فاصله ای فراتر از 35000 کیلومتر یک نیروگاه خورشیدی بسازیم. تحقیقات صورت گرفته توسط ناسا و شرکت های فضایی دیگر نشان می دهد از نظر فناوری مانعی برای ساخت نیروگاه خورشیدی فضایی وجود ندارد. بلکه مانع اصلی بحث مالی پروژه است که چالش بزرگی است.

ماهواره های خورشیدی از تعداد زیادی پنل فتوولتائیک در مدار استفاده می کنند که از طریق فرستنده های امواج رادیویی انرژی خورشیدی را به گیرنده های بسیار بزرگ روی زمین منتقل می کنند. این انرژی می تواند هم به عنوان مکمل و هم جایگزین الکتریسیته مرسوم باشد.
پنل خورشیدی
با وجود پنل خورشیدی در فضا شبانه روز، هفت روز هفته و 99% سال انرژی خورشیدی خواهیم داشت. چون محور زمین مورب است ماهواره خورشیدی می تواند تقریبا همیشه نور خورشید را جذب کند. یک نیروگاه خورشیدی فضایی می تواند 250 مگاوات انرژی تولید کند و این رقم را تا 5 گیگاوات هم افزایش دهد.

امکان ساخت نیروگاه خورشیدی فضایی

انرژی خورشیدی موجود در فضا بسیار بسیار بزرگتر از انرژی روی زمین می باشد. خورشید با داشتن عمری در حدود 4-5 بیلیون سال می تواند منبع انرژی دراز مدت ما باشد. از آنجا که زمین تنها یک بخش از  2.3 بیلیون توان خورشید را دریافت می کند، تا کنون نیروگاه خورشیدی فضایی بهترین منبع انرژی شناخته می شود.

انرژی خورشیدی در تمام سفینه های فضایی استفاده می شود اما بهره برداری از آن در مقیاسی چند برابر با انتقال بی سیم می تواند تمام نیاز بشریت را تامین کند. در طراحی های جدید به جای کابل کشی به طول چند کیلومتر به انتقال بی سیم انرژی از طریق امواج مایکروویو یا لیزر به آنتن های گیرنده می اندیشند.
پنل خورشیدی
برای ساخت نیروگاه خورشیدی فضایی نیاز به فناوری ها و زیرساخت هایی هست که به چند مورد اشاره می کنیم:

  • سفینه های کم هزینه تر و دوستدار محیط زیست. سفینه های امروزی هم بسیار گران تمام می شوند و هم خطر جدی برای جو محسوب می شوند.
  • انتقال انرژی. چالش اصلی ارزیابی بهترین روش انتقال انرژی از ماهواره ها به سطح زمین می باشد که کمترین تاثیر منفی را بر محیط زیست داشته باشند.
  • ساخت و عملیات در مدار زمین در مقیاسی بزرگ. به منظور جذب هر چه بیشتر انرژی می بایست ماهواره ها بزرگ باشند، حتی بزرگتر از ماهواره هایی که در ایستگاه فضایی بین المللی وجود دارند.

هر چند تبدیل این فناوری ها به یک نیروگاه واقعی نیازمند کار بسیار زیادی است اما از نظر منطقی دور از دسترس نیستند و برای بسیاری جذابیت دارد.  نیروگاه خورشیدی فضایی می تواند مشکل انرژی ما را برای مدت بسیار طولانی حل کند. هر چه زودتر اقدام کنیم، زودتر این «مدت طولانی» را آغاز کرده ایم.

فرایند ساخت نیروگاه خورشیدی نیازمند تلاشی مضاعف ضمن صرف زمان، سرمایه و تخصص می باشد. مراحل طی این فرایند را می توان به شرح ذیل دسته بندی نمود:

