«

»

مديريت وبسايت بهروز عليخانی

Print this نوشته

ساختار صفحه های خورشیدی

۱۴۶۷۰۹۳۷۴۸۱۱۳۵۳۷۸۵۵۱

صفحهٔ خورشیدی از مونتاژ سلول‌های خورشیدی بوجود می‌آید. از آنجا که یک صفحهٔ خورشیدی مقدار محدودی انرژی تولید می‌کند، به همین دلیل تأسیسات شامل چند صفحهٔ خورشیدی هستند. صفحه‌های خورشیدی انرژی نورانی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. صفحات خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی ساخته شده‌اند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می‌باشد. این صفحات با نام فتوولتائیک (PhotoVoltaic) یا سولار (Solar) شناخته می‌شوند. صفحات فتوولتائیک (PhotoVoltaic) از نظر تکنولوژی به ۳ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.

  • صفحات فتوولتائیک پلی کریستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels)
  • صفحات فتوولتائیک مونوکریستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels)
  • صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film).

در حال حاضر، اکثر سلول­ها و صفحه های خورشیدی موجود در بازار از جنس سلول­های خورشیدی نسل اول یا همان سلول­های سیلیکونی بلوری هستند. فناوری سلول­های خورشیدی سیلیکونی به دهه ۱۹۷۰ میلادی باز می‌گردد و این سلول­ها توانسته­ اند جای خود را به عنوان ابزاری مناسب جهت تبدیل انرژی پاک خورشیدی به انرژی الکتریکی در جوامع مختلف پیدا کنند. با این حال، سلول­های نسل اول دارای مشکلاتی هستند. در نسل دوم سلول­های خورشیدی که از آن­ها با نام سلول­های خورشیدی لایه نازک یاد می­شود، سعی شده است تا مشکلات سلول­های نسل اول مرتفع گردد.

از جمله مشکلات سلول­های خورشیدی سیلیکونی بلوری می­توان به ابعاد و وزن زیاد آن­ها اشاره نمود. سیلیکون بلوری به دلیل ماهیت کریستالی خود، جاذب خوبی برای نور خورشید محسوب نمی ­شود و به همین سبب، ضخامت زیادی از آن باید به کار رود تا بتواند میزان مناسبی از نور خورشید را جهت فرایند فوتوولتائیک جذب کند. این ضخامت زیاد باعث سنگین شدن پنل­های خورشیدی از جنس سیلیکون می­ شود که در کاربردهای عملی چالش برانگیز است. از دیگر مشکلات سلول­های سیلیکونی، ادواتی هستند که برای حفاظت از آن­ها به کار می­روند. برای مثلا، به دلیل واکنش سیلیکون با گرد و غبار، جهت حفاظت از پنل­های سیلیکونی روی سطح آن محافظی از جنس شیشه قرار می­دهند که این محافظ نیز به نوبه خود، علاوه بر سنگین­ کردن پنل، امکان شکستن و ایجاد آسیب های فیزیکی را نیز در آن به وجود می­ آورد. در جوانب سلول­های سیلیکونی نیز از قاب­های آلومینیومی استفاده می­شود که هزینه­ بر بوده و در هنگام نصب پنل، با مشکلاتی همراه است. معایب دیگر سلول­های خورشیدی سیلیکونی این است که در هوای ابری یا تحت سایه عملکرد خوبی نداشته و خاموش می­شوند.

