پنل خورشیدی چیست ؟

پنل خورشیدی چیست ؟

پنل خورشیدی وسیله ای است که نور خورشید را با استفاده از سلول های فتوولتائیک به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.

صفحه های خورشیدی از موادی ساخته شده که در مواجهه با نور الکترون تولید می کند و از طریق یک مدار جریان می یابند.

جریان مستقیم DC الکتریسیته تولید می کنند که می تواند برای تغذیه دستگاه های مختلف استفاده شود یا در باتری ها ذخیره شود.

پنل های خورشیدی به طور گسترده برای مقاصد مسکونی , تجاری , صنعتی و همچنین کاربردهای فضا و حمل و نقل استفاده می شود.

پنل های خورشیدی به دو صورت نصب می شود :

• سیستم خورشیدی متصل به شبکه (On-Grid) :

که چند پنل خورشیدی که با نام آرایه خورشیدی شناخته می شود به یک اینورتر که جریان الکتریسیته DC را به جریان متناوب AC تبدیل می کند و به شبکه برق وصل می شود که برای فروش برق به اداره برق منطقه ای استفاده می شود.

• سیستم خورشیدی منفصل از شبکه (Off-Grid) :

که یک یا چند پنل خورشیدی به یک شارژ کنترلر خورشیدی وصل می شود و از آن طریق باتری را شارژ می کند بعد توسط یک اینورتر که به باتری متصل است ولتاژ DC را به ولتاژ AC شهری تبدیل می کند.

مزایای پنل خورشیدی چیست ؟

• این است که از یک منبع انرژی تجدید پذیر و پاک استفاده می کند , انتشار گاز گلخانه ای را کاهش می دهد و هزینه قبض برق را کاهش می دهد در سیستم های منفصل از شبکه اصلا هزینه قبض برق ندارد.

معایب سیستم خورشیدی چیست ؟

• این است که به در دسترس بودن و شدت نور خورشید وابسطه است و نیاز به تمیز کردن صفحه خورشیدی دارد و در کل هزینه اولیه بالایی دارند.

ساختار صفحه فتوولتائیک از تعداد زیادی سلول خورشیدی تشکیل شده اند , اکثر ماژول ها از سلول های سیلیکونی مبتنی بر ویفر یا سلول لایه نازک استفاده می کنند.

سلول ها معمولا به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند که ولتاژ را تشکیل می دهند و به صورت موازی به یکدیگر متصل می شوند که آمپر را تشکیل می دهند.

توان (برحسب وات) هم از ضرب ولتاژ و آمپر به دست می آید. پشت پنل یک جعبه اتصال است که دو سیم یکی مثبت و یکی منفی دارد و در برخی موارد دارای سوکت MC4 است.

انواع پنل خورشیدی به سه دسته مونو کریستال , پلی کریستال , تین فیلم تقسیم می شود.

پنل خورشیدی مونو کریستال چیست ؟

Monocrystalline Solar Panel

مونو کریستال که بیشتر سیلیکون تک کریستالی نامیده می شود به عنوان یک ماده فتوولتائیک و جذب کننده نور در ساخت سلول های خورشیدی عمل می کند و یک نیمه رسانای ذاتی که فقط از سیلیکون بسیار خالص تشکیل شده است.

سیلیکون تک کریستالی معمولا با یکی از چندین روش ایجاد می شود که شامل ذوب سیلیکون با درجه خلوص بالا و نیمه هادی برای شروع به تشکیل یک بلور منفرد پیوسته است که بسیار کند و گران است.

شمش های ساخته شده با ضخامت حدود 0.75 میلی متر بریده می شوند و صیقل داده می شوند.

سلول مونو کریستال برای پنل های خورشیدی با کارایی بالا استفاده می شود و از آنجایی که سخت گیرانه تر تولید می شود بازدهی بالایی دارد.

در آزمایشگاه بازدهی سلول مونو کریستال 26.7% را دارد و در پنل خورشیدی مونو کرسیتال بین 17% الی 19% می باشد.

رنگ مشکی سلول باعث جذب بهتر نور خورشید می شود و در مناطق با آب و هوای ابری و بارانی مناسب تر است و از نظر مساحت نیز مفید تر است.

پنل خورشیدی پلی کریستال چیست ؟

Polycrystalline Solar Panel

پلی کریستال که بیشتر سیلیکون چند کریستالی نامیده می شود یک شکل از پلی کریستال با خلوص بالا از سیلیکون است که به عنوان ماده خام در صنعت فتوولتائیک و الکترونیک خورشیدی استفاده می شود.

سیلیکون چند کریستالی از سیلیکون گرید متالوژیکی توسط یک فرایند تصفیه شیمیایی تولید می شود. این فرایند شامل تقطیر ترکیبات سیلیکونی فرار و تجزیه آنها به سیلیکون در دماهای بالا است که بسیار سریع و ارزان است.

شمش های تولید شده با ضخامت حدود 0.75 میلی متر بریده و در اتاق های تمیز بسته بندی می شود.

پلی کریستال از تعدادی سلول کریستالی بزرگ و کوچک تشکیل شده اند و دانه های سیلیکون قابل مشاهده می باشد و بازدهی کمتری نسبت به سلول های مونو کریستال دارد.

