از پنل ها بدانیم

انرژی خورشید

انرژي خورشيد يكي از منابع تامين انرژي رايگان، پاك و بدون اثرات مخرب زيست محيطي است. با توجه به بحران انرژي در سال هاي اخير و همچنين كاهش آلودگي و صرفه جويي در مصرف انرژي و كنترل عرضه و تقاضاي انرژي ، جايگزيني انرژي هاي تجديد پذير مانند انرژي خورشيدي با انرژي هاي فسيلي اهميت زيادي يافته است با توجه به جغرافياي كشور ايران امكان استفاده حداكثري از انرژي خورشيد در بخش هاي مختلف كشور در كل ايام سال وجود دارد. وجود معادن فراوان سيلسيوم و مس به عنوان ماده اوليه توليد سلول هاي فتو ولتائيك در ايران و نيز كاربرد بسيار زياد سلول هاي خورشيدي در صنايع مختلف مربوط به توليد الكتريسته با بهره گيري از انرژي خورشيدي روز به روز بيشتر مي شود. با توجه به تغييرات جهاني و افزايش قيمت انرژي هاي فسيلي و نفت و گاز و ضرورت توجه به فناوري هاي پاك، توليد انرژي از منابع تجديد پذير ضروري است.نیروگاه‌های فتوولتاییک از جمله سیستم ‌هایی هستند که انرژی خورشید را مستقیماً به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌کند.

یکی از کاربرد هاي مهم انرژي خورشیدي، تبدیل انرژي خورشیدي بدون بهره گیري از مکانیزم هاي متحرك به صورت مستقیم به انرژي الکتریکی توسط سیستم هاي فتوولتائیک  می باشد. امروزه یکی از بهترین راهها بکارگیري سیستم فتوولتائیک به منظور تبدیل انرژي خورشیدي به انرژي الکتریکی است که هیچ گونه تهدیدي براي محیط زیست ندارد. براي تبدیل پرتوهاي خورشیدي به الکتریسیته دو گزینه اصلی وجود دارد:

-1 استفاده از سامانه هاي فتوولتائیک و -2 استفاده از سامانه هاي جذب گرمایش خورشیدي.

از بین دو فناوري فتوولتائیک و گرمایش خورشیدي، سرمایه گذاریها در حوزه فتوولتائیک بسیار بیشتر بوده است.

در بین تمام روشهاي تولید الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر، روش خورشیدي فتوولتائیک ساده ترین و ظریف ترین روش به شمار می رود.

چگونه انرژي خورشید به برق تبدیل میشود؟ انرژي خورشیدي منحصر به فرد ترین منبع انرژي تجدید پذیر در جهان است و منبع اصلی تمام انرژي هاي موجود در زمین می باشد. تولید الکتریسته از انرژي خورشید به دو روش مستقیم و غیر مستقیم صورت میگیرد. در روش مستقیم، انرژي خورشید مستقیماً توسط سلول هاي خورشیدي تبدیل به الکتریسته می شود که به آن سیستم فتوولتائیک می گویند.در روش غیر مستقیم، ابتدا انرژي خورشید به انرژي حرارتی تبدیل میشود و سپس از طریق یک سیکل ترمودینامیکی انرژي حرارتی به انرژي الکتریکی تبدیل می گردد، که به آن سیستم حرارتی خورشیدي گفته می شود.

اگرچه انواع مختلف سیستمهاي فتوولتائیک وجود دارد، اما همه ي آنها متشکل از سه جزء اصلی هستند: مـاژول کـه انرژي خورشید را به الکتریسیته تبدیل میکند؛ مبدل که الکتریسیته را به جریان متناوب تبدیل میکنـد تـا از آن بتـوان در مصارف مختلف خانگی استفاده کرد؛ و احتمالاً باتري که انرژي الکتریسیتهي اضافی تولید شـده در سیسـتم را ذخیـره میکند. دیگر اجزاي جانبی سیستم عبارتند از: سیمها، سوئیچ براي قطع جریان، سازههاي پشتیبانی و غیره.

سیستمهاي فتوولتائیک از لحاظ کاربري

-1 واحدهاي فتوولتائیک متصل به شبکه

-2 واحدهاي فتوولتائیک مجزا از شبکه

.

• انواع پنل هاي خورشیدي

پنل هاي خورشیدي به انواع مختلفی تقسیم بندي می شوند که هر کدام به طریقه ي ساخت  خودشان مربوط می شوند، سلول هاي از نوع مونوکریستال ، پلی کریستال و فیلم نازک را می توان در بازار ایران به قیمت هاي مناسبی تهیه نمود.

