پنل خورشیدی چیست؟ تاریخچه ای که در مورد تولید برق خورشیدی بدانید!

همانطور که از نام آن مشخص است، انرژی خورشیدی با خورشید و تابش نور آن کار می کند. پانل های خورشیدی که همچنین به عنوان پانل های PV نیز شناخته می شوند، برای تبدیل نور خورشید به برق از ذرات انرژی به نام ” فوتون ها ” استفاده می کنند. فوتون ها در اصل نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند. در ادامه این فرایند را برای شما بیشتر توضیح خواهیم داد.

پنل های خورشیدی را می توان برای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله سیستم های قدرت از راه دور برای کابین ، تجهیزات مخابراتی، سنجش از دور و البته برای تولید برق توسط سیستم های برق خورشیدی مسکونی و تجاری استفاده کرد.

در اینجا به تاریخچه، فناوری و مزایای پنل های خورشیدی می پردازیم. ما یاد خواهیم گرفت که پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند، چگونه ساخته می شوند، چگونه برق تولید می کنند!

تاریخچه کوتاه پنل های برق خورشیدی

تولید برق خورشیدی به بیش از ۱۰۰ سال پیش باز می گردد.

در روزهای اولیه، انرژی خورشیدی عمدتاً برای تولید بخار مورد استفاده قرار می گرفت که سپس می توانست برای رانندگی ماشین آلات استفاده شود.

اما زمانی که ادموند بکرل ” اثر فتوولتائیک ” را کشف کرد، امکان تبدیل انرژی الکتریکی خورشیدی نور خورشید را فراهم کرد.

کشف بکرل سپس منجر به اختراع اولین سلول خورشیدی واقعی توسط چارلز فریتز در سال ۱۸۹۳ میلادی شد که با پوشش ورقه های سلنیوم با لایه نازکی از طلا تشکیل شد. و این آغاز فروتنانه دستگاهی که امروزه به عنوان پنل خورشیدی می شناسیم، بود.

راسل اوهل ، مخترع آمریکایی در آزمایشگاه‌های بل، اولین سلول خورشیدی سیلیکونی جهان را در سال ۱۹۴۱ به ثبت رساند. اختراع اوهل منجر به تولید اولین پنل خورشیدی در سال ۱۹۵۴ توسط همین شرکت شد. پنل های خورشیدی اولین کاربرد اصلی خود را در ماهواره های فضایی پیدا کردند. برای اکثر مردم، اولین پنل خورشیدی در زندگی آنها احتمالاً در ماشین حساب جدید آنها تعبیه شده بود ، تقریباً در دهه ۱۳۶۰ یا ۱۳۷۰ شمسی!

امروزه پنل های خورشیدی و سیستم های کامل پنل خورشیدی برای تامین انرژی طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شود.

بله، پنل های خورشیدی به شکل سلول های خورشیدی همچنان در ماشین حساب ها استفاده می شوند. با این حال، آنها همچنین برای تامین انرژی خورشیدی برای کل خانه ها و ساختمان های تجاری، مانند دفتر مرکزی گوگل در کالیفرنیا، استفاده می شوند.

اما پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

در آموزش الکترونیک در خواهید یافت که پنل‌های خورشیدی انرژی تجدیدپذیر پاک را به شکل نور خورشید جمع‌آوری می‌کنند و آن نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند که می‌تواند برای تامین انرژی بارهای الکتریکی استفاده شود.

پنل های خورشیدی از چندین سلول خورشیدی منفرد تشکیل شده اند که خود از لایه های سیلیکون، فسفر (که بار منفی را تامین می کند) و بور (که بار مثبت را تامین می کند) تشکیل شده اند.

پنل‌های خورشیدی فوتون‌ها را جذب می‌کنند و با این کار جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.

انرژی حاصل از برخورد فوتون‌ها به سطح صفحه خورشیدی به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا از مدارهای اتمی خود خارج شوند و در میدان الکتریکی تولید شده توسط سلول‌های خورشیدی آزاد شوند که سپس این الکترون‌های آزاد را به جریان جهت‌دار می‌کشند. کل این فرآیند به عنوان اثر فتوولتائیک شناخته می شود.