بازدهی پنل خورشیدی پلی کریستال حدود 16% الی 17% می باشد.

رنگ آبی سلول ها باعث می شود جذب نور کمتری نسبت به سلول های مونو کریستال داشته باشد در نتیجه برای مناطق با آب و هوای آفتابی و خشک مناسب تر است.

پنل خورشیدی تین فیلم چیست ؟

Thin-Film Solar Panel

تین فیلم یک سلول لایه نازک است که بیشتر آمورف نامیده می شود با قرار دادن یک یا چند لایه از مواد فتوولتائیک بر روی یک بستر مانند شیشه , پلاستیک یا فلز ساخته می شود.

سلول های خورشیدی تین فیلم معمولا از چند نانومتر تا چند میکرون ضخامت دارند که بسیار نازک تر از سلول های متداول پلی کریستال و مونو کریستال است.

سلول های تین فیلم (آمورف) چندین مزیت نسبت به سلول های خورشیدی پلی کریستال و مونو کریستال دارد از جمله سبک تر و انعطاف پذیرتر به دلیل ساختار نازک

سیلیکون آمورف دارای بازدهی 6% الی 12% است

پنل خورشیدی هاف سل چیست ؟

Half-Cut Solar Panel

هاف سل در دو نوع Bifacial و PERC می تواند به بهبود توان خروجی پنل خورشیدی مونو کریستال در یک سیستم خورشیدی کمک کند.

صفحه خورشیدی هاف سل همانطور که از اسمش پیداس همان سلول خورشیدی سیلیکونی است که توسط برش لیزری به نصف تقسیم شده اند.

پنلهای هاف سل مزایای زیادی نسبت به پنلهای خورشیدی سنتی دارند , مهتر از همه عملکرد و دوام بهتری دارد , بازدهی صفحه خورشیدی را چند درصد افزایش می دهد.

در مقابل ترک خوردگی مقاوم تر هستند , مناسب جاهایی که سایه و فضای محدود دارد.

با فناوری سلول های خورشیدی هاف سل , به سلول های بیشتری اجازه می دهد روی پنل قرار بگیرند.

سپس پنل به نصف تقسیم می شود تا قسمت بالایی مستقل از قسمت پایین عمل کند که مناسب برای جاهایی است که سایه دارد.

پنل های خورشیدی MONO و POLY معمولا دارای 60 تا 72 عدد سلول خورشیدی هستند ولی در پنل های هاف سل تعداد سلول ها به 120 تا 144 عدد می رسد.

سلول Half-Cut شکل متمایز سیم کشی سری است که انرژی از طریق یک دیود بای پس , به جعبه اتصال منتقل می کند.

هنگامی که یک قسمت سایه دار است قسمت دیگر 50% انرژی را تولید می کند.

مزایای پنل خورشیدی هاف سل :

• کاهش تلفات مقاومتی :

با نصف کردن سلولهای خورشیدی جریان تولید شده نصف می شود و تلفات مقاومتی کمتر می شود

• تحمل سایه بالاتر :

تحمل سایه به دلیل سیم کشی متفاوت بین سلول ها که معمولا دارای شش ردیف سلول سری شده جداگانه است.

پنل خورشیدی شینگلد چیست ؟

Shingled Solar Panel

فناوری سلول خورشیدی شینگلد که از نوار های سلولی نازک استفاده می کند و به صورت افقی و عمودی در سراسر پنل مونتاژ می شود.

سلول شینگلد با برش لیزری یک سلول PERC مونو کریستال با کیفیت بالا با اندازه کامل به 5 یا 6 قسمت تقسیم می شود.

که به صورت رشته های بلند 34 تا 40 سلولی مونتاژ و با یک چسب رسانای الکتریکی به یکدیگر متصل می شوند.

پنل های شینگلد می تواند تولید بیشتری را در هر متر مربع ارائه دهد. سلول های شینگلد در طول کل پنل گسترش می یابند که به عملکرد بهتر در شرایط سایه منجر می شود.

از آنجایی که سلول های شینگلد به طور متفاوتی به یکدیگر متصل می شوند که نیازی به باسبار نیست.

مزایای پنل خورشیدی شینگلد :

• توان بالاتر در متر مربع :

نیازی به باسبار ندارد بنابراین تعداد بیشتری سلول در معرض نور خورشید قرار می گیرد

• افزایش تحمل سایه :

با سیم کشی متفاوت به صورت موازی که به طور قابل توجهی تلفات ناشی از سایه را کاهش می دهد

• عملکرد مکانیکی بهتر :

با آزمایش های بار استاتیکی و دینامیکی نشان می دهد در برابر شکستن به دلیل نیروهای خارجی وارد شده مقاوم تر است

• علاوه بر این چسب رسانا مورد استفاده در سلول های شینگلد به کاهش تنش های داخلی ناشی از انبساط حرارتی کمک می کند
• بازدهی 19% الی 21.5%
• ظاهر بصری منحصر به فرد :

هیچ مدار قابل مشاهده ای ندارد که به آن ظاهر ساده ای می دهد و جذابیت خیابانی برتر را به آن می دهد