  1. انتخاب مکان نیروگاه: انتخاب مکانی مناسب برای ساخت نیروگاه خورشیدی بسیار حیاتی است. این مکان باید دور از سایه و درختان باشد و دسترسی آسان به جاده و شبکه برق رسانی داشته باشد.
  2. بررسی ابتدایی مالی : بر اساس اطلاعات کلی شامل تابش خورشید، هزینه زمین و ارتباط با شبکه برق رسانی انجام می شود.
  3. مالکیت زمین: در این مرحله باید تملیک یا اجاره زمین صورت پذیرد.
  4. طراحی مهندسی / انتخاب فناوری: طراحی مهندسی همزمان با انتخاب فناوری و فروشنده تجهیزات خورشیدی آماده سازی می­شود.
  5. مجوزها: در این مرحله می بایست چندین مجوز را کسب نمود که بسته به مکان متفاوت است و زحمت و هزینه زیادی خواهد داشت. معمولا 15-20% هزینه پروژه نیروگاه خورشیدی مربوط به این بخش است.
  6. توافق نامه خرید الکتریسیته: که باید توسط واحدی که الکتریسیته تولیدی را خواهد خرید، امضا گردد.
  7. انتخاب EPC: باید یک پیمانکار EPC انتخاب شود. بر اساس نوع قرارداد ممکن است خرید پنل­های خورشیدی، اینورتر و سازه بر عهده شما باشد.
  8. امور مالی: امور مالی پروژه باید انجام شود. این نوع پروژه­ها نیاز به سرمایه اولیه بالا و هزینه عملیات و نگهداری بسیار پایین دارند. معمولا 60-80% هزینه­ها بدهکاری است.
  9. آزمایش و اتصال به شبکه برق رسانی: پس از اتمام ساخت نیروگاه و پیش از اتصال به شبکه برق رسانی باید عملکرد نیروگاه آزمایش شود.
  10. عملیات و نگهداری در حین کار نیروگاه: عمر یک نیروگاه خورشیدی حدود 25-30 سال می باشد و نیاز کمی به نگهداری و کنترل دارد. ایمورترها باید پس از 10-15 سال جایگزین شوند. در صورت خرابی یک ماژول خورشیدی باید تعویض شود تا کارایی نیروگاه را مختل نکند.

پنل خورشیدی

ساخت نیروگاه خورشیدی نیاز به مدیریت پروژه و مهارت های فنی متمایز از پروژه های صنعتی با ویژگی های خاص دارد. مراحل ذکر شده در بالا چکیده ساده ای از فرایند ساخت نیروگاه خورشیدی است. در واقع چنین پروژه ای نیازمند مهارت های خاص و دقیق می باشد. مدت زمان تکمیل یک نیروگاه با توجه به مجوزها و تجربه و تخصص از 3 ماه تا 2 سال خواهد بود.

نیروگاه خورشیدی با ظرفیت بالا

در نیروگاه­های عظیم از پنل­­های خورشیدی استفاده می شود. تعداد این پنل­ها ممکن است هزاران یا میلیون­ها باشد. مثلا نیروگاه خورشیدی 290 مگاواتی آریزونا از 4.9 میلیون پنل خورشیدی تشکیل شده است. سعی می شود در چنین مقیاس­هایی ماژول­های خورشیدی با حرکت خورشید بچرخند تا دریافت پرتوهای خورشید تا 40% افزایش یابد.

در طی سال­های اخیر هزینه راه اندازی سیستم­های خورشیدی کاهش چشمگیری داشته است و باعث شده است این هزینه به نیروگاه­هایی که با سوخت فسیلی کار می کنند، نزدیکتر شود. بخش بزرگی از این کاهش به موجب پیشرفت­های فناوری و تولید ارزان­تر پنل خورشیدی در چین صورت گرفته است.

همچنین ساخت نیروگاه خورشیدی باعث ایجاد اشتغال در زمینه­های تولید، ساخت، عملیات و نگهداری می شود  که به مراتب بیشتر از میزان شغل­های نیروگاه های فسیلی است.

پنل خورشیدی

نیروگاه خورشیدی ساحلی

منابع انرژی جایگزین مانند مزارع بادی ساحلی تمام مزایایی را که آب می تواند داشته باشد، به همراه دارند. انتظار می رود نیروگاه خورشیدی یک رقیب جدی برای توربین های بادی باشد زیرا در حال حاضر پروژه های پنل خورشیدی شناور بسیاری در دست اقدام است.

البته جای تعجبی ندارد چون توربین های بادی ثابت کرده اند که دریا مکان مناسبی برای احداث نیروگاه می باشد. در ضمن ما روی «سیاره آبی» زندگی می کنیم که 71% سطح آن را آب پوشانده است. از آنجا که از این آب ها همانند زمین ها استفاده نمی کنیم، محل مناسبی برای نیروگاه های انرژی های تجدیدپذیر هستند.

