تولید برق خورشیدی فتوولتائیک

فتوولتاییک Photovoltaics

پدیده ” فتوالکتریک “ اولین بار توسط انیشتین مطرح گردید."فتو" به معنای نور و "ولتائیک" به معنای الکتریسیته می باشد.  سلول فتوولتائیک نور تابش خورشید را مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. 

فتوولتائیک به  فناوری تبدیل نور به الکتریسیته گفته می شود که با استفاده از نیم‌ رساناهایی که ویژگی اثر فوتوولتاییک دارند انجام می شود. 

سامانه فتوولتاییک از پانل‌های خورشیدی استفاده می کند و توان الکتریکی تولید می کند. هر یک از پنل های خورشیدی از سلول های خورشیدی تشکیل شده است.

در نوشته ها و مقالات پیشین در رابطه با انرژی خورشیدی مطرح شد که یکی از انواع سامانه‌های تولید برق، انرژی خورشیدی می‌باشد.

این اتفاق با استفاده از سلول‌های خورشیدی که در پانل های خورشیدی وجود دارد امکان پذیر می شود. 

بطور کلی یک سیستم فتوولتایی از 4 عضو اصلی تشکیل یافته است:

  1. پانل خورشیدی
  2. بانک باتری
  3. تبدیل کننده برق دی-سی به ای-سی ( اینورتر)
  4. شارژ کنترل

سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی از نوع نیمه رسانا می‌باشند که از سیلیسیوم یعنی دومین عنصر فراوان پوسته زمین ساخته می‌شوند. وقتی نور خورشید به یک سلول فتوولتاییک می‌تابد، بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آن‌ها می‌گردد. می‌توان فتوولتاییک را در دسته فناوری‌های انرژی‌های تجدید پذیر (نوشو) قرار داد.

سوالات متداول در مورد سلول های خورشیدی

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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
  4. 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.
  5. فناوری نانو در سلول های 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.

کارکرد سیستم های فتوولتاییک

سیستم‌های فتوولتائیک بصورت نیروگاه های مستقل از شبکه سراسری یا سیستم های متصل به شبکه سراسری با ساختار نصب ثابت و یا متحرک در واحدهای کوچک با توان پائین جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز ماشین حساب‌های کوچک تا سیستم‌های بزرگ نیروگاهی، برای مصارف عمومی و کشاورزی به کار می رود.

از جمله مزیت های سیستم های متحرک، امکان ردیابی خورشید و افزایش انرژی الکتریکی خورشید در طی روز می باشد. احتمال خرابی درسیستم مکانیکی بسیار است بنابراین به دلیل نیاز به انرژی الکتریکی جهت به حرکت درآوردن سازه در کاربردهای کوچک و پراکنده، این نوع سازه توصیه نمی گردند. در جهان از این نوع سازه در تعدادی از نیروگاه های برق خورشیدی (فتوولتائیک) استفاده شده است.

همانطور که در بخش بالاتر اشاره کردیم سیستم‌های فتوولتائیک بصورت نیروگاه های مستقل از شبکه سراسری یا سیستم های متصل به شبکه سراسری به کار می رود: 

 
  1. متصل به شبکه سراسری برق (Grid Connected)      
    در این روش، انرژی الکتریکی حاصل از سیستم فتوولتائیک (با استفاده از تجهیزات الکتریکی مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب، همچون اینورترهای متصل به شبکه و ...) ضمن تغییر شکل و تطبیق سطح ولتاژ و فرکانس انرژی الکتریکی حاصل ازسیستم فتوولتائیک، با مشخصات سطح ولتاژ، اختلاف فاز، فرکانس و...  شبکه سراسری به شبکه سراسری برق تزریق می گردد.
    با استفاده از نیروگاه های فتوولتائیک متصل به شبکه سراسری بصورت متمرکز و یا غیرمتمرکز (ضمن تقویت انرژی جاری در شبکه توزیع)، بدلیل تزریق ولتاژ و جریان مانع افت ولتاژ شبکه توزیع گردیده و در نتیجه از فشار بر روی نیروگاه ها در طی روز جلوگیری نمود. این امر به مثابه این است که هر مشترک شبکه سراسری برق، با نصب سیستم متصل به شبکه، خود بعنوان یک تولید کننده پراکنده کوچک (DG)، بصورت نیروگاهی کوچک عمل نماید. دراین روش علاوه بر تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده، انرژی الکتریکی (مازاد بر مصرف) به شبکه سراسری برق تزریق می شود.

