بهترین ژانراتور های پنل خورشیدی

بهترین ژانراتور های پنل خورشیدی

در دنیای امروز که تغییرات اقلیمی و مسائل محیط زیست به یکی از چالش‌های اصلی انسانیت تبدیل شده‌اند، جستجوی راهکارهای پایدار برای تولید انرژی امری ضروری و اساسی است. یکی از این راهکارهای نوین که به تدریج به شکل برجسته‌ای در مناظر شهری و روستایی جهان پدیدار شده و به عنوان “انقلاب سبز” شناخته می‌شود، استفاده از پنل‌های خورشیدی یا به اصطلاح پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک می‌باشد.

پنل خورشیدی چیست؟

پنل‌های خورشیدی نمادی از تکنولوژی پیشرفته و بهره‌وری انرژی هستند که به وسیله تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی، امکان تأمین برق به صورت پایدار و پاک را فراهم می‌آورند. این تکنولوژی نه تنها به جلوگیری از آلودگی هوا و تولید گازهای گلخانه‌ای کمک می‌کند، بلکه از لحاظ اقتصادی نیز به خانواده‌ها و شرکت‌ها امکان می‌دهد تا هزینه‌های برق را به شکل قابل توجهی کاهش دهند.

در این مقاله، ما به بررسی عمیق‌تر پنل‌های خورشیدی خواهیم پرداخت و به تحلیل کاربردهای متعدد این تکنولوژی در حوزه‌های مختلف اقتصادی و محیط زیستی خواهیم پرداخت. همچنین، فرآیند کارکرد پنل‌های خورشیدی، نحوه نصب و نگهداری آن‌ها، و آینده این تکنولوژی را نیز بررسی خواهیم کرد.

پنل‌های خورشیدی به عنوان راهی به سوی یک آینده پایدارتر و سبزتر برای جامعه بین‌المللی نقش مهمی ایفا می‌کنند. بیایید در این سفر به کشف دنیای پنل‌های خورشیدی بپردازیم و با دید به آینده، مزایا و چالش‌های این فناوری را به ارمغان بیاوریم.

ژنراتور خورشیدی (Solar Generator) یک دستگاه است که با استفاده از پنل‌های خورشیدی به منظور تولید و ذخیره انرژی الکتریکی از نور خورشید استفاده می‌کند. این دستگاه‌ها به عنوان یک سیستم تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی برقی و ذخیره‌سازی آن در باتری‌ها عمل می‌کنند.

ژنراتور خورشیدی به دلیل قابلیت حمل و نقل آسان، کاربردهای متعددی در موارد زیر دارد:

  1. تأمین برق در مکان‌های بدون دسترسی به شبکه برق: ژنراتورهای خورشیدی قابل حمل معمولاً در مکان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که دسترسی به برق شهری ممکن نیست، مثل کمپینگ‌ها، کلبه‌ها در جنگل، کارگاه‌های ساختمانی دور از شبکه برق، و مناطق مختلف بیرون شهری. این دستگاه‌ها به عنوان منبع تأمین برق پایدار و قابل حمل عمل می‌کنند.
  2. اضطراری و تأمین برق در شرایط بحرانی: ژنراتورهای خورشیدی معمولاً در موارد بحرانی مانند طوفان‌ها، زلزله‌ها و قطعی تأمین برق شهری برای تأمین انرژی برقی و تأمین برق اضطراری استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها به عنوان یک منبع پشتیبانی برقی در مواقع اضطراری عمل می‌کنند.
  3. شارژ دستگاه‌های الکترونیکی: ژنراتورهای خورشیدی با استفاده از پورت‌های USB و ورودی‌های AC، قادر به شارژ دستگاه‌های الکترونیکی مانند گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپتاپ‌ها، دوربین‌های دیجیتال و سایر دستگاه‌های قابل حمل هستند.
  4. کمک به تأمین انرژی خورشیدی در خانه: برخی از ژنراتورهای خورشیدی، به عنوان یک قسمت از سیستم‌های تولید انرژی خورشیدی در منازل و ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها می‌توانند برق مصرفی خانه را تأمین کنند و اضافه‌تر، انرژی اضافی را به شبکه برق محلی ارسال کنند.
  5. تأمین برق در فضای باز و رویدادها: در رویدادها و فعالیت‌های در فضای باز مانند کنسرت‌ها، نمایشگاه‌ها، گردهمایی‌ها و ورزش‌های خارجی، ژنراتورهای خورشیدی می‌توانند به تأمین برق برای نورپردازی، تجهیزات صوتی و تصویری، و دستگاه‌های مورد نیاز کمک کنند.
  6. مصرف خانگی مسافرتی: برای مسافرت‌ها و کمپینگ‌ها، ژنراتورهای خورشیدی قابل حمل می‌توانند به عنوان یک منبع برقی مناسب برای روشنایی، اجاق گاز، یخچال‌ها و دستگاه‌های دیگر در کمپرها و کاروان‌ها عمل کنند.