بدون شک پنل های خورشیدی فوق العاده هستند اما در بسیاری موارد از تمام قابلیت هایشان استفاده نمی شود. پنل ها نیاز دارند در طول روز از تمام نور تابیده شده بهره ببرند هر چند در بسیاری موارد این اتفاق نمی افتد. بنابراین چشم انداز نیروگاه خورشیدی ساحلی بی نظیر به نظر می رسد.
پنل خورشیدی

ایده و مفهوم

شرکت های زیادی مفاهیم متفاوتی از نیروگاه خورشیدی شناور ارائه کرده اند. برای نمونه DNV (شرکت بازرسی و کنترل کیفیت جهانی) آشکار کرد آرایه های خورشیدی شناوری طراحی شده است که با توربین های بادی ساحلی رقابت می کنند. هدف این پروژه ساخت جزیره های مصنوعی متصل به هم است که 4200 پنل خورشیدی را در زمینی به مساحت یک زمین فوتبال جا ی می دهد.

این جزیره ها می توانند الکتریسیته بیش از 30000 نفر را تامین کنند. اگر چه این طرح موفقیت آمیز خواهد بود اما در حال حاضر متوقف شده است. زیرا بررسی ها نشان داده است با وجود تعداد زیادی مزارع ساحلی نفت و گاز ساخت مزارع انرژی حادثه آفرین خواهد شد.

یک شرکت سوییسی به نام Viteos نگرشی متفاوت را برگزیده است و در حال ساخت جزیره های مصنوعی کوچک تری است که در مکان هایی که هیچ مزرعه انرژی ساحلی وجود ندارد، شناور خواهند شد. همچنین ماموریت این شرکت بررسی اثرات مخرب آب روی تاسیسات نیروگاه می باشد. بیشتر تمرکز بر تحقیق و توسعه می باشد تا تولید خالص انرژی.
پنل خورشیدی

چگونه آب دریا به کمک تولیدکنندگان پنل خورشیدی می آید؟

آب دریا می تواند معادلات تولید کنندگان پنل خورشیدی و کل صنعت انرژی خورشیدی را بر هم بزند. از آنجا که یکی از عناصر کلیدی پنل های فتوولتائیک کادمیم کلراید می باشد که بسیار سمی و گران می باشد، تاثیر بسزایی بر فرایند تولید و قیمت پنل های خورشیدی خواهد داشت.

محققان دانشگاه لیورپول متوجه شده اند آب دریا حاوی منیزیم کلراید می باشد که می تواند جایگزین مناسبی برای کادمیوم کلراید باشد. این موضوع بدین معناست که این عنصر کلیدی به وفور یافت خواهد شد. تفاوت قیمت این دو ماده شگفت انگیز است و به عنوان ماده ای که در نمک حمام و توفو استفاده می شود، کاملا بی ضرر است.

بار دیگر راهی پیدا شده است تا از مزایای دریا بهره مند شویم. این بار ممکن است بر کل صنعت نیروگاه خورشیدی تاثیر باورنکردنی ای داشته باشد. این نیروگاه ها می توانند بازدهی بیشتر، هزینه کمتر و صد البته سبزتر باشند. البته ماموریت اصلی ایجاد شرایط زندگی پایدار برای همه انسان هاست.

نیروگاه خورشیدی متمرکز

پنل های خورشیدی تنها راه تولید انرژی پاک از پرتوهای خورشید به شمار نمی آیند. نیروگاه خورشیدی متمرکز با استفاده از آینه پرتوهای فرودی خورشید را در یک لوله یا نقطه ای کوچک متمرکز می کنند که در نهایت به گرما تبدیل می شود.

به جای استفاده مستقیم از این گرما همانند کلکتورهای حرارتی، این سیستم ها از آن به منظور به کار انداختن یک موتور بخار متصل به یک ژنراتور استفاده می کنند.

ایده متمرکز کردن نور توسط آینه و لنز در واقع بسیار قدیمی است. هر چند دانشمندان کاملا مطمئن نیستند اما طبق نوشته های ارشمیدس یونانیان باستان برای به آتش کشیدن کشتی های دشمن نور را توسط آینه ها متمرکز می کرده اند.

نیروگاه خورشیدی متمرکز در سراسر دنیا ساخته می شود اما بیشتر در مناطقی همچون خاورمیانه که بیابان های بلااستفاده دارد، مورد استقبال قرار گرفته است.

