انرژی الکتریکی خورشیدی

درباره خورشید بدانیم

بر اساس تحقیقات انجام شده، عمر خورشید بیش از ۱۴ میلیارد سال است و  از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶ درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگری تشکیل شده‌است که از جمله آن‌ها می‌توان به اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن اشاره نمود.

جرم خورشید حدودا 333 هزار برابر جرم زمین است و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. بنابراین خورشید را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

منبع اصلی انرژی های شناخته شده تاکنون مثل سوخت های فسیلی ذخیره شده در زمین، امواج دریاها، انرژی های بادی، آبشارها از خورشید است. زمین با خورشید حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر فاصله دارد و مدت زمانی که طول می کشد تا نور خورشید به زمین برسد، ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه است. از این رو زمین میزان کمی از کل انرژی تابشی خورشید را دریافت می کند.

انرژی خورشیدی

همانطور که گفتیم منشا بسیاری از انرژی ها در جهان، خورشید است و انرژی خورشیدی می تواند به طور مستقیم و غیر مستقیم به شکل های دیگر انرژی مثل گرما و الکتریسیته و ... تبدیل شود. نور خورشید انرژی  که به زمین منتقل می کند حدود ۱۰۰۰۰ برابر بیشتر از انرژی مصرفی انسان است. بنابراین اگر تنها ۰٫۱ درصد از سطح زمین را با پنل های خورشیدی بپوشانیم و این پنل ها تنها ۱۰ درصد بازده داشته باشند می توانیم تمام انرژی مورد نیاز در سطح جهان را تامین کنیم.

عوامل بسیاری موجب شده تاکنون استفاده کمتری از انرژی خورشیدی بشود. ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی، متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی، فصول سال و جهت تابش، محدوده توزیع بسیار وسیع و ...

استفاده های اخیر از انرژی خورشیدی: 

  • تولید انرژی الکتریسته
  • استفاده دینامیکی
  • ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمان‌ها
  • خشک کردن تولیدات کشاورزی
  • تغییرات شیمیایی
  • آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی 
  • گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی
  • آب شیرین کن خورشیدی
  • خشک کن خورشیدی
  • اجاق‌های خورشیدی
  • کوره خورشیدی
  • خانه‌های خورشیدی
  • نیروگاه حرارتی-خورشیدی
  • مولدهای ترموالکتریکی خورشیدی
  • ترموکوپل های تجارتی

همچنین پنل های خورشیدی بزرگتری را در جاده ها و کارخانجات می بینید مثل چراغ های راهنمایی خورشیدی، لامپ های روشنایی جاده ها و حتی آبگرمکن های خورشیدی

تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته

هر منبعی که دارای نور است به همراه خود انرژی دارد. خورشید و هر منبع نوری دیگر به همراه خود انرژی دارند . نور بعد از برخورد با شی به گرما تبدیل می شود، در بعضی موارد، نور بعد از تابش به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که بعدها به جریان الکتریکی قابل استفاده تبدیل می شود.

در روشهای قدیمی تبدیل انرژی خورشید به برق، از کریستال های سیلیکونی بزرگ استفاده می شد. سیلیکون از پس این کار برمی آید چون الکترون ها بعد از تابش نور، به جای اینکه در جای خود به جنبش دربیاید، به حرکت می افتد و جریان الکتریکی تولید می شود اما عیب آنها بزرگ بودن کریستال ها و هزینه بالای ارتقا دادن کریستال ها بود.

امروزه با وجود پیشرفت های پی در پی در زمینه تکنولوژی ساخت قطعات و کوچکتر و ارزان تر کردن بسته های سیلیکونی مثل Copper, Indium, Gallium و Selenide که قابلیت فرم دهی به فیلم های منعطف را دارند . هرچند این فیلم های باریک به توانمندی سیلیکون در تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته نیستند . استفاده از انرژی خورشید در حال حاضر دست کم ۵ برابر گران تر از مصرف برق معمولی هزینه دارد به همین دلیل هنوز به صورت فراگیر از آن استفاده نمی شود در واقع فعلا بیشتر دولت از آن بهره می برد و کار به استفاده شخصی نکشیده .

سلول های خورشیدی 

سلول های خورشیدی قطعاتی هستند که از ویفرهای سیلیکونی ساخته شده اند. سلول های خورشیدی با توجه به نوعی که دارند، درصدی از انرژی منتشر شده از نور خورشید را به طور مستقیم توسط پدیده فتوولتاییک (photovoltaic) به جریان الکتریکی تبدیل می کنند.