سلول­های نسل دوم سعی می­کنند تا با استفاده از مواد جدید، علاوه بر کاهش قیمت پنل­های خورشیدی، مشکلات پنل­های سیلیکونی را نیز از بین ببرند. از مهمترین سلول­های خورشیدی نسل دوم می­توان به خانواده I–III–VI2 اشاره نمود که مهمترین آن­ها سلول­های CIGS هستند. همان طور که از نام آن­ها بر می ­آید، این خانواده سلول­های خورشیدی از عناصر گروه­های I، III و VI2 جدول تناوبی تشکیل شده ­اند. این ترکیب عناصر چند ویژگی­ فوق­ العاده دارند که برای کاربردهای فوتوولتائیک عالی هستند. از جمله خواص این مواد، ضریب جذب اپتیکی بالا (۱۰۵) است. به عبارت دیگر، این مواد می ­توانند در ضخامت­های بسیار کم، تمام نور خورشید را جذب کنند به نحوی که تنها ضخامت ۱۰۰ تا ۳۰۰ نانومتری از این مواد برای ساخت سلول­ خورشیدی مناسب می­باشد. از دیگر ویژگی های این دسته از سلول­های خورشیدی این است که با تغییر نسبت خود مواد و بدون آلایش اضافی می­توان نیمرساناهای نوع n یا p تولید کرد به این معنی که فرایند ساخت این سلول­ها به تعداد مراحل کمتری از سلول­های سیلیکونی نیاز دارد. همچنین، این مواد می­توانند گاف انرژی بین ۱٫۰۵ تا ۳٫۴۷ الکترون­ ولت را پوشش دهند که در ساخت سلول­های خورشیدی دست طراح را باز می­ گذارد.

همان­طور که گفته شد، سلول­های خورشیدی CIGS بسیار نازک هستند. ضخامت ناچیز این سلول­ها این قابلیت را به وجود می­ آورد که روی انواع زیرلایه­ های مختلف ساخته شوند. یعنی می­توان سلول­های CIGS را به صورت منعطف و حتی روی پلاستیک ساخت. قابلیت انعطاف پذیری این سلول­ها، درهای جدیدی از کاربرد سلول­های خورشیدی را برای بشر باز می­کند. برای مثال می­­توان پنل­های خورشیدی را لوله کرد و همراه خود حمل نمود! یکی دیگر از ویژگی­های پنل­های منعطف لایه نازک این است که بر خلاف پنل­های سیلیکونی برای نصب، به تجهیزات خاصی احتیاج ندارند و می­توان با چسب دو طرفه آن­ها را به سطح مورد نظر چسباند. شکل این سلول­ها بر خلاف سلول­های سیلیکونی تعداد سلول­های استانداردی دارند، ثابت نبوده و می­توان آن­ها را برای کاربردهای مختلف و در ابعاد مختلف برید و استفاده نمود. یکی دیگر از مزایای سلول­های CIGS این است که عملکرد این سلول­ها در زیر سایه و حتی در هوای ابری نیز مطلوب می­باشد. نقطه ضعف سلول­های CIGS این است که به دلیل استفاده از عنصر گالیم در ساختار این سلول­، قیمت آن اندکی بیشتر از سلول­های سیلیکونی موجود است. با این وجود، از مزایایی که برای آن گفته شد، نمی­توان چشم پوشی نمود. به طور کلی، استفاده از پنل­های خورشیدی CIGS در مناطق شهری و حتی در مناطقی که روزهای ابری آن زیاد است، بسیار به صرفه­ تر از سلول­های سیلیکونی بوده و می­توان انتظار داشت که به زودی شاهد رشد استفاده از این سلول­ها در اطراف خود باشیم.

انواع کاربرد صفحه های خورشیدی:

  • سیستم‌های مستقل از شبکه سراسری برق
  • سیستم‌های متصل به شبکه سراسری برق
  • سیستم‌های هیبرید.

درباره‌ی نویسنده

مديريت وبسايت بهروز عليخانی

بهروزعلیخانی مدیر عامل شرکت پیشرو الکتریک غرب-متولد سال1344 - فارغ التحصیل سال 1373 از دانشگاه صنعتی امیرکبیر(پلی تکنیک تهران) در رشته مهندسی برق-پایه یک طراحی و نظارت سازمان نظام مهندسی

Permanent link to this article: http://peg-co.com/home/%d8%b3%d8%a7%d8%ae%d8%aa%d8%a7%d8%b1-%d8%b5%d9%81%d8%ad%d9%87-%d9%87%d8%a7%db%8c-%d8%ae%d9%88%d8%b1%d8%b4%db%8c%d8%af%db%8c/