انواع نیروگاه خورشیدی متمرکز

  • سهموی-خطی : این نوع سیستم ها اخیرا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و با کمک کلکتورهای سهموی نور را در دریافت کننده های خطی واقع در خط کانونی آن متمرکز می کنند. این دریافت کننده ها شامل مایعی هستند که با گرم شدن یک ژنراتور را به کار می اندازند. این دریافت کننده ها دارای تعقیب کننده هایی هستند که در طول روز خورشید را دنبال نی کنند تا حداکثر نور خورشید را جذب کنند.
  • بازتابنده فرنل: با استفاده از چندین آینه تخت نور خورشید بر لوله های حامل مایع متمرکز می شود. آینه های تخت ارزان تر از آینه های سهموی هستند و این موضوع نیروگاه خورشیدی بازتابنده فرنل را کم هزینه تر می سازد.

پنل خورشیدی

  • دیش استرلینگ: این فناوری خلاقانه در زمینه بازدهی پتانسیل بالایی از خود نشان داده است. در مدل های جدیدتر بازدهی به 34% نیز رسیده است. این سیستم از تعداد زیادی آینه سهموی بزرگ تشکیل شده است که نور را در یک نقطه متمرکز می کنند. با گرم شدن مایع درون دریافت کننده انرژی موتور استرلینگ تامین می شود. بازتابنده دیش دقیق تر از سیستم های دیگر خورشید را تعقیب می کند.

پنل خورشیدی

  • برج خورشیدی: در این سیستم بازتابنده ها روی یک برج که حامل یک مایع مانند آب دریا است نصب می شوند. در هر زمان بازتابنده ها می توانند حرکت کنند بدون اینکه نیازی باشد خود برج جابجا شود که این مزیت این نوع نیروگاه خورشیدی است.

آینده نیروگاه خورشیدی متمرکز

نیروگاه خورشیدی متمرکز پتانسیل رشد بسیار بالایی دارد و می تواند تا سال 2050، 25% تقاضای دنیا را تامین کند. کشورهای زیادی در حال سرمایه گذاری روی این سیستم هستند که اسپانیا با بیش از 50 پروژه پیشتاز است. آمریکای جنوبی و آفریقا مکان های بسیار مناسبی برای این نیروگاه ها هستند که به زودی شاهد گسترش آن خواهیم بود. یکی از نکات منفی این سیستم ها خطر آنها برای حیات وحش است.

پرندگانی که نزدیک به پرتوهای متمرکز پرواز کنند ممکن است بمیرند هر چند آمار نشان می دهد که میزان مرگ آنها نسبت به نیروگاه های خطی و تصادفات جاده ای کمتر است. مسئله دیگر نیاز به زمین های بزرگ برای نصب این سیستم هاست. تنها راه حل استفاده از زمین هایی با کیفیت پایین و غیر قابل کشت است.

آیا انرژی خورشیدی واقعا سبز است؟ دلایل بسیاری عنوان می شود که انرژی خورشیدی به دلیل استفاده از سوخت برای تولید و همچنین برخی مواد شیمیایی مضر در طر فرایند نمی تواند به عنوان یک انرژی سبز در نظر گرفته شود. حال در ادامه به تعدادی از اثرات مثبت و منفی انرژی خورشیدی اشاره خواهیم کرد.

باید گفت انرژی خورشیدی مانند خیلی چیزها بی نقص نیست. مانند هر چیزی در زندگی، در تلاش برای تولید انرژی به منظور داشتن یک زندگی با کیفیت معقول، سربالایی و سراشیبی وجود دارد. درست است که در این فرایند انرژی بسیاری نیاز است و در تولید ماژول های خورشیدی از مواد شیمیایی سمی استفاده می شود، اما این واقعیت ها جوانب مثبت نیروگاه خورشیدی را  کتمان نمی کنند.

انتشار گازهای کربن

برای ساخت پنل های خورشیدی نیاز به سیلیکون می باشد که خود از ماده معدنی کوارتز بدست می آید. مواد اصلی دیگر آلومینیوم و مس یا نقره هستند که مقدار زیادی از آنها استخراج می شوند. فرایند تبدیل کوارتز به سیلیکون با قرار دادن آن در کوره هایی با دمای بسیار بالا و سپس ترکیب شیمیایی با مواد دیگر صورت می گیرد. انتشار گازهای کربن تنها در این فرایند ابتدایی یک نیروگاه خورشیدی اتفاق می افتد و در طول عمر آن انتشار گازهای گلخانه ای صورت نمی گیرد.