سلول های خورشیدی عمدتا در موارد عدم وجود شبکه انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارند. برای مثال می توان به محل های دور از دسترس مانند ماهواره های موجود در مدار زمین یا محل های صعب الدسترس مانند ایستگاه های کوهستانی اشاره کرد.

پدیده فتوولتاییک (photovoltaic) چیست؟

تبدیل مستقیم انرژی خورشید به الکتریسیته معمولاً به وسیله سـلول هـای فتوولتاییـک صـورت مـی گیـرد کـه از اثـر فتوولتاییک استفاده می کنند.

چگونه یک سلول خورشیدی انرژی نور را به برق تولید می کند؟

سلول های خورشیدی با نام فتوولتاییک (photovoltaic) نیز شناخته می شود. در واقع  فتو به معنی نور و ولتاییک به معنی الکتریسیته می باشد. سلول های خورشیدی در خود یک یا چند میدان الکتریکی دارند که باعث ایجاد ولتاژ می شوند. فتوولتائیک یا سلول های خورشیدی سیستمی است که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند.

کشورهای پیشرفته در حال انجام دادن فعالیت هایی هستند که مصرف انرژی های ناپاک را کاهش داده و گسترش تکنولوژی هایی است که از منابع تجدیدپذیر و نامحدود انرژی استفاده می کنند. استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر انرژی از پایان منابع فسیلی سوخت جلوگیری کرده و آسیب های وارد شده بر محیط زیست کمتر خواهد شد.

سیستم فتوولتائیک

سیستم فتوولتائیک انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند و اثرات و خطرات بسیار ناچیزی در طبیعت دارند.

سیستم فتوولتائیک می‌تواند در هر آب و هوایی کار کند. درست است که در آب و هوای ابری و یا بارانی میزان تولید انرژی الکتریسیته کاهش پیدا می‌کند، ولی به هر حال این میزان هیچ وقت در هنگام روز از ۲۵% میزان حداکثر ظرفیت تولید انرژی سیستم کمتر نخواهد بود. این در حالی است که در شرایط معمولی تا ۸۰% میزان تولید حداکثر سیستم، انرژی الکتریسیته تولید خواهد شد.​

در یک کریستال، پیوندها (بین اتم های سیلیکون) از الکترون تشکیل شده اند که بین تمام اتم های کریستال تقسیم شدند. وقتی نور به سطح کریستال می تابد جذب می شود. این نور باعث تحریک یکی از الکترون ها در یکی از اتم ها می شود و آن را به سطوح بالاتر انرژی هدایت می کند. این الکترون با این انرژی و با استفاده از میدان الکتریکی موجود، در یک مسیر مشخص و با آزادی بیشتر نسبت به حالت قبلی که در بند بود حرکت می کند و حرکت آزادانه الکترون به معنی ایجاد جریان می باشد. با وصل کردن سیم مسی به بالا و پایین این سلول خورشیدی می توان جریان تولید شده را به تسخیر در آورد.

این جریان به همراه ولتاژ حاصل از میدان الکتریکی، توان الکتریکی را تشکیل می دهند. این همان توانی است که مشخصه یک سلول خورشیدی می باشد یعنی فرضا می گویند این سلول ۵ وات هست.

سوالاتی که در مورد سلول های خورشیدی ممکن است برای شما پیش بیاید:

