پنل خورشیدی چیست؟

پنل خورشیدی چیست؟

پنل خورشیدی جزیی از انرژی تجدیدپذیر برای تولید برق محسوب می‌شود. از سال 1954، زمانی که دانشمندان فهمیدند که سیلیسیم_عنصری که در شن و ماسه وجود دارد_ هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید، بار الکتریکی ایجاد می‌کند. فناوری انرژی خورشیدی تکامل یافته و تا کنون بیش از 2 میلیون کاربری خانگی به تایید رسیده است. امروزه سیستم های پنل خورشیدی یک گزینه سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه برای انرژی، در اختیار صنعت‌های مختلف قرار می‌دهد.

 

سیستم های صفحه خورشیدی: اصول اولیه

به لطف تولید پنل‌های خورشیدی، می‌توانیم از انرژی یک منبع تمام نشدنی نیرو یعنی انرژی خورشید استفاده کنیم. سیستم‌های خورشیدی بسیار ساده کار می‌کنند:

در طول روز، سلول‌های خورشیدی در صفحه خورشیدی، انرژی ناشی از نور خورشید را جذب می‌کنند.

مدارهای درون سلول‌ها این انرژی را ذخیره می‌کنند و آن را به انرژی جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کنند.

برق DC از طریق دستگاهی به نام اینورتر منتقل می‌شود تا آن را به برق جریان متناوب (AC) برای مصرف نهایی تبدیل کند.

همه این‌ها بدان معنی است که می‌توانید از آن به عنوان برق برای مصرف مورد نظر خود استفاده کنید. توسط یک باتری خورشیدی ذخیره کنید یا دوباره به شبکه بفرستید.

ما در اینجا یک سیستم پنل خورشیدی، و همچنین تجهیزات مورد نیاز برای تولید انرژی با استفاده از خورشید را بررسی خواهیم کرد.

چه اجزایی سیستم پنل خورشیدی را تشکیل می دهند؟

تاسیسات صفحه خورشیدی، سیستم‌های بسیار مشخصی هستند. در هر سیستم پنل خورشیدی فقط چهار جز اصلی وجود دارد و هیچ قطعه پرتابلی ندارد. به همین جهت هنگام نصب و نگهداری بسیار کارآمد می‌باشد.

چهار جز سیستم پنل خورشیدی عبارتند از:

• پنل‌های فتوولتائیک خورشیدی : برای تبدیل انرژی خورشیدی به برق
• اینورترها : برای تبدیل برق DC به برق AC
• سیستم های رک و نصب : برای چسباندن صفحات خورشیدی به محل مورد نظر
• سیستم‌های نظارت بر عملکرد : برای ردیابی و نظارت بر خروجی و سلامت صفحات خورشیدی و اینورترها

ساختار صفحه خورشیدی

صفحات خورشیدی را که متشکل از یک سری سلول خورشیدی سیلیکونی است، با یک ورق شیشه می‌پوشانند و با یک قاب فلزی به هم متصل می‌کنند. سیم کشی و مدار داخل و پشت سلول‌ها برای تجمیع جریان الکتریکی خارج از سلول‌های خورشیدی است. هر صفحه خورشیدی که به آن ماژول خورشیدی نیز گفته می شود، به طور معمول حدود 4 فوت در 6 فوت است. و وزن آن تقریباً 30 پوند است.

علیرغم نداشتن پارت متحرک، مولفه‌ی فعال یک صفحه خورشیدی در سلول‌های سیلیکونی آن است. هنگامی که نور خورشید به سلول‌های خورشیدی سیلیکونی می‌تابد، الکترون‌ها فعال می‌شوند و از طریق سلول جریان می‌یابند. سیم‌های موجود در سلول‌ها این جریان الکترون را گرفته و سپس با خروجی سلول‌های دیگر در صفحه خورشیدی ترکیب می‌شوند.

به طور معمول، سلول‌های خورشیدی در 60 یا 72 قالب سلول وجود دارند. با این حال، بسیاری از شرکت‌ها در حال آزمایش روش‌های جدید برای افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی در تبدیل نور خورشید به جریان الکتریکی هستند. بنابراین اکنون بسیاری از پنل‌های خورشیدی “نیمه برش خورده” را مشاهده خواهید کرد. جایی که هر سلول به نصف بریده می‌شود، بنابراین تعداد سلول‌های ماژول خورشیدی را دو برابر می کند (یعنی 120 یا 144).

ابعاد پنل‌های خورشیدی برابر نیستند

برای یافتن پنل‌های خورشیدی مناسب برای میزان مصرف، معیارهای مختلفی را باید در نظر داشت. از جمله کیفیت محصول، دوام و عملکرد طولانی مدت. درباره نحوه‌ی ارزیابی صفحات خورشیدی در راهنمای خریدار برای پنل خورشیدی باید بیشتر مطالعه کرد.

اینورتر خورشیدی

همانطور که پیشتر اشاره شد، سلول‌های موجود در صفحات خورشیدی، انرژی خورشید را ذخیره می‌کنند و آن را به برق جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کنند. اما بیشتر مصارف برق صنعتی، از جریان متناوب (AC) استفاده می‌کنند. اینورترها برق DC را به برق AC قابل استفاده تبدیل می‌کنند. اینورترهای خورشیدی دو نوع اساسی دارند: اینورترهای رشته‌ای (یا متمرکز) و میکرو اینورترها. اینورترهای رشته‌ای همچنین می‌توانند بهینه سازهای قدرت را برای عملکرد مشابه سیستم میکرو اینورتر اضافه کنند.