پنل خورشیدی

اثرات محیطی منفی نیروگاه خورشیدی

حال نگاهی بیندازیم به اثرات زیان باری که نیروگاه خورشیدی می تواند بر محیط زیست داشته باشد:

انرژی: تولید پنل خورشیدی بیش از دیگر روش های تولید انرژی نیاز به سوخت دارد. این مسئله به دلیل فرایند مورد استفاده در تبدیل مواد اولیه به فتوولتائیک بوجود می آید. کوارتز می بایست فراوری، پالایش و با دیگر مواد ترکیب شود و در این رویه از زغال سنگ در حجم بسیار بالایی استفاده می شود. زیرا حرارت دادن کوارتز به دمای بسیار زیادی نیاز دارد.

مواد شیمیایی: برای تبدیل سیلیکون به نیمه رسانایی که در پنل خورشیدی به کار گرفته می شود، از مواد شیمیایی سمی استفاده می شود. ممکن است در کارخانجات مختلف این مواد متفاوت باشند. متاسفانه برخی کارخانه ها زباله های سمی بسیاری تولید می کنند و یا قید بازیافت مواد باقیمانده را می زنند.

بازیافت: هر چند بازیافت در نیروگاه های خورشیدی هنوز مسئله ای جدی در نظر گرفته نمی شود، ولی در طی دهه های آینده که پنل های خورشیدی نیاز به جایگزینی دارند، این مسئله نگران کننده خواهد بود.

پنل خورشیدی

موارد فوق مسائل مهم در زمینه محیط زیست است که نیروگاه خورشیدی را درگیر می کند. هرچند در مجموع جوانب منفی انرژی خورشیدی نسبت به دیگر انرژی ها مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی بسیار ناچیز است. وجود مواد شیمیایی در فرایند تولید اساسی است همانطور که در تولید بسیاری از انرژی ها حضور پررنگی دارد. زغال سنگ باید  با مواد شیمیایی پالایش و سپس سوزانده شود. انرژی هسته ای نیاز به حجم زیادی از مواد رادیواکتیو دارد. تولید توربین های بادی با استفاده از فلزات صورت می گیرد که باید استخراج شوند. هیچ شکلی از انرژی کامل و بی نقص نیست اما بعضی از آنها مزایای بیشتری دارند.

انواع نیروگاه خورشیدی:

نیروگاه خانگی؛  به نیروگاه‌های تا ۲۰ کیلووات میگویند

نیروگاه اقتصادی؛ به نیروگاه ۲۰ تا ۱۰۰ کیلووات میگویند

نیروگاه تجاری به نیروگاه‌های بزرگتر از ۱۰۰ کیلووات تا مقیاس چندین مگاوات میگویند

مزیت احداث نیروگاه:

بازگشت ۳ تا ۵ ساله سرمایه بسته به نوع نیروگاه، محل احداث و تجهیزات مصرفی(با طرح توجیهی و نرم افزارهای مربوطه قابل محاسبه است.)

طرح خرید تضمینی ۲۰ ساله برق تولیدی توسط دولت

طرح اختصاص وام برای احداث نیروگاه خورشیدی

میزان خرید تضمینی توسط دولت:

دولت با یک قرارداد خرید تضمینی به قیمت مصوب همان سال اقدام به خرید برق تولیدی می‌کند و هر ساله تعدیلی برابر تورم اعلامی به قیمت اولیه اضافه میکند.

قیمت خرید برق از نیروگاه خانگی به ازای هر کیلووات ۸۰۰ تومان، برای نیروگاه اقتصادی ۷۰۰ تومان و برای نیروگاه تجاری تا ۴۵۰ تومان است. البته قیمت های فوق مربوط به خرید تضمینی سال 96 است.

هزینه احداث:

هزینه احداث در نیروگاه های خانگی و اقتصادی با تجاری متفاوت است،

هزینه احداث نیروگاه خانگی و اقتصادی با تجهیزات برند معروف و خوب از حدود کیلوواتی ۴ الی ۷ میلیون تومان است ولی برای نیروگاه تجاری این رقم به عدد ۳/۵ تا ۵/۵ میلیون تومان می‌رسد.

به طور کلی احداث نیروگاه خورشیدی، یک پروسه تجهیز محور است و حدود 70 درصد هزینه های احداث، مربوط بهبخش خرید تجهیزات است.

