پنل خورشیدی اولین جزء تشکیل دهنده سیستم های تولید برق خورشیدی هستند . با استفاده از پنل می توانیم فتون ها نور خورشید را دریافت کرده و الکترون تولید کنیم . این پنل ها از کنار هم قرار گرفتن تعدادی سلول سیلیکونی تشکیل می شوند. زمانی که فوتون های نور به سطح سلول سیلیکونی برخورد می کنند الکترون ها در سطح ویفر نازک سیلیکونی جاری می شوند. که می توان با قرار دادن هادی هایی آنها را جمع آوری کرد. هر سلول خورشیدی در حدود نیم ولت (۵/۰ ولت ) برق (در حالت بی باری ) تولید می کند . پس در نتیجه با احتساب افت ولتاژ به وجود آمده در صورت باردار شدن پنل برای ساخت یک پنل با خروجی ولتاژ تحت بار ۱۲ ولت باید ۳۶ عدد سلول خورشیدی را بصورت سری به هم متصل کرد . خروجی در حالت بی باری این ۳۶ سلول خورشیدی در حدود ۱۸ ولت است . اگر ما پنلی با ۲۴ ولت خروجی تحت بار نیاز داشتیم باید ۷۲ عدد سلول را با یکدیگر سری کنیم تا بتوانیم به این عدد برسیم یا می توانیم دو عدد پنل ۱۲ ولت را با یکدیگر سری کنیم (هر پنل ۳۶ عدد سلول دارد و در مجموع ۷۲ عدد ) .
- نکته : بار به معنی مصرف کننده است .
با موازی کردن پنل ها ولتاژ ثابت می ماند و جریان خروجی پنل ها افزایش پیدا می کند و در نتیجه توان خروجی نیز زیاد می شود و همانطور که گفته شد با سری کردن پنل ها می توان ولتاژ خروجی را افزایش داد ( ۲۴ولت ، ۳۶ ولت و ۰۰۰) و جریان را ثابت نگه داشت . افزایش ولتاژ در پنل ها باعث کاهش جریان و در نتیجه کوچک شدن قطر کابل خروجی از پنل ها به سمت شارژ کنترلر و سپس باتری ها می شود که این امر خود باعث کمتر کردن هزینه کابل ها می شود .
پس در کل سری و موازی کردن پنل ها تاثیری بر روی توان تولیدی سیستم ندارد ولی باعث تغییر تلفات و سایز کابل ها می شود .
- نکته :
بازده پنل خورشیدی را معمولاً به درصد بیان می کنند مثلاً بر روی کاتالوگ پنل نوشته شده بازده ۱۷% یعنی این پنل در تابش مستقیم نور خورشید ( که ۱۰۰۰ وات بر متر مربع در نظر می گیرند ) حدود ۱۷۰ وات توان تولید می کند . در ضمن تا حدودی می توان گفت تفاوت عمده انواع پنل ها در میزان بازده انهاست .
انواع پنل های خورشیدی :
پنل های مونو کریستال (Monocrystalline) :
این پنل ها از سلول های مونو کریستال ساخته شده اند. سلول های مونو کریستال هم همانطور که از پیشوند اسمش پیداست از یک کریستال سیلیس برای ساخت سلول استفاده می کنیم . قطعات سیلیکونی بزرگ را به قطعات کوچک تر برش می دهیم که به انها ویفر یا دیسک می گوییم .اندازه این ویفرها معمولاً ۰٫۲ تا ۰٫۴ میلیمتر است که در ساخت سلول استفاده می شود . اگر تعدادی از این سلول ها مونو کریستال را کنار هم قرار دهیم و هادی ها را بین انها قرار دهیم یک پنل مونو کریستال ساخته می شود . سلول های مونوکریستال بدلیل ساختار یکپارچه و یک تکه از اندازه کوچکتر و همچنین راندمان بالاتری (بین ۱۵ تا ۲۰ درصد ) نسبت به سلول های پلی کریستال (بین ۱۲ تا ۱۶ درصد ) بهره مند می شوند . ولی قیمت انها نسبتاً بیشتر از پلی کریستال هاست .
از این سلول در مکان هایی که محدودیت فضا دارند استفاده می شود .
شکل ظاهری سلول های مونوکریستال بصورت زیر است :
پنل های پلی کریستال (polycrystalline) :
این پنل ها از سلول ها پلی کریستال ساخته می شوند . سلول های پلی کریستال همانطور که از پیشوند اسمش معلوم است از تجمع چندین کریستال سیلیس در یک سلول ساخته می شوند بر عکس مونو کریستال ها که از یک کریستال سیلیس ساخته می شوند . همانطور که گفته شد تفاوت کاربردی اینها با مونوکریستال ها در اندازه ، راندمان و قیمت انهاست . البته برای در مناطق خیلی گرمسیر شاید استفاده از پنلهای پلی کریستال مناسب تر باشد چون سطح آنها روشنتر است و حرارت کمتری را از انرژی خورشید جذب می کنند. به همین دلیل میزان افزایش مقاومت الکتریکی سیستم در اثر گرمتر شدن نیز کمتر بوده در نتیجه افت توان نیز کمتر می باشد . بازده این پنل ها بین ۱۳ تا ۱۶ درصد می باشد .
بیش از ۹۵ درصد پنل های استفاده شده در ایران از این نوع می باشند زیرا قیمت و کارایی نسبتاً خوبی داند .
شکل ظاهری سلول های پلی کریستال ها بصورت زیر است:
فیلم نازک ((Thin-Film Solar Cell (TFSC):
این سلول ها که سلول فتوولتائیک فیلم نازک نیز نامیده می‌شود، نسل دوم سلولهای خورشیدی است که از قرار دادن یک یا چند لایه یا پوشش نازک (TF) از مواد فتوولتائیک مانند سیلیکون بر روی لایه‌ای از شیشه، پلاستیک یا فلز درست می‌شود . به دلیل امکان تولید انبوه قیمت این سلول ها بسیار ارزان است ولی راندمان انها بسیار پایین است (بین ۷ تا ۱۳ درصد ). بنابراین مساحت زیادتری نسبت به سلول های پلی کریستال یا مونوکریستال برای تامین یک توان مشخص نیاز دارد .
شکل سلول های فیلم نازک به صورت زیر است:
منبع:
http://kalaamooz.ir/
