پانل خورشیدی: تفاوت میان نسخه‌ها

پانل خورشیدی به یک ماژول فتوولتاییک اطلاق می‌شود یا یک پانل آب گرم خورشیدی، یا به یک مجموعه از ماژول‌های PV خورشیدی که به لحاظ الکتریکی، روی یک ساختار تکیه گاهی نصب شده‌اند. یک مدل PV، بسته‌بندی شده استشده‌است و به مجموعه‌ای از سلولهایسلول‌های 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 ماژول با یک توان خروجی DC، درجه‌بندی شده استشده‌است که تحت شرایط تست استاندارد عمل می‌کنند (STC) و نوعاً از ۳۲۰ – ۱۰۰ وات دامنه و تنوع دارند. راندمان یک ماژول، مساحت ماژول (با خروجی مشابه درجه‌بندی شده) را تعیین می‌کند – ماژولی ۲۳۰ وات با راندمان ۸٪ دارای دو برابر مساحت یک ماژول ۲۳۰ واتی با راندمان ۱۶ درصد است – تعداد اندکی از پانل‌های خورشیدی وجود دارند که راندمانشان / بازده‌شان بیشتر از ۱۹ درصد باشد. یک ماژول خورشیدی منفرد می‌تواند تنها به میزان محدودی توان تولید کند، اکثر تأسیسات حاوی ماژول‌های چندگانه هستند. یک سیستم فتوولتاییک نوعاً شامل یک پانل یا آرایه‌ای از ماژول‌های خورشیدی، یک مبدل و گاهی یک باهی یا تراکر خورشیدی و سیم پیچی درونی است.

اتصالات الکتریکی به صورت سری ساخته می‌شوند تا به ولتاژ خروجی مطلوب برسند یا به صورت موازی ساخته می‌شوند تا حداکثر کارایی جریان الکتریسیته بدست آید. سیم‌های هدایت کنندههدایت‌کننده که جریان را از ماژول‌ها 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. ماژول‌های فتوولتاییک با کاربرد زمینی، از متصل کننده‌هامتصل‌کننده‌ها یا رابطه‌های MC3 یا MC4 برای تسهیل و تقویت اتصالات مقاوم در برابر آب و هوا، استفاده می‌کنند.

دیودهای بای پاس را می‌توان هم در داخل و هم در بیرون ماژول‌ها استفاده کرد، (در مورد سایه افکنی نسبی بر ماژول) تا خروجی بخشهایبخش‌های ماژول، به ماکزیمم برسد و هنوز هم روشنایی خود را داشته باشند.

برخی از طرح‌های ماژول خورشیدی، اخیراً دارای متمرکز کننده‌هاییمتمرکزکننده‌هایی هستند که نور در آن از طریق آینه یا عدسی (لنز) متمرکز می‌شود و روی آرایه‌ای از سلولهایسلول‌های کوچکتر پخش می‌شود. این ویژگی، امکان استفاده از سلول‌هایی کم هزینه تر به جای انواع با هزینه بالا در هر قسمت از یونیت، را فراهم می‌سازد.

بسته به ساختار مورد نظر، ماژول‌های فتوولتاییک می‌توانند الکتریسیته را در بازه‌ای از فرکانس‌های نوری، تولید کنند ولی نمی‌توانند تمامی طیف خورشید را بپوشانند؛ بنابراین اکثر انرژی خورشید توسط ماژول‌های خورشیدی به هدر می‌رود و اگر این ماژول‌ها 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 سلولهایسلول‌های متفاوتی هدایت کند که با این طیف‌ها تنظیم و سازگار شده‌اند. با این کار راندمان تا ۵۰ درصد افزایش می‌یابد.

تحقیقاتی که توسط امپریال کالج انجام شده، نشان می‌دهد که راندمان یک پانل خورشیدی را می‌توان با پوشش دهی سطح نیمه رسانا و دریافت کنندهدریافت‌کننده 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 ترکاربردی‌تر می‌کند و مصرف مواد به شدت کاهش می‌یابد و راندمان تبدیل افزایش پیدا می‌کند.

سومین نسل سلولهایسلول‌های خورشیدی، سلولهایسلول‌های فیلم نازک پیشرفته هستند. آنهاآن‌ها در مقایسه با تکنولوژیهای دیگر خورشیدی، راندمان نسبتاً بالاتر و هزینه کمتری دارند.

نیازمندی‌هایی مسکونی و تجاری با هم فرق دارند، نیازمندی‌هایی مسکونی ساده هستند و می‌توان آن‌ها را بسته‌بندی کرد به طوریکهبه‌طوری‌که 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. آنهاآن‌ها نسبت به پانل‌های خورشیدی سخت و غیر منعطف (استاندارد)، به ازای هر فوت (پا، ۳۰ سانتی‌متر) مربع، سبکترسبک‌تر هستند.

بازار جهانی PV فیلم نازک و منعطف، علی‌رغم اظهار احتیاط دربارهٔ کل صنعت PV, CAGR به میزان ۳۵ درصد (۲۰۱۹) را پیشپیش‌بینی بینی کرده استکرده‌است که براساس مطالعه جدید Intertechpira، از 32GW فراتر می‌رود.

