نحوه عملکرد پنل خورشیدی به زبان ساده

نحوه کار پنل خورشیدی به زبان ساده

بدون دیدگاه
دپارتمان خورشیدی
اگر استفاده از انرژی خورشیدی برایتان جالب است یا قصد استفاده از آن را دارید، ممکن است دوست داشته باشید از نحوه عملکرد این منبع انرژی هم باخبر شوید. پنل‌های خورشیدی دستگاه‌هایی هستند که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، اما چگونه می‌توانیم از انرژی خورشیدی برای تولید برق استفاده کنیم؟ در این مقاله از سایان اوج پارس، نحوه کار پنل‌های خورشیدی را به زبان ساده توضیح خواهیم داد.

معرفی پنل‌های خورشیدی

پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک (PV) از سلول‌های خورشیدی زیادی تشکیل شده‌اند. سلول‌های خورشیدی مانند نیمه هادی‌ها از سیلیکون ساخته شده‌اند. آن‌ها از یک لایه مثبت و یک لایه منفی تشکیل شده‌اند که باهم یک میدان الکتریکی درست مانند باتری ایجاد می‌کنند.

وقتی فوتون‌ها به سلول خورشیدی برخورد می‌کنند، الکترون‌ها را از اتم‌هایشان جدا می‌کنند. اگر هادی‌ها به دو طرف مثبت و منفی یک سلول متصل شوند، یک مدار الکتریکی تشکیل می‌دهد. هنگامی‌که الکترون‌ها از چنین مداری عبور می‌کنند، الکتریسیته تولید می‌کنند. سلول‌های متعدد یک پنل خورشیدی را تشکیل می‌دهند و چندین پنل (ماژول) را می‌توان به هم متصل کرد تا یک صفحه خورشیدی را تشکیل دهند. هرچه پنل‎های بیشتری را بتوانید مستقر کنید، می‌توانید انتظار تولید انرژی بیشتری داشته باشید.

بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی چیست؟

پنل‌های خورشیدی چگونه برق تولید می‌کنند؟

پنل‌های سولار PV برق جریان مستقیم (DC) تولید می‌کنند. با الکتریسیته DC، الکترون‌ها در یک جهت در اطراف مدار جریان می‌یابند. درست همانند عملکرد باتری که یک لامپ را تغذیه می‌کند. الکترون‌ها از سمت منفی باتری، از طریق لامپ حرکت می‌کنند و به سمت مثبت باتری باز می‌گردند.

با الکتریسیته AC (جریان متناوب)، الکترون‌ها رانده و کشیده می‌شوند و به طور دوره‌ای جهت را معکوس می‌کنند، بسیار شبیه به سیلندر موتور خودرو. وقتی سیم‌پیچی در کنار آهنربا چرخانده شود، ژنراتورها برق متناوب ایجاد می‌کنند. بسیاری از منابع انرژی مختلف می‌توانند دسته این ژنراتور را بچرخانند، مانند سوخت گاز یا گازوئیل، برق آبی، هسته‌ای، زغال سنگ، باد یا خورشیدی.

برق AC برای شبکه برق انتخاب شده است، در درجه اول به این دلیل که انتقال آن در فواصل طولانی هزینه کمتری دارد. با این حال، پنل‎های خورشیدی برق DC ایجاد می‌کنند. برای اینکه بتوانیم برق DC را به شبکه AC وارد کنیم از اینورتر استفاده می‌کنیم. اینورتر وظیفه تبدیل برق DC به AC را به عهده دارد.

عملکرد پنل خورشیدی در برابر نور خورشید

پنل خورشیدی از چه چیزی ساخته شده‌اند؟

پنل خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر به طور فزاینده‌ای محبوب شده‌اند، اما آیا تا به حال فکر کرده‌اید که آنها دقیقا از چه چیزی ساخته شده‌اند؟

رایج‌ترین نوع پنل PV با استفاده از سیلیکون کریستالی (c-SI) ساخته می‌شود.

پنل خورشیدی سیلیکونی کریستالی معمولی از تقریباً 76٪ شیشه، 10٪ پلیمر پلاستیکی، 8٪ آلومینیوم، 5٪ سیلیکون، 1٪ مس و کمتر از 0.1٪ نقره و سایر فلزات تشکیل شده است.

  1. سیلیکون

سیلیکون حیاتی ترین ماده خام در تولید پنل های PV است. این یک ماده نیمه هادی است که دارای خاصیت منحصر به فردی است که می تواند نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کند. سیلیکون مورد استفاده در پنل های PV معمولاً به شکل ویفرهای سیلیکونی است که از شمش های سیلیکونی با خلوص بالا ساخته می شود. کیفیت و خلوص سیلیکون به طور مستقیم بر کارایی و عملکرد پنل های PV تأثیر می گذارد.

  1. نقره و سایر فلزات

در طی فرآیند برش دادن شمش سیلیکون به دیسک های نازکی که به ویفر نیز معروف است، مواد مختلفی مانند بور، فسفر و نقره به ویفر اضافه می شود. این مواد برای ایجاد الکترون‌های آزاد در داخل ویفرها استفاده می‌شوند که می‌توانند به جریان الکتریکی تبدیل شوند. این فرآیند بخشی ضروری از ایجاد قطعات نیمه هادی مانند مدارهای مجتمع و سلول های خورشیدی است.

  1. مس

مس با هدایت الکتریکی عالی، ماده ایده آلی برای ایجاد سیستم های سیم کشی پیچیده است که حرکت جریان الکتریکی را در سراسر پنل تسهیل می کند. هادی های مسی و سیم های مسی در استفاده شده در پنل کمک می کنند تا سلول ها را به هم متصل کرده و یک مدار کامل سلول به سلول را تشکیل دهند.

