مقدمه:
خورشید بهعنوان یکی از منابع انرژی بینهایت، تمیز و مقرون به صرفه میتواند آیندهی انرژی و سوخت را متحول کند.
خورشید بهعنوان یک رآکتور هستهای طبیعی، بستههای کوچکی از انرژی به نام فوتون را آزاد میکند،
فوتونها در مدتزمان تقریبی ۸/۵ دقیقه فاصلهی ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید تا زمین را طی میکنند.
این ذرات برای تولید انرژی خورشیدی سالانه و برآورده ساختن نیازهای انرژی جهانی کافی هستند.
فناوری خورشیدی در حال پیشرفت است و هزینهی پیادهسازی این نوع انرژی هم با سرعت چشمگیری در حال کاهش است.
فناوریهای متعددی برای تبدیل نور خورشید به انرژی مصرفی ساختمانها وجود دارند.
پنل خورشیدی ایرانی:
پنل خورشیدی پرتابل فوتون ساخت ایران میباشد و ازقیمت بمراتب کمتری نسبت به نمونه های خارجی برخوردار است.
پنل خورشیدی فوتون از تولیدات این شرکت(پیشروالکتریک غرب)میباشد.
پنل خورشیدی مسافرتی فوتون کاملا پرتابل و بسادگی قابل حمل است.
پنل خورشیدی سیار فوتون در توانهای ۳۰ وات – ۶۰ وات – ۹۰ وات و ۱۵۰ وات و بنا بر سفارش مشتری در توانهای بالاتر هم توسط این شرکت ارائه میگردد.
پنل پرتابل فوتون از نوع مونو کریستال با بازدهی بالا میباشد.
پنل پرتابل ایرانی فوتون دارای عمر مفید بالای ۲۰ سال است.
متداولترین فناوریهای خورشیدی برای خانهها و شرکتها:
فناوری آب گرم خورشیدی،
طراحی خورشیدی passive برای سرمایش و گرمایش محیط
و فناوری فتوولتائیک خورشیدی برای برق هستند.
سازمانها و صنایع از این فناوریها برای افزایش منابع انرژی، بهبود بازدهی و کاهش هزینهها استفاده میکنند.
متداولترین نوع انرژی خورشیدی، انرژی فتوولتائیک است.
سیستم فتوولتائیک خورشیدی یک سیستم الکتریکی است که از پنلهای خورشیدی، معکوسکننده و چند مؤلفهی دیگر (مونتاژ، کابل و …) تشکیل شده است.
سلولهای خورشیدی عملکرد و انواع:
سلول خورشیدی مؤلفهی اصلی پنل خورشیدی است.
گاهی به آنها سلولهای فتوولتائیک یا سلولهای PV هم گفته میشود.
این سلولها با جذب نور خورشید، برق تولید میکنند.
نام PV از فرآیند تبدیل نور (فوتونها) به برق (ولتاژ) گرفته شده است که به آن اثر PV هم گفته میشود.
اثر PV برای اولین بار در سال ۱۹۵۴ کشف شد یعنی زمانی که دانشمندان در ایستگاه تلفن Bell کشف کردند.
درصورتیکه سیلیکون را در مقابل نور خورشید قرار دهند، بار الکتریکی تولید میکند.
اندکی پس از این کشف، از سلولهای خورشیدی برای تقویت ماهوارههای فضایی و کالاهای کوچکتری مثل ماشینحساب و ساعت استفاده شد.
سلولهای خورشیدی از مواد نیمهرسانا ساخته شدهاند که متداولترین نوع آن کریستالین سیلیکون است.
دو نوع کریستالین سیلیکون وجود دارد، اما نوع مونو کریستالین سیلیکون کاربرد بیشتری دارد.
این نوع سلول دارای یک ساختاری مربعی است و خاصیت سیلیکونی بالای آن قویتر (و البته گرانتر) از دیگر مصالح پنل خورشیدی است.
نوع دیگر کریستالین سیلیکون، پلی کریستالین نمونهی ارزانتر با کارایی و تأثیر کمتر است، از این نوع در فضاهای بزرگ (برای مثال مزرعهی خورشیدی، مناطق غیرمسکونی) استفاده میشود.
نسل دوم سلولهای خورشیدی، سلولهای نواری (Thin film) هستند که از سیلیکون آمورفوس یا مواد غیرسیلیکونی مثل کادمیوم تلورید تشکیل شدهاند.
سلولهای خورشیدی thin film از لایههای مواد نیمهرسانا با ضخامت تنها چندمیلیمتر استفاده میکنند.
این سلولها بهدلیل انعطافپذیری بالا میتوانند برای پوششهای سقفی، ساخت نما یا لعاب شیشهای نورگیرها به کار بروند.
نسل سوم سلولهای خورشیدی علاوه بر سیلیکون از انواع مواد جدید ازجمله مرکبهای خورشیدی و با استفاده از فناوریهای معمولی پرینت، رنگهای خورشیدی و پلاستیکهای رسانا ساخته میشوند.
بعضی سلولهای خورشیدی از لنزهای پلاستیکی یا آینه برای تمرکز نور خورشید بر یک بخش کوچک از مواد PV استفاده میکنند.
مواد PV گرانقیمتتر هستند اما به دلیل نیاز اندک به آنها در صنعت و تأسیسات ازنظر هزینه مقرونبهصرفه خواهند بود.
بااینحال به این دلیل که لنزها باید به سمت نور خورشید قرار بگیرند، کاربرد کلکتورهای متمرکزکننده محدود به مناطق آفتابی است.
مزایای انرژی خورشیدی