ولتاژ نامی به ولتاژ باتری اطلاق می‌شود که ماژول با آن ولتاژ بهترین تناسب را با باتری پیدا می‌کند: این واژه از زمانی که ماژول‌های خورشیدی فقط برای شارژ باتری به کار می‌رفتند، باقی‌مانده و به کار رفته استرفته‌است. خروجی ولتاژ واقعی ماژول تغییر می‌کند مثلاً روشنایی، دما و شرایط بار تغییر می‌کنند، بنابراین هرگز ولتاژ خاصی وجود ندارد که ماژول با آن کار کند. ولتاژ نامی به کاربران کمک می‌کند تا آن‌ها مطمئن شوند که ماژول با یک سیستم داده شده، سازگار است.

درجه توان اوج، WP، خروجی ماکزیمم تحت شرایط تست استاندارد است. معمولاً ماژول‌هایی با اندازه تقریبی 1X2 متر یا 2X4 پا، هستند از میزان پایین 75watt تا 350watt، بسته به راندمانشان، دامنه دارند. در زمان تست، ماژول‌های تست براساس نتایج تستشان، می‌شوند. مثلاً یک سازنده می‌تواند ماژول‌هایش را در افزایش‌های ۵ وات، درجه‌بندی کند یا آنهاآن‌ها را به صورت ۳ - / + %، ۵ - / + %، ۰ - / ۳ + %، ۰ - / ۵ + % درجه‌بندی کرد.

توانایی‌های بازیافت سازیبازیافت‌سازی به نوع تکنولوژی به کار رفته در ماژول‌ها بستگی دارند:

فرم‌های آلومینیومی و جعبه‌های اتصال، به صورت دستی در شروع فرایند و پروسه، پیاده می‌شوند. سپس ماژول در یک آسیاب خرد شده و اجزاء متفاوت آن، مثل شیشه، پلاستیک و فلزات جدا می‌شوند. با این روش امکان بازیافت بیش از ۸۰ درصد از وزن تازه، وجود دارد این پروسه را می‌توان به وسیله بازیافت کننده‌هایبازیافت‌کننده‌های شیشه‌ای مسطح انجام داد چون مورفولوژی (ریخت‌شناسی) و شکل یک ماژول pv مشابه با شیشه‌های صاف ساختمانهاساختمان‌ها و صنایع اتومبیل سازیاتومبیل‌سازی است. شیشهٔ بازیافت شده، سریعاً از سوی صنعتگران / کمپانی‌های عایق سازیعایق‌سازی و فوم شیشه‌ای خریداری می‌شود

آن‌ها به تکنولوژی‌های بازیافت خاصی نیاز دارند مثلاً استفاده از وانهای شیمیایی برای جدا کردن مواد نیمه رسانای متفاوت. برای ماژول‌های کادمیوم فلورید، پروسه بازیافت با خرد کردن ماژول و جدا کردن اجزاء مختلف شروع می‌شود. این پروسه برای بازیافت ۹۰٪ شیشه و ۹۵ درصد مواد نیمه رسانا طراحی شده استشده‌است در سال‌های اخیر، کمپانی‌های خصوصی تجهیزات بازیافت کنندهبازیافت‌کننده را در مقیاسی بزرگ ساخته و راه‌اندازی کرده‌اند.

در یال ۲۰۱۰ میلادی، 15/9GW از تأسیسات سیستم PV خورشیدی تکمیل شد و براساس آمار قیمت گذاریقیمت‌گذاری PV و گزارش کمپانی‌های تحقیق بازار، رقم ۸/۱۱۷ درصدی از رشد و پیشرفت این تأسیسات بر پایه سالیانه، محاسبه شد. سازندگان ماژول PV صادرات ماژول‌های خورشیدی را در سال ۲۰۱۰ میلادی افزایش دادند. آنهاآن‌ها فعالانه ظرفیت خود را توسعه دادند و به نقش آفرینان GW (گیگاوات) تبدیل شدند.

اطلاعات متوسط قیمت به سه طبقه یا دسته تقسیم می‌شود: خریداران مقادیر کوچک، خریداران رنج متوسط، خریداران کمیت / مقادیر بزرگ. در کوتاه مدت، کاهش نظام مهندسی در قیمت سلولهاسلول‌ها و ماژولها وجود خواهد داشت. مثلاً در سال ۲۰۱۲، برآورده شده که هزینه به ازای هر وات، حدود ۶۰٪ دلار آمریکاست یعنی ۲۵۰ برابر کمتر از هزینه آن در ۱۹۷۰ (۱۵۰ دلار آمریکا) قیمت‌های دنیای واقعی (مجازی) بستگی زیادی به شرایط آب و هوایی بومی دارد. در کشورهای آسمان ابری مثل بریتانیا، قیمت در هر kw بیش از کشورهای آفتابی تر مثل اسپانیاست.

با پیروی از RMI، مولفه BOS، هزینه ماژول‌ها به حدود نیمی از هزینه‌های کل تأسیسات رسیده استرسیده‌است.

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

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

تراکرهای خورشیدی، میزان انرژی تولید شده در هر ماژول را افزایش می‌دهند و هزینه پیچیدگی مکانیکی و نیاز به مرمت را کاهش می‌دهند. آنهاآن‌ها جهت Sun را تشخیص داده و به سمت آن می‌چرخند تا به حداکثر رویارویی خود با نور خورشید برسند.

== مرمت و نگه دارینگهداری پانل خورشیدی ==

برای آرایه‌های خورشیدی غیر "خود – پاک کنندهپاک‌کننده"، پاکسازی معمولی و منظم از سوی کمپانی شیشه شوی حرفه‌ای 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. آنهاآن‌ها با باران و گرد و غبار و دود و خاکسترهای دودکش و فضولات پرنده برگهابرگ‌ها و سایر زباله‌های 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 یا برای فروش به کمپانی خدماتی شماست.