تفاوت میان نسخه‌های «پانل خورشیدی»

تمیزکاری، + ویرایش با ماژول ابرابزار با استفاده از AWB
جز (←‏جایگزینی با [[وپ:اشتباه|اشتباه‌یاب]]: فلکتورهای⟸بازتابنده‌های، پارابولیک⟸هذلولی، ، کریستالین⟸کریستالی،)
(تمیزکاری، + ویرایش با ماژول ابرابزار با استفاده از AWB)
[[پرونده:Solar panels in Ogiinuur.jpg|بندانگشتی|یک پانل ۲۴ عددی سلول‌های خورشیدی در مغولستان]]
 
پانل خورشیدی به یک مدول فتوولتاییک 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 بندیبسته‌بندی شده است و به مجموعه‌ای از سلولهای خورشیدی وصل می‌شود. پانل‌های خورشیدی را می‌توان به عنوان مولفه‌ای از یک سیستم فتوولتاییک 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 فتوولتاییک نوعاً شامل یک پانل یا آرایه‌ای از مدول‌های خورشیدی، یک مبدل و گاهی یک باهی یا تراکر خورشیدی و سیم پیچی درونی است.
 
== تئوری و ساخت ==
== بازده و راندمان ==
بسته به ساختار مورد نظر، مدول‌های فتوولتاییک 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.
در حال حاضر بهترین میزان راندمان برای تبدیل نور خورشید، ۵/۲۱ درصد است که برای سلول‌های منفرد این میزان بسیار پایین‌تر است. کارآمدترین و پربازده‌ترین مدول‌های انبوه، دارای میزان تراکم تا سقف ۱۷۵ وات (W⁄mW/m^2) می‌باشند.
تحقیقاتی که توسط امپریال کالج انجام شده، نشان می‌دهد که راندمان یک پانل خورشیدی را می‌توان با پوشش دهی سطح نیمه رسانا و دریافت کننده نور، به وسیله نانواستوانه‌های آلومینیومی، مثل رشته‌هاها یا لگو بلاک‌ها، بهبود داد. سپس نور پراکنده شده در طول یک مسیر طولانی درون نیمه رسانا حرکت می‌کند و بیشتر فوتونها می‌توانند جذب و به جریان تبدیل شوند. گر چه این نانواستوانه‌ها قبلاً به کار رفته‌اند در آن‌ها به جای آلومینیوم از طلا و نقره استفاده می‌شده، و پراکندگی نور در نزدیکی ناحیه مادون قرمز رخ می‌داده و نور مرئی نیز به شدت جذب می‌شده است. اکنون معلوم شده که آلومینیوم جزء فرابنفش طیف را جذب می‌کند و اجزاء مرئی و نزدیک مادون قرمز طیف هم در سطح آلومینیوم پخش می‌شوند. این تحقیق ادعا می‌کرد که با استفاده از آلومینیوم هزینه به شدت پایین آمده و راندمان بالا می‌رود چون آلومینیوم فراوان‌تر است و قیمتش از طلا و نقره کمتر است. این تحقیق خاطر نشان می‌کند که افزایش جریان پانل‌های خورشیدی با فیلم نازکتر را به لحاظ تکنیکی، کاربردی تر می‌کند و مصرف مواد به شدت کاهش می‌یابد و راندمان تبدیل افزایش پیدا می‌کند.
بازده پانل خورشیدی را می‌توان به وسیله مقدار MPP پانل‌های خورشیدی محاسبه کرد.
=== مدول‌های فیلم نازک سخت و غیر منعطف ===
در مدول‌های فیلم نازک سخت و شکننده، سلول و مدول در خط تولید یکسانی ساخته می‌شوند. سلول‌های روی یک زیرساخت یا رو ساخت شیشه‌ای ساخته می‌شود و اتصالات الکتریکی به صورت insitu تولید می‌شوند؛ که به آن «ترکیب مونولیتیک» گفته می‌شود. زیرساخت و روساخت با کپسولی که در صفحه جلو یا عقب قرار دارد و ورقه‌ای از شیشه است، روشن می‌شود.
از عمده تکنولوژی‌های سلول در این طبقه می‌توان به Cdte،Cdte, a-si،si, si+uc-si،si, tandem یا CIGS اشاره کرد. سیلیکون آمورفوس دارای میزان تبدیل خورشیدی ۱۲ – ۶ درصد است.
 