در یک پیکربندی متصل به شبکه به خوبی متعادل، یک آرایه خورشیدی در طول روز برق تولید می‌کند که سپس در شب در خانه استفاده می‌شود. برنامه های خرید انرژی به صاحبان ژنراتورهای خورشیدی این امکان را می دهد که در صورتی که سیستم آنها انرژی بیشتری از آنچه در خانه نیاز است تولید کند، دستمزد و پول دریافت کنند.

در برنامه های خورشیدی خارج از شبکه، یک بانک باتری ، کنترل کننده شارژ ، و در بیشتر موارد، یک اینورتراجزای ضروری هستند.

آرایه خورشیدی جریان مستقیم (DC) الکتریسیته را از طریق کنترلر شارژ به بانک باتری می فرستد.

سپس برق از بانک باتری به اینورتر کشیده می شود که جریان DC را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند که می تواند برای وسایل غیر DC استفاده شود.

با کمک یک اینورتر، آرایه های پنل خورشیدی را می توان به گونه ای اندازه گرفت که بیشترین نیازهای بار الکتریکی را برآورده کند.

جریان AC را می توان برای تغذیه بارها در خانه ها یا ساختمان های تجاری، وسایل نقلیه تفریحی و قایق ها، کابین های راه دور، کلبه ها یا خانه ها، کنترل های ترافیک از راه دور، تجهیزات مخابراتی، نظارت بر جریان نفت و گاز، RTU، SCADA و موارد دیگر استفاده کرد.

مزایای پنل خورشیدی

استفاده از پنل خورشیدی یک روش بسیار کاربردی برای تولید برق برای بسیاری از کاربردها است.

بدیهی است که باید زندگی خارج از شبکه باشد.

زندگی خارج از شبکه به معنای زندگی در مکانی است که توسط شبکه اصلی برق سرویس دهی نمی شود.

خانه ها و کابین های دور از راه دور به خوبی از سیستم های انرژی خورشیدی بهره می برند.

دیگر نیازی به پرداخت هزینه های هنگفت برای نصب تیرهای برق و کابل کشی از نزدیکترین نقطه دسترسی به شبکه اصلی نیست.

یک سیستم الکتریکی خورشیدی به طور بالقوه ارزان‌تر است و اگر به درستی نگهداری شود، می‌تواند تا سه دهه انرژی را تامین کند.

علاوه بر این واقعیت که پنل‌های خورشیدی زندگی خارج از شبکه را ممکن می‌سازند، شاید بزرگترین مزیتی که از استفاده از انرژی خورشیدی می‌برید این است که هم یک منبع انرژی پاک و هم تجدیدپذیر است.

با ظهور تغییرات اقلیمی جهانی، مهم‌تر شده است که ما هر کاری که می‌توانیم برای کاهش فشار ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای بر جو خود انجام دهیم.

پنل های خورشیدی هیچ قطعه متحرکی ندارند و نیاز به نگهداری کمی دارند. آنها به سختی ساخته شده اند و در صورت نگهداری نادرست برای چندین دهه دوام می آورند.

آخرین، اما نه کم‌اهمیت، از مزایای پنل‌های خورشیدی و انرژی خورشیدی این است که وقتی یک سیستم هزینه‌های اولیه نصب خود را پرداخت کرد، الکتریسیته تولید شده برای بقیه عمر سیستم که می‌تواند بین ۱۵ تا ۲۰ باشد.

برای دارندگان سیستم های برق خورشیدی متصل به شبکه، مزایا از لحظه آنلاین شدن سیستم شروع می شود و به طور بالقوه قبض های ماهانه برق را حذف می کند یا، و این بهترین بخش، در واقع درآمد اضافی مالک سیستم از شرکت برق است. چگونه؟ اگر از انرژی کمتری نسبت به تولید سیستم برق خورشیدی خود استفاده می کنید، می توان آن نیروی اضافی را، گاهی اوقات با قیمتی ممتاز، به شرکت برق خود فروخت!

کاربردها و مزایای بسیاری دیگر از استفاده از پنل های خورشیدی برای تولید نیازهای برق شما وجود دارد.

هزینه پنل های خورشیدی چقدر است؟

قیمت پنل های خورشیدی در چند سال اخیر به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. می توان گفت اکنون بهترین زمان برای سرمایه گذاری در یک سیستم انرژی خورشیدی است.

همچنین این موضوع را در نظر بگیرید: یک سیستم انرژی خورشیدی تقریباً به اندازه یک خودروی سایز متوسط ​​هزینه دارد!