امروزه دانشمندان در تلاشند تا برای بهره برداری از منابع انرژی تجدید پذیر راهکار های متفاوتی را ایجاد و به دست آورند. یکی از این راهکارها باعث افزایش استفاده از پرتو های خورشیدی شده است. پنل های خورشیدی و تکنولوژی های آن در صنعت انرژی خورشیدی تنها ودرمدت زمان کوتاهی یعنی در دهه گذشته توانسته بیش از ۵۰% رشد کند که بسیار چشمگیر است. رشدی که باعث تولید انواع پنل خورشیدی و حمایت های فدرال (مانند اعتبار مالیاتی سرمایه گذاری خورشیدی) و افزایش درخواست تجاری و صنعتی برای این انرژی پاک بوده است. از آنجایی که ارزش صنعت انرژی خورشیدی همچنان رو به افزایش است.
بنابراین می توان گفت که بخش اصلی و مهم این صنعت، یعنی پنل خورشیدی ارزش مطالعه و صرف وقت وهزینه را دارد. لذا ما در این مقاله قصد داریم تا انواع پنل های خورشیدی موجود در بازار و نقاط ضعف و قوت آنها را بررسی کنیم و ببینیم که کدام یک از آنها برای کاربردهای ویژه مناسب تر هستند. ازانواع پنل های خورشیدی می توان برای کاربردهای متفاوتی از جمله سیستم های برق برای مکانهای دوردست ، برق لوازم ارتباط از راه دور ، دور کاری استفاده کرد والبته برای تامین برق مصرفی مناطق مسکونی و تجاری بهره مند شد.
مزایای انواع پنل های خورشیدی و تکنولوژی های مختلف آن
استفاده از پنل خورشیدی یکی از کاربردی ترین روش ها برای تولید برق در بسیاری از مصارف است. برای مثال اگر محل زندگی در مکانی است که توسط شبکه اصلی برق تأمین نمی شود این پنل ها به کمک ملزومات دیگر مثل اینورتر و باتری می توانند برق ۲۴ ساعته را برای شما تامین کنند . این برای دولت هم به صرفه و کم هزینه تر است زیرا دیگر نیازی به پرداخت هزینه های بالابرای نصب تیرهای برق و کابل کشی ازنقطه اصلی دسترسی به شبکه برق کشورنیست.
شاید راه اندازی یک سیستم تامین برق خورشیدی به طور بالقوه هزینه برباشد ولی در صورت نگهداری درست می تواند برای سه دهه یا بیشتر انرژی مورد نظرتان را تأمین کند. همانطور که می دانید با ظهور تغییرات آب و هوایی جهانی ، بسیار مهم است که از هیچ تلاشی برای کاهش فشار وارد ه بر جو زمین که دلیل اصلی آن وجود گازهای گلخانه ای است، مضایقه نکنیم.. پنل های خورشیدی قطعات متحرک ندارند و نیازبه نگهداری ندارند. آنها محکم ساخته شده اند و برای دهه ها پا برجا هستند.
برای آشنایی مقدماتی، مقاله پنل خورشیدی چیست ؟ را بخوانید.
۴ نوع اصلی انواع پنل های خورشیدی و تکنولوژی های آن ها
امروزه پنل های خورشیدی که در در بازار موجود است به 4 نوع اصلی تقسیم می شوند: پنل های مونو کریستال (Monocrystalline)، پلی کریستال (Polycrystalline)، PERC و پنل های فیلم نازک (Thin-Film).
پنل خورشیدی مونو کریستال
پنل ها ی مونو کریستال که پنل های تک بلوری هم نام دارند از طریق یک کریستال (بلور) سیلیکونی خالص که به صورت ویفرهای متعددی برش خورده اند، ساخته می شوند. همانطور که گفته شد این پنل ها ازسیلیکون خالص تولید می گردند؛ بنابراین به راحتی قابل شناسایی هستند، زیرا پشت این پنلها بخاطر سلیکون خالص سیاه تیره است .همچنین استفاده از سیلیکون خالص باعث می شود تا پنل های مونو کریستالی در بین دیگرانواع پنل های خورشیدی از دوجهت بهتر باشد، یکی استفاده بهینه از فضا ودیگری دوام زیاد.
پنل خورشیدی پلی کریستالی
همانطور که از نامش مشخص است؛ عکس پنل مونو کریستال، از چند بلور سیلیکونی متفاوت منشا گرفته است. برای تولید پنل های خورشیدی پلی کریستالی، قطعات سیلیکون را ذوب کرده و در قالب های مربعی می ریزند. سلول های پلی کریستالی بسیار به صرفه تر از نوع قبلی هستند؛ زیرا ضایعات آنها بسیار کم است و شکل مربعی مشخصی دارند.