ژنراتور-خورشیدی-چیست

ژنراتور خورشیدی چیست؟

ژنراتور خورشیدی چیست؟

ژنراتور خورشیدی امروزه به عنوان یک منبع تولید انرژی نوین و جایگزینی مناسب برای ژنراتورهای دیزلی و بنزینی شناخته می شود. در طی 20 تا 30 سال گذشته علاقه به منابع انرژی پایدار به دلیل صرفه اقتصادی، حفظ محیط زیست و در عین حال راحتی در حال افزایش بوده است. امروزه از انرژی خورشیدی در خانه­ ها به عنوان منبع الکتریسیته استفاده می شود و ما را به سمت راه ­های دیگر بهره مندی از آن سوق می­ دهد.

ژنراتور خورشیدی به شما امکان دریافت انرژی خورشیدی و استفاده از آن به صورت قابل حمل را می دهد. بدین صورت در هر مکان و زمانی که نیاز داشته باشید، یک منبع انرژی پایدار و قابل اطمینان در کنار شماست. هر چقدر ژنراتورهای فسیلی آلودگی ایجاد می کردند و نگهداری از آنها هزینه بر بود، به نظر می­رسد انرژی خورشیدی انقلابی بزرگ در صنعت ژنراتورها ایجاد کند.

یک نمونه از باتری ژانراتور خورشیدی

ژنراتورهای خورشیدی شامل سلول­های خورشیدی هستند که انرژی پرتوهای نور را دریافت و به جریان الکتریکی مستقیم تبدیل می کنند. این جریان در یک مجموعه باتری ذخیره می گردد. برای تبدیل جریان DC به AC نیز از یک اینورتر استفاده می شود.

ژنراتورها بسته به نوع خود ممکن است دارای خروجی ۲۲۰ ولت AC ، یا خروجی ۱۲ ولت DC برای شارژ دستگاه­هایی مانند باتری خودرو، یخچال پرتابل خودرو یا خروجی ۵ ولت DC از طریق پورت USB برای شارژ لوازمی مانند تلفن همراه، تبلت، GPS و سایر لوازم مشابه نیز باشد. در صورتی که میزان انرژی خروجی از ژنراتور کمتر از انرژی دریافتی باشد،مازاد آن در باتری­ها ذخیره می شود و در آینده می توان از آن استفاده کرد.

مورد مهم در مورد ژنراتور خورشیدی، ظرفیت باتری آن است که با واحد آمپر ساعت نشان داده می شود. باید به میزان انرژی­ای که ژنراتور می تواند تولید کند توجه داشت تا در صورت ضرورت یا نیاز مقدار لازم الکتریسیته در اختیار داشته باشید. با توجه به توان باتری می توان انرژی تلفن همراه تا یخچال را تامین نمود.

انواع ژنراتور خورشیدی

علاوه بر میزان مصرف مورد نیاز باید به ویژگی­ های دیگری مانند قابلیت حمل، پورت­ها و جک­ها و قابلیت افزایش باتری یا پنل خورشیدی نیز توجه نمود. بنابراین می توان انواع ژنراتور خورشیدی را به چهار دسته ذیل تقسیم نمود:

  • کیت ژنراتور خورشیدی: شامل هر آنچه که نیاز دارید، می باشد. می توان باتری و پنل خورشیدی را به میزان دلخواه افزود.
  • ژنراتور ثابت: قابلیت جابجایی ندارد و معمولا در کاروان­ها و خانه­های متحرک استفاده می شوند. پنل­های خورشیدی به صورت ثابت نصب می شوند و در طول سفر بدون نیاز به هیچ تنظیمی می توان از باتری استفاده کرد.
  • ژنراتور خورشیدی قابل حمل: در اشکال مختلفی یافت می شود که با طراحی کوچک خود می تواند در هر مکانی از یک وسیله الکترونیکی کوچک تا دستگاه­های بزرگتر را شارژ کند.
  • دستگاه ذخیره باتری خورشیدی: که در اندازه­های بزرگتری طراحی می شوند، می توانند انرژی لازم برای کل خانه را تامین کنند. سیستم­های ذخیره باتری انرژی مازاد دریافتی را در خود نگه می دارند تا در شب یا روز ابری از آن استفاده کنند.