1. پنل مونوکریستال (Monocrystalline)
   این نوع پنل‌ها از سیلیکون خالص و یکپارچه ساخته می‌شوند. ظاهر آن‌ها معمولاً تیره و مشکی‌رنگ است و لبه‌های سلول‌ها گرد هستند.
   ویژگی‌ها:
   راندمان بالا (بین ۱۸ تا ۲3٪)
   مناسب برای فضاهای محدود و کوچک (چون قدرت تولید بیشتری نسبت به حجم دارند)
   عملکرد عالی در نور کم یا هوای ابری
   طول عمر بالا (تا ۲۵ سال یا بیشتر)
   نکته: اگر به دنبال کیفیت بالا و طول عمر طولانی هستید، پنل مونوکریستال انتخاب مناسبی است، هرچند قیمت آن کمی بالاتر از سایر مدل‌هاست.
   ۲. پنل پلی‌کریستال (Polycrystalline)
   این پنل‌ها از چندین کریستال سیلیکون در یک سلول تشکیل شده‌اند. رنگ آن‌ها معمولاً آبی‌ است.
   ویژگی‌ها:
   راندمان متوسط (بین ۱۵ تا ۱۷٪)
   قیمت مناسب‌تر نسبت به مونوکریستال
   مناسب برای مناطقی با فضای باز زیاد
   3. پنل فیلم نازک (Thin-Film)
   از موادی مانند آمورف و سیلیکون یا کادمیوم تلوراید ساخته می‌شوند. ظاهر آن‌ها صاف و یکدست است.
   ویژگی‌ها:
   قیمت ارزان‌تر
   وزن کمتر و انعطاف‌پذیرتر
   راندمان پایین‌تر (بین ۱۰ تا ۱۲٪)
   نیازمند فضای زیاد برای نصب

– اجزاء پنل

توان خروجی پنل خورشیدی چیست؟

مقدار برقی که یک پنل خورشیدی تولید می کند ضربدر ولتاژ مدار همان چیزی است که به آن توان خروجی پنل خورشیدی می گوییم. این روش اندازه گیری توان خروجی پنل های خورشیدی در واقع به راندمان آنها نیز اشاره دارد. توان خروجی یک

. حداکثر توان خروجی پنل های خورشیدی به حداکثر خروجی D.C معروف است.

عوامل تاثیرگذار بر توان خروجی پنل های خورشیدی

توان خروجی پنل های خورشیدی به عوامل دیگری نیز وابسته است که از آن جمله می توان به این موارد اشاره کرد: نرخ تابش خورشید، زاویه پنل های خورشیدی، نوع پشت بام و شکل آن، و سایر عوامل ژئوفیزیکی موثر بر خروجی پنل های خورشیدی.

۱– طراحی سقف

اگر پنل های خورشیدی را روی سقف پشت بام خود نصب کرده اید؛ شیب و موقعیت سقف بر میزان انرژی دریافت شده توسط پنل های خورشیدی تاثیر می گذارد. از آنجاییکه میزان تابش دریافتی توسط پنل های خورشیدی بر خروجی آنها تاثیر مستقیم دارد؛ بنابراین باید به گونه ای نصب شوند که حداکثر میزان نور خورشید را دریافت کنند

2– موقعیت پنل ها

باید پنل ها را در جایی نصب کنید که حداکثر میزان نور خورشید را در طول روز دریافت کنند. زاویه نصب پنل ها نیز نقش مهمی در میزان نور دریافتی توسط آنها دارد.

3– سایه

از آنجاییکه پنل های خورشیدی به صورت الکتریکی به هم متصل می شوند؛ لذا یک ناحیه کوچک سایه بر روی پنل ها به وجود می آید که توان خروجی کل سیستم پنل ها را تحت تاثیر قرار می دهد. از اینرو برای به دست آوردن حداکثر خروجی مورد نیاز باید تا حد امکان از ایجاد سایه جلوگیری کنید.

4– دمای محیط

دما تاثیر بسیار زیادی بر توان خروجی پنل های خورشیدی می گذارد. پنل های خورشیدی در دماهای بسیار بالا کارآیی خود را از دست می دهند و توان خروجی آنها کاهش می یابد. اما برخی از پنل ها نیز به گونه ای ساخته شده اند که در دماهای بالا به خوبی کار می کنند.

ایران در منطقه‌ای با تابش خورشیدی بالا قرار دارد و میزان تابش خورشید در آن بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر متر مربع در سال تخمین زده می‌شود که بالاتر از میانگین جهانی است.

بیش از ۲۸۰ روز آفتابی در سال در ایران گزارش شده است.

پتانسیل تابشی در مناطق مختلف ایران متفاوت است و برای مثال، در تهران حدود ۵٫۴ ساعت است و در شهرهای جنوبی و مرکزی بیشتر است.

چه عواملی در بازده و عملکرد سیستم خورشیدی مؤثرند؟
برای اینکه یک سیستم خورشیدی بتواند به‌درستی و با بیشترین بازده کار کند، باید چند عامل مهم به‌درستی در نظر گرفته شوند. تنها خرید پنل با کیفیت کافی نیست؛ محل نصب، زاویه قرارگیری، شرایط آب‌وهوایی و تجهیزات جانبی همه در میزان برق تولیدی تأثیر دارند

۱. میزان تابش خورشید (Solar Irradiance)
هر چقدر تابش نور خورشید بیشتر و مداوم‌تر باشد، پنل‌ها برق بیشتری تولید می‌کنند. به همین دلیل، مناطق با آفتاب زیاد مثل جنوب ایران برای نصب پنل ایده‌آل‌تر هستند.

