بررسی کامل پنل(پانل) های خورشیدی

چهارشنبه پنجم شهریور 1399 بازدید : 817 تعداد نظرات : 0

پانل های خورشیدی ویا پنل های خورشیدی با استفاده از اثر فتووالکتریک نور را تبدیل به الکتریسته میکنند.

پنل ویا پانل های خورشیدی امروزه امکان بهره برداری از انرژی پاک خورشیدی را در اختیار بشریت قرار داده است.
دراین مقاله همراه ما باشید تا موضوعاتی اعم از:

پنل(پانل) های خورشیدی چیست؟
مفهوم اثر فتوالکتریک
تاریخچه ساخت پانل های خورشیدی
مواد ساخت پنل های خورشیدی
انواع روش های بکار گیری از پانل های خورشیدی.

همراه فروشگاه ایترنتی ارگل باشید تا این موضوعات را باهم دیگر بررسی نماییم.

پنل های خوشیدی چیست؟

پانل های خورشیدی از انرژی خورشیدی پاک و تجدید پذیر به گونه ای بهره برداری خواهند کرد که هیچ گونه اعمال فیزیکی و مکانیکی جهت تولید الکتریسته دخیل نمی‌باشد.پنل های خورشیدی با استفاده از اثر نور بر کریستال های نیمه هادی عمل تولید را انجام میدهند.

همان‌طور که میدانید خورشید یک گوی آتشین و پرانرژی است که همواره به زمین نوروگرمارا با استفاده از امواج مغناطیسی ارسال میکند.این نورحامل بسته های انرژی ویا فوتون ها هستند که با برخورد به صفحه پنل های خورشیدی پس ازتغییرات در ساختار مولکولی پانل های خورشیدی انرژی الکتریسته تولید میکنند.

پیشتر بخوانید:
بررسی کامل فناوری ومزایای استفاده ازانرژی خورشیدی

این اثرفواید بسیاری را با خود همراه دارد اعم از:

هزینه نگهداری پایین به دلیل نبوداعمال مکانیکی و مسائل پیرامون آن
آلودگی کمتراز دیگر نیروگاه های تولید انرژی الکتریسته
نبود فرآیند پیچیده و کنترلی در زمان تولید انرژی
حذف فرآیند های سیکل حرارتی در نیروگاه ها،در پنل‌های خورشیدی مستقیما انرژی خورشیدی بهره برداری میشود.
تولید انرژی پاک و بدون ضررویامحدود برای محیط زیست.
ودرآخر مهمترین فایده تجدید پذیر بودن آن انرژی خورشیدی است.

اثر فتووالکتریک ویا فتوولتائیک چیست؟

همانطور که گفته شد نورنوعی انرژی است که درون آن حامل هایی به اسم فوتون وجود داردوزمانی که این فوتون ها به یک جسم برخوردنمایند انرژی خود را از دست میدهند.درتعریف بهتردراثر برخورد فوتون ها به نیمه هادی برای مثال پانل های خورشیدی الکترون آزاد خواهد شد و این اثر فتوالکتریک و یا فتوولتائیک Photo voltaics می گویند.
درپنل های خورشیدی این فوتون با برخورد بر یکی ازصفحه های نیمه هادی باعث میشود تا یک اختلاف پتانسیل در پانل خورشیدی به وجودبیاید ودرصورت اتصال به یک مصرف کننده این اختلاف به جریان جاری تبدیل خواهد شد.
در پنل های خورشیدی سیلیکون که عنصر فروان در پوسته زمین است استفاده میشودهمچنین پانل های خورشیدی دارای دو صفحه منفی N و مثبت P هستند درحالت عادی خنثی و در صورت برخورد نور در بین آنها اختلاف پتانسیل به وجود می آید.

به اثر فتو الکتریک به اختصار PV نیز گفته میشود.
نکته مهم این است که سیلیکون در حالت عادی ازلحاظ الکتریکی خنثی میباشد و باید ناخالصی به آن اضافه شود.نیمه هادی در بین هادی(رسانا)وغیر رسانا ها قرار دارد و از هدایت الکتریکی تقریبا متوسطی برخوردار است.

تاریخچه ساخت پانل های خورشیدی چیست؟

کشف فتوولتائیک که درمعنی لغوی یک کلمه ای است یونانی به معنای تولید الکتریسته ازنورمی‌باشد را به دانشمند فرانسوی به نام الکساندر بکرل مرتبط ساخته اند که اولین باراین اثررا در زمان آزمایش کشف کرده است.
اما اولین گزارش رسمی توسط دو دانشمند انگلیسی تبار که سلنیوم را در برابر نور قرار داده و مشاهده کردند که درخواص الکتریکی تغییراتی انجام شده به ثبت رسیده است.
اما گام عملی ساخت یک پانل خورشیدی را مهندس دانمارکی به نام چالزفریتش درسال 1883 انجام داده است او با استفاده از یک ورق نازک از جنس سلنیوم ویا استفاده ازیک ورق مشبک از جنس طلا و یک ورق شیشه مانند یک پنل خورشیدی را برای اولین بار ساخت اما با بازده بسیار پایین در حدود 1 % روبرو شد.

مواد ساخت پنل های خورشیدی

پانل های خورشیدی از دو عنصر سیلیسم و سیلیکون ساخته میشود هردو عنصر در زمین به وفور یافت میشود اما سیلیکون فزآیند های خاصی دارد که قیمت آن را بالا میبرد با این حال بخش بسیار زیادی از پنل های خورشیدی سیلیکونی می‌باشند.

پنل های خورشیدی در2 روش اصلی ارائه شده اند و موادو طراحی متفاوت داشته اند.
روش اول: اولین پنل خورشیدی با بازده حدود 4.5 درصد در آمریکا و در آزمایشگاه بل ساخته شد پس از مدتی نسل اول پانل های خورشیدی باسلول های سیلیکونی بابازده 6 درصد رسیدند اما این سلول ها به دلیل گرانی منجر به ساخت نسل بعدی سلول های خورشیدی شده اند.

روش اول پنل های خورشیدی مونو کریستال هامی‌باشند که ازبه هم پیوستن یک دانه کوچک سیلیکون تشکیل می‌شود.مزایای روش اول پانل های خورشیدی راندمان بالاوکم بودن تضعیف راندمان توسط طول عمرپنل می‌باشد.

روش دوم: نسل دوم پانل های خورشیدی برخلاف نسل اول که بافرآیندپیوستگی ایجاد میشودتوسط متالوژی و مذاب کردن سیلیکون و قالب گیری سپس برش آن بدست می آید.از مزایای این نسل از پنل های خورشیدی میتوان به قیمت پایین ترو پایداری راندمان اشاره کرد.