متن

پنل خورشیدی چگونه کار می کند؟

پنل خورشیدی را به جرات می توان یکی از بهترین ابزار های طبیعی برای به دست آوردن انرژی نام برد. این نیروی طبیعی با پنل هایی مخصوص کار می کند، که از فواید بی شماری برخوردار است.

یکی از مهم ترین فواید آن پیشگیری از تخریب لایه اوزون و عدم استفاده از سوخت های فسیلی است. اما در ادامه همراه ژوپین باشید تا با انرژی خورشیدی و پنل خورشیدی بیشتر آشنا شوید.

انرژی خورشیدی جیست؟

انرژی خورشیدی از نور خورشید به دست می آید. پنل خورشیدی (یا اثر فوتوولتائیک) با تبدیل خورشید فوتون ها (ذرات انرژی دار) را به الکتریسیته تبدیل می کند. پنل های خورشیدی کاربرد های فراوانی دارند، مانند کنترل قدرت سیستم اتاقک ها، تجهیزات ارتباطی، کنترل حسگر و تولید الکتریسیته توسط سیستم های الکتریکی خورشیدی خانگی، تجاری و ...

مقاله مرتبط: دیوار سبز چیست؟

تاریخچه پنل خورشیدی

پیشرفت استفاده از انرژی خورشیدی به 100 سال قبل برمی گردد. در زمان های  نه چندان دور، از انرژی خورشیدی برای تولید بخار آب  استفاده می کردند. و از بخار آب نیز برای عملکرد ماشین های مختلف استفاده می شده است؛ اما این امر تا پیش از کشف اثر فوتوولتائیک (تبدیل نور خورشید) توسط ادموند بکرل امکان پذیر نبود.

در سال 1893 چارلز فریت با کمک گرفتن از کشف بکرل اولین سلول خورشیدی اصل را ساخت. این سلول خورشیدی با استفاده از ورقه های آغشته به سلنیم و یک ورقه نازک از جنس طلا ساخته شد. پنل های خورشیدی با قمر های مصنوعی شروع به کارکردند. همچنین اولین پنل های خورشیدی در ماشین حساب ها و ساعت ها مشاهده شده اند.

تا کنون تنها 48 درصد از نور خورشید بهره می بریم که همین مقدار برای تمام جهان کافی است. به این علم، علم تبدیل نورخورشید به الکتریسته photovoltaicمی گویند که نور خورشید مستقیم به برق تبدیل می شود. اکثر سلول های خورشیدی از سیلکون کریستالی درست شده اند.

سیلکون به طور طبیعی در بیشتر شن های ساحلی و همچنین صخره ها پیدا می شود. برای ساخت این سلول های خورشیدی حتما باید سلول کریستالی خالص باشد. سیلکون یک ماده نیمه رسانا است، یعنی با بیشترین انرژی، مقدار کمی الکترون آزاد می کند. به همین دلیل از سیلکون برای پنل های خورشیدی استفاده می شود.

بیشتر بخوانید: تراریوم چیست؟

پنل خورشیدی چگونه کار می کند؟

پنل خورشیدی انرژی تجدید پذیر را می گیرد و به الکتریسیته تبدیل می کند. پنل خورشیدی از چند لایه مختلف تشکیل شده که هرکدام از لایه ها ویژگی مخصوص به خود را دارند. به طور مثال: لایه های فسفری برای تئلید بار منفی، و لایه بور برای تولید بار مثبت و همین طور لایه های سیلکونی شکل گرفته اند.

پنل های خورشیدی فوتون ها را جذب کرده و جریان الکتریکی ایجاد می کنند. انرژی تولید شده از فوتون ها به الکترون ها امکان خارج شدن از مدار اتمی خود و رها شدن در میدان الکتریکی تولید شده توسط سلول های خورشیدی را می دهد.

این میدان الکتریکی، الکترون های آزاد را در جریان الکتریکی هدایت می کند. این روند با نام اثر فوتوولتائیک شناخته می شود. ویژگی دیگر پنل خورشیدی این است که در طول روز، انرژی الکتریکی زیادی تولید و ذخیره می کند که در شب مورد استفاده قرار می گیرد.

پنل خورشیدی چه فوایدی دارد؟

زمان استفاده از پنل های خورشیدی از تجهیزات آف گرید استفاده می شود؛ تجهیزات آف گرید تجهیزاتی هستند که برای استفاده از آن به جریان اصلی برق احتیاجی نیست. با وجود پنل های خورشیدی، دیگر احتیاجی به پرداخت هزینه های سنگین نصب دکل و کابل کشی نیست. پنل خورشیدی به مراتب ارزان تر است و اگر درست نگه داری و استفاده شود، تا سه دهه قابلیت تولید انرژی دارد.

البته بهترین مزیت آن این است که از انرژی های پاک و تجدید پذیر تغذیه می شود. با توجه به تغییرات جهانی آب و هوا و گرم شدن کره زمین، حفظ اتمسفر امری مهم به شمار می رود. پنل های خورشیدی کمترین آلودگی را تولید می کنند و تا مدت زیادی سالم می مانند. همچنین از فواید دیگر پنل های خورشیدی این است که اگر انرژی مصرفی از تولیدی پنل بیشتر باشد، انرژی اضافی قابل فروش است. یعنی کمپانی پنل، آن را از شما خریداری می کند.

انواع پنل های خورشیدی

کلا دونوع پنل خورشیدی وجود دارد و اجزای تشکیل دهنده پنل های خورشیدی اغلب سیلکونی اند.

1 مونوکریستالین و یا پلی کریستالین

2 سیلکون بی شکل

این دونوع پنل جزء سازنده با توجه به قیمت، طول عمر و بازده پنل های متفاوتی تولید می کنند. پنل های خورشیدی نوع اول که از مونوکریستالین ها یا پلی کریستالین ها ساخته می شوند بین 12 تا 19 درصد بازده دارند.

پنل های نوع دوم از سیلیکون بی شکل ساخته می شوند، که از کنار هم قرار گرفتن سلول های بی شکل به وجود آمده اند. نکته ای که بسیار حائز اهمیت است: پنل های خورشیدی جریان مستقیم برق تولید می کند پس برای استفاده بهتر از جریان باید جریان مستقیم را توسط معکوس کننده به جریان متناوب 230 ولت تبدیل کرد.