در کل، ژنراتورهای خورشیدی به عنوان یک منبع تولید برق پاک و قابل حمل در موارد مختلف کاربرد دارند و به بهبود انرژی قابل دسترسی در مکان‌های بدون دسترسی به شبکه برق کمک می‌کنند. این دستگاه‌ها با توجه به نیازها و بودجه مختلف، در انواع و اندازه‌های متفاوتی موجود هستند.

ژنراتورهای خورشیدی به عنوان یکی از ابزارهای مهم در تولید و ذخیره انرژی الکتریکی از نور خورشید به کار می‌روند. به منظور انتخاب بهترین ژنراتورهای خورشیدی، نیاز به درنظر گرفتن برخی ویژگی‌ها و عوامل مهم است.

ژانراتور های پنل خورشیدی

ویژگی‌هایی یک ژنراتور خورشیدی برتر

  1. کارآیی بالا:

بهترین ژنراتورهای خورشیدی باید دارای کارآیی بالایی در تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی باشند. این به معنای بهره‌وری بالا و تولید بیشتر انرژی از یک واحد مساحت پنل‌های خورشیدی است.

  1. کیفیت ساخت:

مواد ساخت و کیفیت تولید ژنراتور خورشیدی بسیار مهم است. پنل‌های خورشیدی با ماژول‌های با کیفیت و ساخت با استانداردهای بالا دارای عمر طولانی‌تر و عملکرد بهتر هستند.

  1. مقاومت در برابر شرایط محیطی:

ژنراتورهای خورشیدی باید مقاوم در برابر شرایط محیطی مختلف باشند. این شامل مقاومت در برابر آب، گرد و غبار، دماهای بالا و پایین، باد و شرایط هوایی ناسازگار می‌شود.

  1. ظرفیت ذخیره‌سازی:

ژنراتورهای خورشیدی معمولاً با باتری‌ها برای ذخیره انرژی الکتریکی همراه هستند. بهترین مدل‌ها باید دارای ظرفیت ذخیره‌سازی مناسب باشند تا در شبانه‌روز یا در مواقع کمبود نور خورشید، انرژی را ذخیره کرده و ارائه دهند.

  1. پورت‌های اتصال:

ژنراتورهای خورشیدی باید دارای پورت‌های اتصال متنوع باشند تا بتوانید دستگاه‌های مختلف را به آن‌ها وصل کنید. این شامل پورت‌های USB، پورت‌های AC، ورودی‌های DC و سایر ویژگی‌های اتصال می‌شود.

  1. پایداری و ایمنی:

ژنراتور خورشیدی باید دارای سیستم‌های ایمنی برای جلوگیری از اتصال کوتاه، افزایش دما، و وقوع مشکلات ایمنی دیگر باشد. همچنین، سیستم‌های تعدادی جلوی از خطرات ایمنی باید دارا باشد.

  1. قابل حمل و سبک:

ژنراتورهای خورشیدی قابل حمل باید دارای طراحی کم حجم و سبک باشند تا به راحتی قابل حمل و انتقال باشند. این خصوصیت بسیار مهم برای کمپینگ و مسافرت‌های فضای باز است.

  1. مدیریت انرژی:

بهترین ژنراتورهای خورشیدی معمولاً دارای سیستم‌های هوش مصنوعی برای مدیریت بهینه انرژی و شارژ باتری‌ها هستند. این ویژگی‌ها به افزایش کارایی و عمر مفید باتری‌ها کمک می‌کنند.

  1. قابلیت ارتقاء:

اگر به دنبال افزایش ظرفیت ژنراتور خورشیدی خود در آینده هستید، بهتر است یک مدل قابل ارتقاء انتخاب کنید که به راحتی بتوانید پنل‌های خورشیدی بیشتری به آن اضافه کنید.

