پنل خورشیدی چگونه برق تولید می کند
اگر کنجکاو هستید که بدانید پنل های خورشیدی چگونه کار کرده و یا چگونه اقدام به تولید برق می کنند، این مقاله از وبسایت نورینو را تا انتها دنبال کنید. در واقع این محتوا به سوالاتی در مورد نحوه عملکرد پنل های خورشیدی, چگونگی تولید برق در سلول های آفتابی و... پاسخ خواهد داد.
امروزه بیشتر مردم می دانند که پنل های خورشیدی برق مصرفی تولید می کنند. همچنین این دسته از افراد اطلاع دارند که نصب پنل های خورشیدی در خانه و محل کار می تواند تمام یا بخشی از برق مورد نیاز شرکت, خانه و... را تولید کند. بدون شک یکی از مزایای تولید برق از طریق پنل خورشیدی کاهش هزینه برق مصرفی شهری برای مصرف کنندگان بالخصوص خانوار زیاد است. این از یک سو نبوده و در عین حال تولید برق بدون هیچ گونه آلودگی بوده و این انرژی خورشیدی تجدیدپذیر و به اصطلاح پاک و سازگارتر با محیط زیست است.
انرژی خورشیدی در پنل های خورشیدی
خورشید همانند یک راکتور غول پیکر در فاصله تقریباً 152 میلیون کیلومتری زمین قرار دارد که انرژی عظیم خود را در همه جهات پخش و عرضه می کند. این انرژی ناشی از خورشید به شکل ذرات ریز به نام فوتون ساطع می شوند که در هر دقیقه نور آفتاب مستقیم, مقدار زیادی فوتون ایجاد می شود. مقدار فوتون هایی که در یک ساعت از خورشید به زمین می تابد برای تامین برق تمام ساکنان زمین برای یک سال کافی است اما به شرطی که انسان ها بدانند چگونه از این انرژی عظیم استفاده درست کنند. در حال حاضر استفاده از سلول های خورشیدی که خود پنل یا صفحه نمایش خورشیدی هستند یکی از مناسب ترین راهکارها برای جمع آوری انرژی ناشی از خورشید خواهد بود.
سلول خورشیدی چگونه از انرژی خورشیدی برق تولید می کند؟
هر پنل خورشیدی حاوی تعداد زیادی سلول فتوولتائیک یا (PV) است که با شیشه محافظ پوشانده شده و توسط یک قاب فلزی ضخیم احاطه شده است. صفحه ای که با این ویژگی ها ماژول و بستته بندی شده باشد, فتوولتائیک (ماژول PV) نامیده می شود. سلول های خورشیدی فتوولتائیک از یک ماده نیمه هادی، با نام سیلیکون ساخته شده اند که این مواد نیمه هادی به لایه های بسیار نازک بریده و تقسیم می شوند.
همچنین باید بدانید که هر سلول فتوولتائیک دارای یک لایه منفی و یک لایه مثبت بوده و لایه منفی حاوی الکترون های بیشتری است. اما لایه مثبت شامل فضاهای خالی و خنثی است که الکترون ها پس از انتقال به آن می توانند در آن حرکت داشته باشند. برای اینکه پنل خورشیدی بتواند الکتریسیته تولید کند، به انرژی زیادی نیاز دارد تا آن الکترون ها را آزاد و آن ها را از لایه منفی به لایه مثبت حرکت دهد.
راه حل این مشکل خورشید می باشد. فوتون های خورشیدی که در طول روز بر روی سطح زمین می تابند, می توانند انرژی مورد نیاز برای حرکت الکترون ها را فراهم کرده و هریک از انرژی ها را به در لایه ها ذخیره کنند. انرژی ناشی از گسیل فوتون ها باعث می شود که الکترون های لایه منفی در پنل فتوولتائیک آزاد شده حرکت کنند و سبب تشکیل الکتریسیته ساکن در محل مورد نظر شوند.
اما این تازه شروع داستان نحوه عملکرد صفحات خورشیدی است چرا که الکترون ها باید مسیری برای حرکت داشته باشند تا الکتریسیته شکل مفیدی به خود بگیرد. اما چگونه این اتفاق می افتد؟ مسیری که برای الکترون ها ایجاد می کنیم، مدار نامیده می شود. هنگامی که الکترون ها از لایه منفی پنل فتوولتائیک خارج می شوند، باید بتوانند به داخل دستگاه های الکتریکی (مانند روشنایی، وسایل الکتریکی و غیره) جریان پیدا کنند. اگر الکترون ها به لایه مثبت یا منفی سلول فتوولتائیک فرستاده شوند، می توانند انرژی مورد نیاز دستگاه های الکتریکی را تامین نمایند.
پنل های خورشیدی و نحوه تبدیل جریان مستقیم به برق
پنل های خورشیدی جریان مستقیم (DC) را تولید می کنند، اما لوازم خانگی معمولی با جریان متناوب (AC) فعالیت می کنند. برای حل این مشکل یک اینورتر به مدار اضافه می شود که مبدل جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کند. مبدل DC به AC نقش مهمی در عملکرد پنل های خورشیدی برعهده دارد و بدون استفاده از مبدل در یک سیستم فتوولتائیک، نمی توان کار زیادی با برق تولید شده توسط پنل های خورشیدی انجام داد. همچنین باید بدانید که مبدل ها اشکال و اندازه های مختلفی دارند، اما دو دسته اصلی میکرو اینورترها و اینورترهای رشته ای, از جمله مهمترین آن ها محسوب می شوند.
میکرواینورتر در سلول خورشیدی چیست و چه کاربردی دارد؟
میکرواینورترها قطعات الکترونیکی کوچکی هستند که مستقیماً در زیر صفحه خورشیدی نصب می شوند. هر میکرواینورتر فقط توان الکتریکی یک یا گاهی دو سیم ورودی پنل خورشیدی در یک نقطه از مستقیم به متناوب تبدیل می کند. برخی از سازندگان میکرواینورترها را در پنل های خورشیدی ادغام کرده و آنها را ماژول جریان متناوب می نامند.
اینورتر رشته در پنل خورشیدی چیست و چه کاربردی دارد؟
مبدل های رشته ای بزرگتر از مبدل های میکرو بوده و این مبدل ها که گاهی اینورتر مرکزی نیز نامیده می شوند، می توانند جریان مستقیم چندین ماژول فتوولتائیک را به جریان متناوب تبدیل کنند. مبدل های رشته ای در اندازه های مختلف تولید می شوند. به عنوان مثال، یک مبدل رشته ای کوچک 3 کیلووات، جریان الکتریکی 10 تا 12 پنل خورشیدی را از جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل می کند.
سخن پایانی
برخی از افراد در هنگام خرید پنل خورشیدی این اشتباه را دارند که اقدام به تهیه سلول های بزرگ و جاگیر می کنند. این قبیل افراد ممکن است تصور کنند که هر چقدر پنل های خورشیدی بزرگتر باشند, کیفیت آن نیز بیشتر است اما این موضوع تا حدود زیادی غلط است. در واقع هنگامی که گفته می شود یک سلول خورشیدی بسیار کارآمد است، به این معنی بوده که فضای کمتری را نسبت به یک نمونه دیگر اشغال می کند. بنابراین کاربرانی که در مناطقیزندگی می کنند که فضای زیادی برای نگهداری پنل ها را ندارند, باید به کارایی پنل خورشیدی توجه کنند.