۲. زاویه نصب پنل‌ها
زاویه‌ای که پنل نسبت به سطح زمین یا خورشید دارد، نقش بسیار مهمی در عملکرد آن ایفا می‌کند. اگر زاویه به‌درستی تنظیم نشود، بخشی از نور خورشید هدر می‌رود.
زاویه بهینه برای ایران معمولاً بین ۳۰ تا ۴۰ درجه است، بسته به منطقه جغرافیایی.
این زاویه باید طوری تنظیم شود که در بیشترین ساعات روز پنل در معرض مستقیم نور خورشید باشد.

۳. جهت پنل
بهترین جهت برای نصب پنل‌ها در نیم‌کره شمالی (مثل ایران) رو به جنوب است تا در طول روز بیشترین نور ممکن را جذب کند.
۴. توان خروجی پنل‌ها (Wattage)
هر پنل خورشیدی توان مشخصی دارد که با وات (W) اندازه‌گیری می‌شود. مثلاً یک پنل 450 واتی در شرایط ایده‌آل می‌تواند در هر ساعت 450 وات انرژی تولید کند. پس برای تأمین برق یک خانه یا مزرعه باید مجموع وات پنل‌ها را با نیاز مصرفی تطبیق داد.

۵. ظرفیت ذخیره‌سازی (باتری)
در سیستم‌های جدا از شبکه (off-grid) یا ترکیبی (hybrid)، انرژی تولیدشده باید در باتری خورشیدی ذخیره شود. نوع باتری (مثلاً لیتیوم فسفات)، ظرفیت آن (Ah) و ولتاژ مناسب، تعیین می‌کند که سیستم تا چه مدت برق در دسترس خواهد داشت.

۶. اینورتر (Inverter)
برق تولیدی توسط پنل‌ها به‌صورت DC (جریان مستقیم) است، در حالی که بیشتر وسایل برقی با AC (جریان متناوب) کار می‌کنند. اینورتر وظیفه تبدیل DC به AC را دارد.
اینورترها باید متناسب با توان پنل‌ها و مصرف طراحی و نصب شوند.

۷. سایه‌اندازی و آلودگی
سایه درخت، ساختمان یا حتی کثیفی روی سطح پنل، باعث کاهش راندمان شدید می‌شود. نصب در فضای باز، تمیز نگه‌داشتن سطح پنل و طراحی بدون سایه بسیار مهم است.

سوالات متداول

• تعداد پنلهای خورشیدی برای تامین انرژی خانه، چقدر است؟

با توجه به مساحت فضای مورد نظر و میزان مصرف محاسبه میشود  لینک محاسبه

• طول عمر پنل ها چقدر هست ؟

طول عمر استاندارد پنل‌ها در حدود 25 تا 30 سال است.

·        آیا با وصل کردن پنل به اینورتر میشود برق 220  دریافت کرد ؟

خیر – امکانش نیست اول باید برق در یک منبع ذخیره مثل باتری سیو بشود و از باتری خروجی 220 ولت بگیریم .

• چه چیزی می‌تواند به پنلهای خورشیدی آسیب برساند؟

آسیب متداول در پنلهای خورشیدی عبارت هستند از: 1- شاخه ها، برگ‌ها و کثیفی‌ها که می‌توانند صفحات خورشیدی شما را خراش دهند و میزان انرژی تولید شده را پایین بیاورند. 2- طوفان و تگرگ: این 3- آسیب آب: پنل‌های خورشیدی درست مانند پنجره های معمولی به آب‌بندی نیاز دارند.

.

• آیا پنلهای خورشیدی در مواقع بارندگی به مشکل میخورند ؟

باران حتی می‌تواند برای پنلهای خورشیدی شما مفید باشد.باران، گرد و غبار و آلودگی های ایجاد شده را از سیستم شما پاک می‌کند و به پنل‌های شما کمک می‌کند که انرژی بیشتری دریافت کنند

.

• آیا پنلهای خورشیدی نیاز به تمیز کردن دارند؟

این پنل‌ها نیازی به تمیز کردن ندارند، اما اگر آن‌ها را تمیز نکنید، تا حدی کارایی آن‌ها کاهش می‌یابد. البته باران مطمئناً آلودگی موجود روی پنل‌های شما را از بین خواهد برد، ولی به اندازه تمیز کردن دستی مؤثر نخواهد بود.

.

• پنلهای خورشیدی در چه دمایی کار نمی‌کنند؟

بهترین دما برای عملکرد در بالاترین بازده انرژی بین 10 الی 22 درجه سانتی گراد میباشد  با این حال، پنلهای خورشیدی ممکن است در طول تابستان تا 65 درجه سانتیگراد گرم شوند. هنگامی که دمای سطح پنل‌های شما به این میزان برسد، ممکن است راندمان پنل‌ها تا حدودی کاهش یابد