  1. گارانتی و پشتیبانی:

مطمئن شوید که محصول انتخابی دارای گارانتی مناسب و پشتیبانی پس از فروش خوبی است تا در صورت نیاز به تعمیرات یا سوالات فنی، به کمک شما بیاید.

با توجه به این ویژگی‌ها، می‌توانید ژنراتور خورشیدی مناسبی را برای نیازهای خود انتخاب کنید. توجه به تحقیق و مقایسه بین مدل‌ها می‌تواند به شما در انتخاب بهترین ژنراتور خورشیدی کمک کند.

در این مقاله، ما به بررسی ژنراتورهای خورشیدی و ویژگی‌های بهترین مدل‌های آن پرداختیم. ژنراتورهای خورشیدی به عنوان یک راهکار نوین و پایدار در تولید و ذخیره انرژی الکتریکی از نور خورشید به کار می‌روند و در موارد مختلف کاربرد دارند.

ویژگی‌های بهترین ژنراتورهای خورشیدی شامل کارآیی بالا، کیفیت ساخت مناسب، مقاومت در برابر شرایط محیطی مختلف، ظرفیت ذخیره‌سازی مناسب، پورت‌های اتصال متنوع، پایداری و ایمنی، قابل حمل و سبک، مدیریت انرژی هوش مصنوعی، قابلیت ارتقاء و گارانتی و پشتیبانی مناسب هستند.

با توجه به نیازها و موقعیت‌های مختلف، انتخاب بهترین ژنراتور خورشیدی می‌تواند به بهره‌وری بیشتر در تولید انرژی خورشیدی کمک کند و در عین حال به حفظ محیط زیست و تأمین انرژی پایدار کمک نماید. با درنظر گرفتن این ویژگی‌ها و مقایسه بین مدل‌ها، می‌توانید ژنراتور خورشیدی ایده‌آل برای نیازهای خود انتخاب کنید و به بهره‌وری بیشتر از انرژی خورشیدی دست یابید.

تست و نصب پنل های خورشیدی

تست و نصب پنل های خورشیدی

در دنیای امروز، بحران‌های مرتبط با تغییرات آب و هوایی و نیازهای انرژی رو به افزایش است. تغییرات آب و هوایی، تنها یک چالش محیطی نیست، بلکه بر توسعه پایدار جوامع و اقتصاد جهانی نیز تأثیر می‌گذارد. به همین دلیل، انتقال به منابع انرژی تجدیدپذیر و پایدار مانند انرژی خورشیدی اهمیت زیادی پیدا کرده است. پنل‌های خورشیدی به عنوان یکی از تکنولوژی‌های کلیدی در تولید انرژی خورشیدی، نقش مهمی در تحولات انرژی پایدار دارند.

پنل خورشیدی چیست؟

پنل‌های خورشیدی به عنوان یکی از روش‌های تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی معرفی می‌شوند. این سیستم‌ها از ماژول‌های خورشیدی تشکیل شده‌اند که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. پنل‌های خورشیدی معمولاً از سلول‌های خورشیدی ساخته شده‌اند که به عنوان سلول های فتوولتائیک معروف هستند.

سلول‌های خورشیدی از مواد نیمه‌رسانا مانند سیلیکون تشکیل شده‌اند. زمانی که نور خورشید به سلول‌ها برخورد می‌کند، الکترون‌ها در سلول‌ها متحرک می‌شوند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. این جریان سپس توسط یک مدار الکتریکی به جهت انتقال به نیازمندی‌های انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

پنل‌های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی نسبتاً پاک و قابل تجدیدپذیر شناخته می‌شوند. آنها بدون تولید گازهای گلخانه‌ای یا آلودگی‌های محیطی دیگر، انرژی الکتریکی تولید می‌کنند. این ویژگی‌ها به پنل‌های خورشیدی اهمیت زیادی در جهت کاهش تأثیرات منفی تغییرات آب و هوایی و انتقال به انرژی پایدار و تمیز می‌بخشد.

با توجه به افزایش پذیرش تکنولوژی‌های انرژی خورشیدی در سراسر جهان، مصرف کمتر سوخت‌های فسیلی، صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی، و حمایت از محیط زیست برای جامعه جهانی میسرتر و ممکن می‌شود.

نصب و تست پنل‌های خورشیدی یک فرآیند مهم در راه‌اندازی یک سیستم انرژی خورشیدی است.