اما همین موضوع باعث می شود تا آنها از نظر تبدیل انرژی و فضای اشغالی کارآیی کم تری داشته باشند؛ زیرا درجه خلوص سیلیکون و ساختار آن نسبت به سلول های مونو کریستالی در سطح پایین تری قرار دارد. مقاومت این پنل ها در برابر حرارت کمتر است؛ بنابراین در محیط های با دمای بالا کاربرد ندارند.
برای آشنایی با نحوه هوشمند سازی پنل خورشیدی کلیک کنید.
پنل های PERC
پنل های خورشیدی PERC که از دو تکنولوژی امیترغیر فعال (Passivated Emitter و سلول عقبی (Rear Cell) استفاده می کنند؛ در واقع نسخه ای اصلاح شده از سلول های مونو کریستالی قدیمی هستند. این تکنولوژی تقریبا جدید با اضافه کردن یک لایه غیر فعال به سطح پشتی سلول، کاربرد آن را در قالب روش های زیر افزایش می دهد:
- باعث می شود نور به داخل سلول منعکس شود؛ بنابراین مقدار تابش خورشیدی جذب شده افزایش پیدا میکند.
- باعث تقلیل تمایل طبیعی الکترون ها به ترکیب مجدد و کنترل جریان الکترون ها در سیستم می شود.
اجازه می دهد طول موج های بیشتری از نور خورشید منعکس شوند. چون امواج نوری با طول موج بیش از ۱۱۸۰ نانومتر نمی توانند از طریق ویفرهای سیلیکونی جذب شوند و به راحتی از آنها عبور کنند؛ بنابراین در آخر ورقه فلزی پشت سلول گرم شده و بازدهی آن کاهش می یابد. لایه غیر فعال ذکر شده، طول موج های بلندتر را منعکس کرده و از گرم شدن صفحه پشتی سلول خورشیدی جلوگیری می کند.
پنل های PERC امکان جمع آوری و جذب انرژی خورشیدی بیشتری را در سطوح کوچک تر فراهم می کنند؛ به همین خاطر برای فضاهای محدود مناسب قابل استفاده می باشند. روند تولید آنها به خاطر وجود مواد مازاد مورد نیاز، اندکی گران تر از تولید پنل های قدیمی است؛ اما می توان آنها را با استفاده از همان لوازم تولید قدیمی تر پنل ها تولید کرد. با این وجود به دلیل افزایش کارامد بودن آنها، میانگین هزینه تولید هر وات انرژی کاسته می شود.
برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید: سیستم آبیاری هوشمند
پنل خورشیدی فیلم نازک
ویژگی پنل های خورشیدی فیلم نازک، لایه های بسیار نازکی است که به دلیل ظریف بودن، منعطف هستند و هر پنل به قاب پشتی نیاز ندارد؛ پس سبک تر بوده و به راحتی نصب می شوند. این پنل ها، خلاف پنل های سیلیکونی کریستالی که در اندازه های استاندارد ۶۰، ۷۲ و ۹۶ سلولی تولید و عرضه می شوند؛ این توانمندی را دارند که در اندازه های متنوع مطابق با نیازمندی های خاص تولید گردند. علاوه بر این آنها نسبت به پنل های خورشیدی سیلیکونی معمولی، کارآمدی کمتری دارند.
متغیر های پنل خورشیدی فیلم نازک
پنل های خورشیدی فیلم نازک، برعکس پنل های کریستالی که از سیلیکون ساخته می شوند؛ از لایه های نازکی از مواد مختلف تولید می شوند که عبارتند از:
- کادمیم تلورید (CdTe)
- سیلیکون آمورف (a-Si)
- مس ایندیوم گالیم سلنید (CIGS)
- انواع پنل های خورشیدیو تکنولوژی آنها براساس کارآیی
- پنل های خورشیدی کریستالی دارای بالاترین میزانکاربرد را در میان انواع مختلف پنل های خورشیدی دارند.
- کاربرد پنل های مونو کریستالی بالای ۲۰% است.
- کاربرد پنل های PERC به دلیل وجود لایه غیر فعال، 5% بیشتر از پنل های دیگر است.
- کاربرد پنل های پلی کریستالی معمولا بین ۱۵ تا ۱۷% است.
- کارآیی پنل های فیلم نازک در قیاس با پنل های سیلیکونی معمولاً ۲ تا ۳% کم تر است. به طور میانگین
- کاربرد پنل های CIGS در محدوده 13 تا 15% می باشد.
- کاربرد پنل های CdTe بین 9 تا 11% است.