اینورتر رشته‌ای (یا متمرکز): یک اینورتر تنها، مجموعه‌ای از پنل‌های خورشیدی را به صفحه برق متصل می‌کند. اینورترهای رشته‌ای اغلب کم هزینه‌ترین گزینه اینورتر هستند و یک فناوری بسیار بادوام به حساب می‌آیند. چندین پنل قابلیت اتصال به یک اینورتر را دارد. با این حال، اگر تولید برق از یکی از پنل‌ها کاهش یابد (به دلیل قرار گیری در محلی که در معرض نور خورشید نباشد)، می‌تواند عملکرد آن پنل را به طور موقت کاهش داد.

میکرو اینورترها: میکرو اینورترها به طور معمول، یک عدد در هر صفحه خورشیدی نصب می‌شود. که به هر صفحه امکان تولید برق حداکثر را می‌دهد. اگر بعضی از پنل‌های خورشیدی در ساعات مختلف شبانه‌روز در سایه بودند و یا همه آنها در یک جهت قرار نداشتند. میکرو اینورترها مشکلات عملکرد را به حداقل می‌رسانند. هزینه میکرو اینورترها بیشتر از هزینه اینورترهای رشته‌ای است.

بهینه سازهای قدرت: سیستم هایی که از بهینه سازهای قدرت استفاده می کنند ترکیبی از سیستم‌های اینورتر میکرو و رشته‌ای است. مانند میکرو اینورترها، بهینه سازهای توان در هر پنل آفتابی نصب می‌شوند. با این حال، بهینه سازها به جای تبدیل برق DC از صفحات خورشیدی به برق AC ، قبل از ارسال برق به اینورتر متمرکز ، “شرط” می‌کنند ؛ مانند میکرو مبدل‌ها، وقتی یک یا چند صفحه در سایه قرار می‌گیرند یا صفحه‌هایی رو به جهات مختلف نصب می‌شوند، عملکرد خوبی دارند. هزینه سیستم های بهینه ساز نیرو بیشتر از سیستم های اینورتر رشته‌ای است اما هزینه کمتری نسبت به سیستم های میکرو اینورتر دارند.

سیستم‌های رک و نصب پنل خورشیدی

سیستم‌های رک و نصب خورشیدی قطعات سخت افزاری هستند که صفحات خورشیدی روی آن قابلیت نصب شدن دارد.

برای دریافت بهترین عملکرد، صفحات خورشیدی باید رو به جنوب باشند و با زاویه بین 30 تا 45 درجه نصب شوند. (به میزان به فاصله شما از خط استوا). پنل‌های رو به شرق یا غرب و با زاویه گام 5 درجه یا بیشتر هنوز به خوبی کار خواهند کرد. اما 10 تا 20 درصد برق کمتری نسبت به مدل‌هایی که در شرایط ایده آل نصب شده‌اند، تولید می کنند. برای پنل‌های خورشیدی مسکونی، بیشتر سیستم ها قابل نصب بر روی سقف تخت هستند. به این معنی که سرعت پنل‌های خورشیدی شما به موازات سطح سقف شما است. البته در بعضی موارد، از شیب برای زاویه دار کردن چندین صفحه برای بهره‌مندی بیشتر از گرفتن اشعه خورشید، نیز می‌توان استفاده کرد.

دو نوع نصب وجود دارد

نصب ثابت: که در آن پانل‌های خورشیدی در حالت ثابت باقی می‌مانند. پایه ردیابی، که به پنل ها اجازه می‌دهد خورشید را هنگام حرکت در آسمان در طول روز دنبال کنند (نصب مسیرهای تک محوره) و هنگام تغییر فصول (پایه های دو محوره). پایه های ردیاب فقط برای پنل‌های خورشیدی زمینی مناسب هستند.

سیستم ها و برنامه های نظارت بر عملکرد

سیستم‌های نظارت بر عملکرد، اطلاعات دقیق در مورد عملکرد سیستم صفحه خورشیدی را به شما ارائه می‌دهند. با یک سیستم مانیتورینگ می‌توان، میزان الکتریسیته‌ای را که سیستم تولید می‌کند به صورت ساعتی اندازه گیری و پیگیری کرد.

اینورترهایی که بیشتر در بخش مسکونی استفاده می‌شود همه با برنامه‌های نظارت بر تولید ارائه می‌شوند. تا بتوانید خروجی پانل‌های خورشیدی را ردیابی کرد. در برخی موارد، برنامه همچنین نظارت بر مصرف را برای تسهیل در پیگیری صرفه جویی کلی سیستم پانل خورشیدی فراهم می‌کند. توجه: این نظارت بر مصرف اضافی ممکن است با هزینه اضافی همراه باشد.

نظارت بر سیستم پنل خورشیدی برای اطمینان از میزان تولید برق بیشتر و بازدهی بالا در سیستم می‌باشد.

دو سیستم اصلی نظارت وجود دارد:

نظارت در محل: دستگاه نظارت از نظر فیزیکی در محل مصرف قرار دارد و میزان برق تولیدی را ثبت می‌کند.

نظارت از راه دور: سیستم نظارت از راه دور، اطلاعات عملکرد خود را به یک سرویس مانیتورینگ منتقل می‌کند. که به صورت آنلاین یا با یک دستگاه تلفن همراه می‌توان دسترسی داشت.

تجهیزات الکترونیک صنعتی

راد الکتریک بین الملل بزرگترین تامین کننده تجهیزات برق و قطعات الکترونیک صنعتی در ایران برای مهندسان برق می‌باشد.این قطعات می‌تواند شامل انواع انکودر و تاکوژنراتور، فیوز صنعتی، خازن قدرت، ماژول دیود، ماژول تریستور، مقاومت صنعتی، ترانسدیوسر جریان و ترانسدیوسر ولتاژ باشد.