  • راندمان در سلول های خورشیدی به چه معناست؟
    راندمان سلول خورشدی نسبت توان الکتریکی خروجی از سلول خورشیدی به انرژی خورشیدی وارده به سلول (Pin)تحت شرایط روشنائی استاندارد است.
  • چرا راندمان پنل خورشیدی مهم است؟
    راندمان پنل از آن جهت مهم است که هرچه راندمان بالاتر باشد توان خروجی تولید شده در هر سانتیمتر مربع نیز بالاتر است و در نهایت به فضای کمتری برای نصب نیاز خواهد داشت. البته لازم به یادآوری است بطور مثال یک پنل 250وات صرفنظر از میزان راندمان آن، در شرایط استاندارد 250وات توان در خروجی تولید خواهد کرد. سلول های مونو کریستال ها را می توان به صورت ویفر هایی با قطر 200 میکرون برید. رانمان انها در ازمایشگاه 24 درصد و در صنعت به بازده 15 درصد رسیده اند.سلول های پلی کریستال از طریق ورق کردن بلوک سلول ریخته گری شده تولید می گردند بازده انها در حدود 14 درصد می باشد
  • سلول های خورشیدی کریستالی چیست؟
    این دسته سلول های کریستالی رایج ترین نوع سلول های خورشیدی می باشند که در ساختار انها از سیلیکون استفاده گردیده است.وجود پوشش AR بر روی سطح این سلول ها مشخص کننده میزان نور عبوری از انها و وارد شده به سلول می باشند. پوشش VHRتوسط یک لایه EV به ویفر متصل می گرددو درنهایت توسط یک لایه EV به TPT متصل می گردد.که سلول ها به دو نوع مونو و پلی کریستال تقسیم می گردند.
  • مفهوم سلول های منو کریستال و پلی کریستال ؟
    سلولهای مونوکریستال با استفاده از یک کریستال بزرگ سیلیس تولید می شوند در صورتی که برای ساخت سلولهای پلی کریستال از تجمع چندین کریستال سیلیس در یک سلول استفاده می شودنکته قابل توجه در کاربرد سلولهای خورشیدی در اینجاست که پنلهای ساخته شده از سلولهای مونوکریستال به میزان بسیار جزئی دارای سطح کمتری نسبت به پنلهای پلی کریستال مشابه خود هستند یا به عبارتی راندمان آنها بالاتر است. از طرف دیگربه گرانتر بودن سیلیکون قیمت بالاتری دارند
    کدام تکنولوژی را انتخاب کنیم؟
    یکی از این دو روش را باید انتخاب کنیم:
    - سطح کمتری از پنلهای گران قیمت تر.
    - سطح بیشتر از پنل های ارزان تر
    در مناطق خیلی گرمسیر شاید استفاده از پنلهای پلی کریستال مناسب تر باشد چون سطح آنها روشنتر است و حرارت کمتری را از انرژی تابشی 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. به طور کلی می توان بیان نمود مهم ترین تفاوت کلی بین سلول های پلی کریستال و مونوکریستال در سیلیس به کار رفته در انها و به تبع ان اندازه ان ها اشاره نمود.
  • فناوری نانو در سلولهای خورشیدی ؟
    عمر استفاده از فناوری نانو در تولید صفحات خورشیدی به بیش از پانزده سال قبل بر می‌گردد. اما این بار این فناوری به کمک تولیدکنندگان فعال در این عرصه آمده و امکان تولید سلول‌های خورشیدی نازک و قدرتمندی را فراهم کرده است که امکان شارژ گوشی‌های تلفن‌ همراه را دارند. پنل‌های خورشیدی بسیار نازکی که دستگاه‌های قدرتمند و پیشرفته‌ای آن‌ها را چاپ می‌کند، امکان دیگری از به‌کارگیری فناوری نانو در تولید محصولات است که در جهت دنیایی پاک با کمک گرفتن از انرژی‌های پاک و جلوگیری از اتلاف انرژی قدم برمی‌دارند.

شرکت نیرو نویان، احداث کننده نیروگاه های خورشیدی (NNQ Energy)

شرکت NNQ Energy همراه با شرکت های قابل اعتماد داخلی و بین المللی برای سرعت بخشیدن به روند توسعه صنعت انرژی تجدیدپذیر در کشور همکاری می نماید و همچنین ظرفیت های فنی و فناوری پیشرفته ای را برای دستیابی به اجرای طرحهای کشور در زمینه تولید انرژی تجدیدپذیر در اختیار دارد. شرکت NNQ Energy، به عنوان پیمانکار EPC، راه حل های کلیدی را برای اجرای این پروژه ها فراهم می کند و مسئولیت اجرای پروژه ها را در یک دوره مشخص و با بودجه معین، به عهده می گیرد. این شرکت در حین انجام خدمات، از برنامه ریزی و تهیه طرح های مهندسی برای راه اندازی یک سیستم حرفه ای که توسط مهندسین و تکنسین های با استعداد ما فراهم می شود، استفاده می نماید.

از جمله پروژه های شرکت نیرو نویان در زمینه احداث نیروگاه

  • نیروگاه 100 کیلوواتی سقفی اشترجان
  • نیروگاه 20 کیلوواتی ایتام شهرستان بروجن
  • مزرعه خورشیدی 20 کیلو وات در زمین های کشاورزی غیر قابل استفاده
  • نیروگاه آتی انرژی
  • نیروگاه سروش انرژی
  • نیروگاه مبین انرژی
  • نیروگاه پژواک عمران کیش
  • نیروگاه مهام انرژی
  • نیروگاه دینا انرژی
  • نیروگاه نیما انرژی
  • نیروگاه نیکا انرژی

          

برای مشاوره با ما تماس بگیرید
021-41945