  2. مستقل از شبکه سراسری برق (Stand Alone)  
    تأمین انرژی الکتریکی ایستگاه های مخابراتی و تلویزیونی، خانه های مسکونی، چادرهای عشایری، کلبه های روستایی و بصورت کلی رفع نیاز انرژی الکتریکی مناطقی که فاقد شبکه سراسری برق می باشند. این بخش سهم بالایی از سیستم های مستقل ازشبکه را در جهان به خود اختصاص داده است. در بسیاری از کشورهای جهان (بویژه درحال توسعه جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز روستاهای فاقد برق ازاین سیستم استفاده می گردد، بطور مثال در سال ۲۰۰۷ کشور اندونزی برق رسانی به ۱۵۰۰۰ خانوارروستایی را از این طریق آغاز نموده است). عدم نیاز به سوخت و مشکلات سوخت رسانی بویژه در مناطق صعب العبوروعدم نیاز به تعمیر ونگهداری مداوم وطول عمر مناسب از جمله عمده مزایایی است که در رشد و توسعه این سیستم‌ها بویژه در نقاط محروم کشور نقش عمده و بسزایی دارد.

اهم کاربرد های سیستم های فتوولتائیک

  1. مستقل از شبکه (بصورت کلی رفع نیاز الکتریکی مناطق فاقد شبکه سراسری برق می باشند)
    تأمین برق خانه های مسکونی
    چادرهای عشایری
    کلبه های روستایی

  2. پمپاژ خورشیدی
    آب شرب
    آبیاری
    دامپروری
    پرورش ماهی
    جنگل ها
    مراتع
    آبشخور حیوانات
    آبنماها
    و…

    یکی از کاربردهای موفق سیستم های فتوولتائیک پمپاژ آب خورشیدی می باشد. در این بخش تقاضا زیاد بوده و این بیانگر قابلیت این سیستم می باشد.
  3. روشنایی خورشیدی
    منازل مسکونی و مدارس
    ایستگاه های بین راهی تونل ها
    فانوسهای دریایی
    چراغ های پارکی
    چراغ های خورشیدی از راهکارهای بسیار مناسب جهت تامین روشنایی مناطق فاقد دسترسی به برق می باشد، چراغ های خورشیدی سالانه در سراسر جهان بسیار مورد استفاده قرار گرفته و نصب و راه اندازی می شود. چراغ های خورشیدی در ایران به ویژه تهران هم در جاده ها نصب گردیده است.
  4. سیستم تغذیه کننده پرتابل
    خودروهای خورشیدی، مصارف الکتریکی غیر صنعتی در ابزارهایی مانند، اسباب بازی ها، ماشین حساب های خورشیدی و... .قابلیت حمل و نقل سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم ها می باشد که در رشد و توسعه آن نقش بسزایی دارد.

سیستم فتوولتائیک و سوالاتی که ممکن است برای شما پیش بیاید

  1. در کجا می توان از انرژی خورشید برق یا الکتریسته تولید کرد؟
    هر جا که نور خورشید باشد، اما در تمام مناطق کره زمین به طور یکسان نمی توان انرژی الکتریسته تولید کرد، زاویه تابش و طول مدت روز در مناغطق مختلف با هم متفاوت است. بیشترین انرژی الکتریسیته را ازسیستم های فتوولتایی زمانی دریافت می شود که نور خورشید به صورت عمود به پانل ها تابیده تا بیشترین انرژی جذب گردد.

  2. وضعیت جغرافیایی یک منطقه تاثیری در بازده سیستم های فتوولتایی دارد؟
    بله ابری شدن هوا باعث می شود که بازده سیستم فتوولتایی پایین آید یا به عبارتی می توان بدین گونه گفت که در هوای ابری نور کمتری به سیستم فتوولتایی برخورد می کند و در نتیجه برق کمتری تولید می شود.

  3. برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی از چه نوع می باشد؟
    برق تولیدی سیستم های فتوولتایی از نوع برق دی- سی می باشد ولی می توان به وسیله دستگاهی برق دی- سی را به برق شهر یا برق ای- سی تبدیل نمود تا اینگونه وسایل هم بتوانند از برق تولیدی سیستم های فتوولتایی استفاده کنند

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