مراحل نصب و تست پنل‌های خورشیدی:

مراحل نصب پنل‌های خورشیدی چیست؟

  1. برنامه‌ریزی و طراحی: ابتدا باید یک برنامه‌ریزی دقیق برای نصب پنل‌های خورشیدی انجام داد. این شامل تعیین مکان مناسب برای نصب پنل‌ها، تعداد و اندازه پنل‌ها، و سیستم توزیع برق می‌شود.
  2. نصب پنل‌های خورشیدی: پنل‌های خورشیدی باید بر روی یک سطح مناسب نصب شوند که به نور خورشید بیشتر دسترسی داشته باشد. این سطح معمولاً بر روی سقف خانه، ساختمان، یا سازه‌های خاصی قرار می‌گیرد. پنل‌ها به وسیله سیم‌ها به یک مبدل انرژی (اینورتر) متصل می‌شوند.
  3. اتصال سیم‌ها: پس از نصب پنل‌ها، سیم‌های مخصوص باید به پنل‌ها و اینورتر متصل شوند. این کار باید با دقت انجام شود تا از از دست رفتن انرژی حین انتقال جلوگیری شود.
  4. نصب اینورتر: اینورتر نقش مهمی در تبدیل انرژی DC تولید شده توسط پنل‌ها به انرژی AC که مورد استفاده در خانه یا سیستم است، دارد. اینورتر باید در یک مکان مناسب و در دسترس برای نگهداری و تعمیرات نصب شود.
  5. تعمیرات و کنترل کیفیت: پس از نصب، سیستم باید تست و کنترل کیفیت شود. این شامل بررسی کابل‌ها، اتصالات، و عملکرد اینورتر می‌شود. همچنین، باید اطمینان حاصل شود که پنل‌ها به درستی به نور خورشید واکنش نشان می‌دهند.

مراحل تست پنل‌های خورشیدی چیست؟

  1. تست تولید انرژی: پس از نصب و راه‌اندازی سیستم، باید تست تولید انرژی توسط پنل‌ها انجام شود. در این مرحله، اندازه‌گیری می‌شود که آیا پنل‌ها به میزان مناسبی انرژی تولید می‌کنند یا خیر.
  2. تست عملکرد اینوِرتر: عملکرد اینورتر باید نیز بررسی شود. این شامل اطمینان از تبدیل صحیح انرژی DC به AC و عدم وجود مشکلات در این بخش می‌شود.
  3. تست اتصالات و سیم‌ها: تمام اتصالات و سیم‌ها باید برای بررسی عدم وجود ترکیب‌ها و مشکلات اتصالی تست شوند.
  4. تست عملکرد کلی سیستم: در انتها، سیستم به صورت کلی باید تست شود تا از عملکرد صحیح و پایدار آن اطمینان حاصل شود.

پنل های خورشیدی

پس از انجام مراحل نصب و تست به صورت موفقیت‌آمیز، سیستم پنل‌های خورشیدی آماده به تولید انرژی پایدار و تمیز برای مصرف در خانه یا سازه مورد نظر می‌باشد. این فرآیند می‌تواند به کاهش مصرف انرژی آلودگی‌زا و همچنین کاهش هزینه‌های انرژی منجر شود.

در این مقاله، ما به مراحل نصب و تست پنل‌های خورشیدی پرداختیم. نصب پنل‌های خورشیدی از جمله مراحل مهم در ایجاد یک سیستم انرژی خورشیدی است که به تولید انرژی پایدار و پاک از نور خورشید می‌پردازد. این فرآیند شامل برنامه‌ریزی دقیق، نصب پنل‌ها، اتصال سیم‌ها، نصب اینورتر، و کنترل کیفیت سیستم است.

پس از نصب، تست‌های مختلفی برای بررسی عملکرد سیستم انجام می‌شود. این تست‌ها شامل بررسی تولید انرژی پنل‌ها، عملکرد اینورتر، تست اتصالات و سیم‌ها، و تست کلی سیستم می‌شوند. این مراحل تست از اطمینان حاصل می‌کنند که سیستم پنل‌های خورشیدی به صورت بهینه و پایدار عمل می‌کند.

با تکمیل این مراحل نصب و تست، سیستم پنل‌های خورشیدی آماده به تولید انرژی پایدار و تمیز برای تأمین نیازهای انرژی الکتریکی خانه یا سازه مورد نظر می‌شود. این اقدام می‌تواند به کاهش مصرف انرژی آلودگی‌زا و هزینه‌های انرژی در طولانی‌مدت منجر شود و به جامعه و محیط زیست کمک کند.

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.

اشکوسازه

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.