=== مدول‌های فیلم نازک منعطف ===
 
سلول‌های خورشیدی چند شاخه‌ای (IMM) که با تکنولوژی ترکیب – نیمه رسانا ساخته می‌شوند، در ژوئیهٔ سال ۲۰۰۸ میلادی به سطح تجاری رسیدند. دانشگاه میشیگان یک ماشین خورشیدی ساخته که برنده مسابقه American solar Challenge (ژوئیهٔ ۲۰۰۸ میلادی) بود و از سلول‌های خورشیدی منعطف فیلم نازک IMM استفاده می‌کرد.
نیازمندی‌هایی مسکونی و تجاری با هم فرق دارند، نیازمندی‌هایی مسکونی ساده هستند و می‌توان آن‌ها را بسته بندیبسته‌بندی 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 فتوولتاییک، محدودتر خواهد شد و بازتابنده‌های هذلولی و متمرکز سازه‌های خورشیدی پیچیده تری، در حال همگانی شدن و گسترش می‌باشند.
پانل‌های فیلم نازک منعطف برای کاربری‌های قابل حمل مناسب و مطلوب هستند چون نسبت به سلول‌های کریستالی مقاومت بسیار بیشتری در برابر خرابی دارند ولی با برخورد به یک شی تیز ممکن است خراشیده شوند و آسیب ببینند. آنها نسبت به پانل‌های خورشیدی سخت و غیر منعطف (استاندارد)، به ازای هر فوت (پا، ۳۰ سانتی‌متر) مربع، سبکتر هستند.
بازار جهانی PV فیلم نازک و منعطف، علی‌رغم اظهار احتیاط دربارهدربارهٔ کل صنعت PV،PV, CAGR به میزان ۳۵ درصد (۲۰۱۹) را پیش بینی کرده است که براساس مطالعه جدید Intertechpira، از 32GW فراتر می‌رود.
[[پرونده:Gleisdorf.Solarbaum.jpg|بندانگشتی|درخت خورشیدی واقع در اتریش]]
 
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 فتوولتاییک 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.
عملکرد مدول و پیر شدن آن:
عملکرد مدول معمولاً تحت شرایط تست استاندارد (STC) درجه‌بندی می‌شود. تشعشع یا تابش 1000 W⁄mW/m^۲، طیف خورشیدی AM I.5 و دمای مدول ۲۵°C.
ویژگی‌های الکتریکی شامل توان نامی، ولتاژ مدار باز، جریان مدار کوتاه، ولتاژ توان ماکزیمم، جریان توان ماکزیمم، توان پیک یا اوج و بازده مدول می‌باشد.
ولتاژ نامی به ولتاژ باتری اطلاق می‌شود که مدول با آن ولتاژ بهترین تناسب را با باتری پیدا می‌کند: این واژه از زمانی که مدول‌های خورشیدی فقط برای شارژ باتری به کار می‌رفتند، باقی‌مانده و به کار رفته است. خروجی ولتاژ واقعی مدول تغییر می‌کند مثلاً روشنایی، دما و شرایط بار تغییر می‌کنند، بنابراین هرگز ولتاژ خاصی وجود ندارد که مدول با آن کار کند. ولتاژ نامی به کاربران کمک می‌کند تا آن‌ها مطمئن شوند که مدول با یک سیستم داده شده، سازگار است.
ولتاژ مدار باز یا VOC، ولتاژ ماکزیممی است که مدول می‌تواند هنگام اتصال با یک مدار یا سیستم الکتریکی تولید کند. VOC را می‌توان با ولت متریولت‌متری که مستقیماً به یک پایانه روشن مدول وصل شده یا به کابل جدا (قطع شده) متصل شده، اندازه‌گیری کرد.
درجه توان اوج، WP، خروجی ماکزیمم تحت شرایط تست استاندارد است. معمولاً مدول‌هایی با اندازه تقریبی 1X2 متر یا 2X4 پا، هستند از میزان پایین 75watt تا 350watt، بسته به راندمانشان، دامنه دارند. در زمان تست، مدول‌های تست براساس نتایج تستشان، می‌شوند. مثلاً یک سازنده می‌تواند مدول‌هایش را در افزایش‌های ۵ وات، درجه‌بندی کند یا آنها را به صورت ۳ - / + %، ۵ - / + %، ۰ - / ۳ + %، ۰ - / ۵ + % درجه‌بندی کرد.
مدول‌های خورشیدی باید در مقابل باران، تگرگ، برف سنگین و سیکل‌های گرما و سرما طی سال‌های بسیار، مقاوم باشند. بسیار از سازندگان مدول سیلیکون کریستالی، ضمانتی / گارانتی را ارائه می‌دهند که تولید الکتریکی را به مدت ۱۰ سال با خروجی درجه‌بندی شده توان – ۹۰٪ - و عمر ۲۵سال با خروجی ۸۰٪، گارانتی می‌کنند.
== تولید ==
در یال ۲۰۱۰ میلادی، 15/9GW از تأسیسات سیستم PV خورشیدی تکمیل شد و براساس آمار قیمت گذاری PV و گزارش کمپانی‌های تحقیق بازار، رقم ۸/۱۱۷ درصدی از رشد و پیشرفت این تأسیسات بر پایه سالیانه، محاسبه شد. سازندگان مدول PV صادرات مدول‌های خورشیدی را در سال ۲۰۱۰ میلادی افزایش دادند. آنها فعالانه ظرفیت خود را توسعه دادند و به نقش آفرینان GW (گیگاوات) تبدیل شدند.
براساس اطلاعات PV، پنج تا از ده کمپانی برتر در سال ۲۰۱۰ میلادی، در میان نقش آفرینان بودند. Suntech،Suntech, Firt Solar،Solar, Sharp،Sharp, Yingli و Trina Solar هم اکنون تولید کنندگانتولیدکنندگان GW هستند و صادرات خود را در سال ۲۰۱۰ دو برابر کرده‌اند.
 