انواع مختلف ژنراتور خورشیدی

عملکرد ژنراتور خورشیدی

ژنراتور خورشیدی معمولا از قطعات زیر تشکیل شده است:

  • پنل خورشیدی
  • شارژر باتری که الکتریسیته تولید شده توسط پنل را در باتری ذخیره می کند.
  • باتری های خورشیدی
  • اینورتر که انرژی ذخیره شده در باتری را به جریان الکتریکی متناوب تبدیل می کند.

ژنراتور خورشیدی معمولا برای ولتاژ باتری ها ساخته می شوند. ولتاژهای استاندارد 12، 24 و 48 ولت می باشند. نقش شارژر باتری یا کنترل شارژ خورشیدی به شرح ذیل می باشد:

  • الکتریسیته دریافتی از پنل خورشیدی را به ولتاژ مورد نیاز باتری ها تبدیل می کند.
  • جریان توان الکتریکی از پنل خورشیدی به باتری ها را تنظیم می کند تا باتری ها صدمه نبینند. باید در کار با باتری دقت داشت تا نرخی که باتری با آن شارژ و دشارژ می شود، آسیبی به آنها نزند.

پنل خورشیدی به همراه باتری آن

در ساده ترین شکل وظیفه باتری ذخیره انرژی است تا در صورت نیاز از آن بتوان استفاده کرد. به علت شارژ و دشارژ شدن متناوب باتری نمی توان در هر لحظه ای که نیاز داریم، انتظار الکتریسیته داشته باشیم. حتی هنگامی که انرژی خورشیدی در حال تولید است، ممکن است توان مورد نیاز برای شارژ وسایل الکتریکی ایجاد نشود.

الکتریسیته تولید شده توسط پنل خورشیدی که در باتری ها ذخیره می شود، به صورت جریان مستقیم (DC) است. در حالی که بیشتر وسایل الکتریکی که در اختیار داریم از جریان الکتریکی متناوب (AC) با ولتاژهای 110 یا 240 ولت (بسته به محل زندگی) استفاده می کنند. اینورترهای خورشیدی معمولا اینورترهای سینوسی هستند بنابراین در ژنراتور خورشیدی دو کاربرد دارند:

  • جریان الکتریکی DC را به AC تبدیل می کند.
  • ولتاژ را از مقادیر 12، 24 و یا 48 ولت به 110 یا 240 ولت افزایش می دهد.

دلایل محبوبیت ژنراتور خورشیدی قابل حمل

ژنراتورهای خورشیدی همواره در حال تکامل بوده اند زیرا در اکثر ساختمان ها مانند خانه ها یا شرکت ها دسترسی به شبکه برق رسانی وجود دارد که هزینه مقرون به صرفه ای نیز دارد. همچنین برق همگانی همه روزه برقرار است و صرف هزینه برای ژنراتور خورشیدی ثابت صرف نمی کند.

البته حدود 30-40 سال هست که صنعت خورشیدی منفصل از شبکه نیاز مردم را در مناطقی که به شبکه برق رسانی متصل نیستند، رفع می کند. این سیستم ها اساسا نمونه های بزرگتر آنچه امروزه ژنراتور خورشیدی نامیده می شوند، می باشند.

ژنراتور خورشیدی قابل حمل

ظرفیت ژنراتور خورشیدی

بیشتر ژنراتورهای خورشیدی موجود در بازار ظرفیت انرژی بین 1 تا 2 کیلووات ساعت دارند. بنابراین با این دید که بتوانید همه نیاز الکتریسیته خود را با یک ژنراتور برطرف کنید، در مسیر اشتباهی هستند.

مثلا یک یخچال استاندارد روزانه بین 1 تا 2 کیلووات ساعت برق مصرف می کند پس این ژنراتورها تنها می توانند یک یخچال معمولی را 1-2 ساعت روشن نگه دارند. البته شارژ تلفن همراه یا یک چراغ LED میزان بسیار کمتری انرژی نیاز دارند که نشان می دهد انرژی تولیدی یک ژنراتور می تواند زمان بسیار طولانی تر این وسایل را شارژ نگه دارد.

با وجود وزنی در حدود 52 کیلوگرم این ژنوراتورها قابل حمل به نظر نمی رسند اما در واقع آنها در وسایل متحرکی چون قایق ها، کاروان ها و … استفاده می شوند. بنابراین ماهیت وسیله ای که روی آن سوار می شوند آنها را قابل حمل ساخته است.