پانل خورشیدی: تفاوت میان نسخه‌ها

پانل خورشیدی به یک مدول فوتوولتیکفتوولتاییک اطلاق می‌شود و یا یک پانل آب گرم خورشیدی، یا به یک مجموعه از مدول‌های PV خورشیدی که به لحاظ الکتریکی، روی یک ساختار تکیه گاهی نصب شده‌اند. یک مدل PV، بسته بندی شده است و به مجموعه‌ای از سلولهای خورشیدی وصل می‌شود. پانل‌های خورشیدی را می‌توان به عنوان مولفه‌ای از یک سیستم فوتوولتیکفتوولتاییک بزرگتر، برای تولید و ذخیرهٔ الکتریسیته در کاربردهای تجاری و مسکونی، استفاده کرد. هر مدول با یک توان خروجی DC، درجه‌بندی شده است که تحت شرایط تست استاندارد عمل می‌کنند (STC) و نوعاً از ۳۲۰ – ۱۰۰ وات دامنه و تنوع دارند. راندمان یک مدول، مساحت مدول (با خروجی مشابه درجه‌بندی شده) را تعیین می‌کند – مدولی ۲۳۰ وات با راندمان ۸٪ دارای دو برابر مساحت یک مدول ۲۳۰ واتی با راندمان ۱۶ درصد است – تعداد اندکی از پانل‌های خورشیدی وجود دارند که راندمانشان / بازده‌شان بیشتر از ۱۹ درصد باشد. یک مدول خورشیدی منفرد می‌تواند تنها به میزان محدودی توان تولید کند، اکثر تأسیسات حاوی مدول‌های چندگانه هستند. یک سیستم فوتوولتیکفتوولتاییک نوعاً شامل یک پانل یا آرایه‌ای از مدول‌های خورشیدی، یک مبدل و گاهی یک باهی یا تراکر خورشیدی و سیم پیچی درونی است.

مدول‌های خورشیدی از انرژی نور خورشید یا فوتون‌ها برای تولید الکتریسیته از طریق تأثیر فوتوولتیکفتوولتاییک استفاده می‌کنند. اکثر مدول‌ها از سلول‌های سیلیکون کریستالی وافر – محور یا سلول‌های فیلم نازک مبتنی بر کادمیوم تلیورید یا سیلیکون، استفاده می‌کنند. عضو ساختاری (حامل بار) یک مدول می‌تواند یک لایه تاپ یا بالایی باشد و یا یک لایه عقبی سلول‌ها باید از آسیب مکانیکی و رطوبت محافظت شوند. اکثر مدولهای خورشیدی غیر منعطف هستند ولی گونه‌های نیمه منعطف هم وجود دارند، که همان سلول‌های فیلم نازک می‌باشند. از این مدول‌های خورشیدی اولیه، برای اولین بار در سال ۱۹۵۸ در فضا استفاده شد.

اتصالات الکتریکی به صورت سری ساخته می‌شوند تا به ولتاژ خروجی مطلوب برسند و یا به صورت موازی ساخته می‌شوند تا حداکثر کارایی جریان الکتریسیته بدست آید. سیم‌های هدایت کننده که جریان را از مدول‌ها خارج می‌کنند، ممکن است حاوی نقره، مس یا دیگر فلزات رسانای غیر مغناطیسی باشند. این سلول‌ها باید به صورت الکتریکی با بقیه سیستم متصل باشند. مدول‌های فوتوولتیکفتوولتاییک با کاربرد زمینی، از متصل کننده‌ها یا رابطه‌های MC3 یا MC4 برای تسهیل و تقویت اتصالات مقاوم در برابر آب و هوا، استفاده می‌کنند.