=== ده تولید کنندهتولیدکننده برتر ===
ده تولید کنندهتولیدکننده برتر مدول خورشیدی در سال ۲۰۱۰ عبارت بودند از:
(این رقم هر ساله تغییر می‌کند)
1- Suntech
 
== نصب بر روی زمین ==
سیستم‌های فتوولتاییکی 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 گاههایگاه‌های زمینی (نصب شده روی زمین) وصل هستند، نگه داشته می‌شوند.
تکیه گاه‌های نصب زمینی شامل موارد زیر است:
تکیه گاه‌های یا سکوهای میله‌ای که مستقیماً به زمین وصلند یا در داخل سیمان و بتون جای می‌گیرند
تکیه گاه‌های فندانسیونی مثل صفحات بتونی یا فوتینگ‌ها
تکیه گاه‌هایی با فوتینگ شن ریزی شده، مثل پایه‌های بتونی و فولادی که برای ایمنی سیستم مدول و حفظ آن در محل، از وزن خود استفاده می‌کنند و به نفوذ در زمین نیازی ندارند. این نوع نصب مناسب جاهایی است که حفاری ممکن نیست مثل گورستان‌های سر پوشیده. امکان تعویض مکانی این سیستم‌ها نیز وجود دارد.
 
== نصب بر روی پشت بام ==
سیستم‌های توان خورشیدی که روی پشت بام نصب می‌شوند، از مدول‌هایی تشکیل شده‌اند که به وسیلهٔ میله‌ها یا فرام‌هایی که متصل با تکیه گاه‌های پشت بامی، نگه داشته می‌شوند.
== مرمت و نگه داری پانل خورشیدی ==
راندمان تبدیل پانل خورشیدی که نوعاً ۲۰ درصد است به وسیله گرد و غبار، دوده، گرده‌ها و ذرات دیگری که روی پانل جمع می‌شوند، کاهش می‌یابد. "پانل خورشیدی کثیف می‌تواند قابلیت توان خود را تا ۳۰ درصد در نواحی آلوده و پر گرد و غبارتر، پایین آورد". این نکته را سیموس کوران، پروفسور فیزیک دانشگاه هوستون و مدیر مؤسسهٔ نانو انرژی می‌گوید. او متخصص طراحی، مهندسی، مونتاژ نانو ساختارها است.
برای آرایه‌های خورشیدی غیر "خود – پاک کننده"، پاکسازی معمولی و منظم از سوی کمپانی شیشه شوی حرفه‌ای و یا افرادی که می‌توانند کار پاکسازی را به صورت برنامه‌ای منظم انجام دهند، صورت می‌گیرد. به گفته AI The Clear Chaice، که یک کمپانی کالیفرنیایی (در اصل) است و خدمات پاکسازی پانل خورشیدی انجام می‌دهد: "پانل‌های خورشیدی مثل پنجره‌ها یا شیشه‌های ماشین خانه یا کمپانی هستند. آنها با باران و گرد و غبار و دود و خاکسترهای دودکش و فضولات پرنده برگها و سایر زباله‌های زیست محیطی،زیست‌محیطی، کثیف می‌شوند. این کثیفی از جذب نور خورشید به درون پانل‌ها می‌کاهد و راندمان آن‌ها را پایین می‌آورد. در نتیجه، انرژی کمتری برای استفاده در ساختمان شما و یا برای فروش به کمپانی خدماتی شماست.
 
== استانداردها ==
<gallery>
File:Solar Panels on Caguas, Puerto Rico Walmart.jpg|<!--Solar modules mounted on a [[وال‌مارت]] in [[Caguas, Puerto Rico]]-->
File:Solar panels in yate england arp.jpg|<!--Solar panels roof-mounted on a house in [[یاته]],، [[South Gloucestershire]], [[انگلستان]] -->
</gallery>
 
۱۶٬۲۹۶

ویرایش