  1. پلیمر پلاستیکی

ورق پشتی از مواد بسیار بادوام و بر پایه پلیمر ساخته شده است. این کار از ورود آب، خاک و سایر مواد از پشت به پنل جلوگیری می کند. پس از آن، جعبه اتصال برای فعال کردن اتصالات در داخل ماژول اضافه می شود. همچنین می‌توانید برای دستیابی به بازده انرژی بالاتر، پنل‌های دو شیشه‌ای Bifacial را انتخاب کنید.

  1. آلومینیوم

قاب پنل PV معمولاً از آلومینیوم ساخته می شود تا محافظت از اجزای پنل را فراهم کند. این قاب کمک می کند که پنل در برابر باد، برف و سایر بارهای محیطی مقاومت کند و در عین حال یکپارچگی خود را در طول سالیان متمادی حفظ کند.

  1. شیشه

شیشه بزرگ‌ترین جزء از نظر وزن در پنل خورشیدی است و بیش از 90 درصد وزن کل را تشکیل می‌دهد. شیشه برای محافظت از اجزای سازنده استحکام ساختاری ماژول استفاده می‌شود. شیشه به انتقال آسان نور خورشید به سلول‌خورشیدی کمک می‌کند و می‌توان آن را به گونه‌ای ساخت که یک یا هر دو طرف آن دارای یک پوشش ضد انعکاس باشد و برای تمرکز نور خورشید مفید باشد. بیشتر پنل ها دارای شیشه سکوریت هستند و در نتیجه می‌توانند استرس ایجاد شده توسط طوفان‌های شدید و بارهای برف را تحمل کنند.

در نتیجه، مواد خام مورد استفاده در پنل PV با دقت انتخاب می شوند تا از دوام، کارایی و عملکرد پنل اطمینان حاصل شود. ترکیبی از مواد نیمه هادی، فلزات رسانا، شیشه، صفحات پشتی و قاب منجر به تولید یک پنل با کیفیت می‌شود. پنل خورشیدی نقش مهمی در بهره برداری از انرژی تجدیدپذیر و کاهش وابستگی ما به سوخت فسیلی ایفا می‌کنند. از آنجایی که تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر همچنان در حال رشد است، پیشرفت در مواد خام و فرآیند تولید، قابلیت پنل PV را بیشتر می کند و انرژی خورشیدی را به گزینه‌ای مناسب برای آینده ای پاک و پایدار تبدیل می‌کند.

نحوه عملکرد پنل خورشیدی

نکته مهم در نصب پنل خورشیدی

پنل‌های خورشیدی جریان مستقیم تولید می‌کنند، پس برای استفاده از جریان باید جریان مستقیم را توسط معکوس کننده به جریان متناوب 230 ولت تبدیل کرد. این امر به وسیله معکوس کننده‌ای که در پنل خورشیدی قرار دارد، اتفاق می‌افتد.

سطح انرژی تولید شده پنل خورشیدی

ظرفیت یک پنل خورشیدی با واحد وات اندازه گیری می‌شود، بیشترین ظرفیت یک پنل خورشیدی در شرایظ ایده آل (یعنی در یک روز آفتابی با آسمان کاملا صاف) مشخص می‌شود.

جهت گیری ایده آل پنل‌های خورشیدی به جنوب است؛ بازده پنل‌های نصب شده بین جنوب غربی تا جنوب شرقی 5 درصد کاهش و در خارج از این محدوده اتلاف انرژی افزایش می‌یابد.

فواید استفاده از پنل‌های خورشیدی

با وجود پنل‌های خورشیدی، دیگر نیازی به پرداخت هزینه‌های سنگین نصب دکل و کابل کشی نیست. پنل خورشیدی قطعا ارزان‌تر است و اگر درست نگهداری شود، تا سه دهه قابلیت تولید انرژی دارد.

البته بهترین فایده آن این است که از انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر تغذیه می‌شود. با توجه به تغییرات جهانی آب و هوا و گرم شدن کره زمین، حفظ اتمسفر امری مهم به شمار می‌رود. پنل‌های خورشیدی کمترین آلودگی و استهلاک را دارند و تا مدت زیادی سالم می‌مانند.

فایده بعدی این است که وقتی برای نصب اولیه پنل هزینه‌ای را می‌پردازید، انرژی‌ای که پنل در ادامه طول عمر خود تولید می‌کند (بسته به کیفیت و نوع پنل) به اندازه 15 تا 20 سال است و کاملا رایگان است.

همچنین از فواید دیگر پنل های خورشیدی این است که اگر انرژی مصرفی از تولیدی پنل بیشتر باشد، انرژی اضافی قابل فروش است (معمولا کمپانی سازنده پنل آن را خریداری می کند.)

در این مقاله، نحوه کار پنل‌های خورشیدی را به زبان ساده توضیح دادیم. با کاهش هزینه‌های تولید پنل‌های خورشیدی و افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی، انتظار می‌رود که انرژی خورشیدی در آینده به یک منبع انرژی مهم تبدیل شود. پنل‌های خورشیدی انواع متفاوتی دارند که هنگام خرید باید به آن‌ها توجه کنید. برای خرید پنل خورشیدی و کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید با کارشناسان ما در سایان اوج پارس صحبت کنید.
نوشتهٔ بعد
اینورتر خورشیدی چیست؟
نوشتهٔ قبل
معرفی 10 تا از بهترین پروفیل برهای بازار (آپدیت 1402)

مطالب مرتبط