بسته به ساختار مورد نظر، مدول‌های فوتوولتیکفتوولتاییک می‌توانند الکتریسیته را در بازه‌ای از فرکانس‌های نوری، تولید کنند ولی نمی‌توانند تمامی طیف خورشید را بپوشانند؛ بنابراین اکثر انرژی خورشید توسط مدول‌های خورشیدی به هدر می‌رود و اگر این مدول‌ها با نور مونوکرومیک روشن شوند، می‌توانند راندمان بسیار بالاتری داشته باشند. گزینهٔ طراحی دیگر، این است که نور به طیف‌های مختلفی با دامنه و طول موج‌های متفاوت تقسیم شود و پرتوها را به سلولهای متفاوتی هدایت کند که با این طیف‌ها تنظیم و سازگار شده‌اند. با این کار راندمان تا ۵۰ درصد افزایش می‌یابد.

نیازمندی‌هایی مسکونی و تجاری با هم فرق دارند، نیازمندی‌هایی مسکونی ساده هستند و می‌توان آن‌ها را بسته بندی کرد به طوریکه با پیشرفت تکنولوژی سلول خورشیدی، تجهیزات خط پایه مثل باتری، مبدل و سوئیچ انتقال حسگری ولتاژ، باید فشرده باشند تا برای کاربرد خانگی مناسب باشند. کاربرد تجاری بسته به اندازه سرویس، در عصر سلول فوتوولتیک،فتوولتاییک، محدودتر خواهد شد و فلکتورهای پارابولیک و متمرکز سازه‌های خورشیدی پیچیده تری، در حال همگانی شدن و گسترش می‌باشند.

چندین کمپانی شروع به گنجاندن الکترونیک در مدولهای PV خود کرده‌اند. این کار، اجرای ردیابی نقطه توان را به ماکزیمم می‌رساند (برای هر مدول) و اندازه‌گیری داده‌های عملکرد را برای نظارت و کشف خطا در سطح مدول، ممکن می‌سازد. برخی از این راه حل‌ها، از بهینه‌سازهای توان بهره می‌گیرند. تکنولوژی تبدیل DC – به – DC برای به حداکثر رساندن بار توان حاصل از سیستم‌های فوتوولتیکفتوولتاییک خورشیدی ۱۰ اختراع شده‌اند. این الکترونیک می‌تواند تأثیرات سایه را جبران کند وقتی که سایه روی یک قسمت از مدول می‌افتد، خروجی الکتریکی یک یا چند زنجیره از سلول‌های مدول به صفر می‌رسد، ولی خروجی کل مدول به صفر کاهش نمی‌یابد.

برخی از سیستم‌های فوتوولتیکفتوولتاییک مثل تجهیزات پشت بامی، می‌توانند توان را مستقیماً به یک کاربر الکتریسیته عرضه کنند. در این موارد، زمانی که هزینه خروجی با قیمتی که کاربر برای مصرفش می‌پردازد، جور باشد، تجهیزات رقابتی می‌شوند. تحقیقات انجام شده از سوی ENengy – UN در سال ۲۰۱۲، نقاطی از کشورهای آفتابی را نشان می‌دهد که قیمت الکتریسیته بالایی دارند مثل ایتالیا، اسپانیا و استرالیا و یا نواحی که از ژنراتورهای دیزلی استفاده می‌کنند. (آنها به قیاس یا تشابه گرید فروش رسیده‌اند).

سیستم‌های فوتوولتیکیفتوولتاییکی که روی زمین نصب می‌شوند، معمولاً بزرگ و در سطح یا مقیاس تجهیزات بزرگ خدمات رفاهی هستند. مدول‌های خورشیدی آنها به وسیله فرام‌ها یا میله‌هایی که به تکیه گاههای زمینی (نصب شده روی زمین) وصل هستند، نگه داشته می‌شوند.

تمام سیم پیچی‌هایی که مدول‌های خورشیدی را به تجهیزات برداشت انرژی وصل می‌کنند، باید براساس کدهای الککتریکیالکتریکی محلی نصب شوند و در کانالها یا لوله‌های مناسب برای شرایط آب و هوایی راه‌اندازی شوند.

دستگاه‌هایی با مدول‌های فوتوولتیکفتوولتاییک

ایستگاه‌های فضایی و مصنوعات فضایی که از مدول‌های فوتوولتیکفتوولتاییک برای تولید توان استفاده می‌کنند.