پنل خورشیدی

در حال حاضر دو فناوری در ساخت سلولهای خورشیدی غالب است: فناوری نسل اول و نسل دوم. فناوری نسل اول بر پایه ویفرهای سیلیکونی با ضخامت ۴۰۰-۳۰۰ میکرومتر است که ساختاری بلوری یا چند بلوری دارند که یا از بریدن شمش بدست میآیند یا از روش EFG و با کمک خاصیت مویینگی رشد داده می‌شوند. تکنولوژی نسل دوم یا تکنولوژی لایه نازک ، براساس لایه نشانی نیمهه هادی روی بسترهای شیشه‌ای، فلزی یا پلیمری، در ضخامت¬های ۵-۳ است[۱]. هزینه مواد اولیه در تکنولوژی نسل دوم، پایین¬تر است و از آن گذشته، اندازه سلول تا ۱۰۰ برابر بزرگتر از اندازه سلول ساخته شده با تکنولوژی نسل اول است که مزیتی برای تولید انبوه آن محسوب می‌شود. در عوض بازدهی سلول‌های نسل اول، که اغلب سلول‌های بازار را تشکیل می‌دهند، به دلیل کیفیت بالاتر مواد، از بازدهی سلول‌های نسل دوم بیشتر است. انتظار می‌رود اختلاف بازدهی میان سلول‌های دو نسل با گذشت زمان کمتر شده و تکنولوژی نسل دوم جایگزین نسل اول شود[۲] در سال 1961، Shockley و Queisser با در نظر گرفتن یک سلول خورشیدی پیوندی به شکل یک جسم سیاه با دمای 300 کلوین نشان دادند که بیشترین بازدهی یک سلول خورشیدی صرف نظر از نوع تکنولوژی بکار رفته در آن، 30% است که در انرژی شکاف eV1.4 یعنی انرژی شکاف گالیم آرسناید بدست می آید[۳]. بنابراین بازدهی سلول های خورشید نسل اول و دوم حتی در بهترین حالت نمی تواند از حوالی 30% بیشتر شود. این در حالی است که حد کارنو برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی 95% است[۴]. و این مقدار تقریباً سه برابر بیشتر از بازدهی نهایی سلولهای نسل اول و دوم است. بنابراین دستیابی به سلول هایی با بازدهی هایی دو تا سه برابر بازدهی های کنونی، امکان پذیر است. سلول های خورشیدی که دارای چنین بازدهی هایی باشند، نسل سوم سلول های خورشیدی نامیده می شوند. سلول های متوالی ، سلول های خورشیدی چاه کوانتومی ، سلول های خورشیدی نقطه کوانتومی ، سلول های حامل داغ ، نسل سوم سلول های خورشیدی را تشکیل می دهند

صفحه خورشيدي

صفحه خورشيدي از مونتاژ سلول‌هاي خورشيدي بوجود مي‌آيد. از آنجا که يک صفحه خورشيدي مقدار محدودي انرژي توليد مي‌کند، به همين دليل تأسيسات شامل چند صفحه خورشيدي هستند. صفحه‌هاي خورشيدي انرژي نوراني خورشيد را به انرژي الکتريکي تبديل مي‌کنند. صفحات خورشيدي، از ترکيبات نيمه هادي ساخته شده‌اند که وظيفه آن‌ها تبديل انرژي نوراني خورشيد به انرژي الکتريکي مي‌باشد. اين صفحات با نام فتوولتائيک (PhotoVoltaic) يا سولار (Solar) شناخته مي‌شوند. صفحات فتوولتائيک (PhotoVoltaic) از نظر تکنولوژي به دسته تقسيم‌بندي مي‌شوند.

صفحات فتوولتائيک پلي کريستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels)
صفحات فتوولتائيک مونوکريستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels)

صفحات فتوولتائيک نواري (Thin Film).

همه چيز از رشد کريستالهاي فتوولتائيک، استفاده از پوشش‌هاي خاص و يا استفاده از نانوتيوب‌هاي کربني ما را تحريک مي‌کند تا با انرژي خورشيدي ارزانتر و کارامدتر استفاده کنيم. اخبار اخير حاکي از آن است که دانشمندان در حال استفاده از تکنولوژي با يک ساختار آرايه‌اي متفاوت هستند که چهار برابر تأثير گذارتر و سه برابر ارزان‌تر از سلولهاي خورشيدي فعلي مي‌باشد. اين تکنولوژي در مرکز تکنولوژي رويال ملبورن (RMIT) توسعه يافت و توسط يک شرکت با نام تکنيک خورشيدي به توليد تجاري رسيد. هر واحد خورشيدي از نه فرورفتگي تشکيل شده است که با ساختاري از لنزهاي اکريليک و ديواري بازتابنده که اشعه‌هاي خورشيدي را در سلولهاي فتوولتائيک متمرکز مي‌کند، تهيه شده است. اين کار تعداد سلولهاي PV را به تعداد 75 درصد کاهش مي‌دهد. سلولهاي PV در توليد الکتريسيته استفاده مي‌شود. يک تغيير دهنده دما در زير اين قسمت قرار دارد و به توليد گرما براي گردش آب مي‌پردازد. همچنين در اين قسمت يک تانک ذخيره‌سازي وجود دارد که به منظور نگه داري آب گرم استفاده مي‌شود. به علاوه براي به حداکثر رساندن اشعه‌هاي خورشيد، اين آرايه داراي موتوري مي‌باشد که اشعه‌هاي خورشيد را هدايت مي‌کند. شرکت سازنده اينپنل مي‌گويد: اين پنل بر روي سيستم انرژي خورشيدي جهاني تمرکز دارد (CUESS) و اين قابليت را ايجاد کرده است که انرژي خورشيد را با هزينه‌اي کمتر و کارايي بيشتر نسبت به پنلهاي فعلي به دست آورد. هر 5/3 متر مکعب از اين آرايه، به اندازه 1/2 کيلووات انرژي توليد مي‌کند. اين در حالي است که پنلهاي استاندارد PV با متراژي در حدودي 12 الي 14 متر مکعب همين مقدار انرژي را توليد مي‌کنند. تکنيک خورشيدي مي‌گويد پنلهاي خورشيدي مي‌توانند با يک چهارم هزينه‌هاي پنلهاي معمولي انرژي و گرماي يکساني توليد کند. اين مدل پنل بايد ده نمونه آزاد براي تست و آزمايش داشته باشد و به عنوان يک نمونه متفاوت در سراسر دنيا شناخته شود. اين پنل‌ها در سال 1392 توسط سيد محمد مهدي حسيني دانشجوي رشته الکترونيک در مقطع کارشناسي از استان کهگيلويه و بويراحمد شهرستان ياسوج متحرک گشت. با اين کار از تمام انرژي خورشيدي در تمام طول روز استفاده مي‌شود. اين روش قبلاً به ثبت رسيده بود اما در اين اختراع هزينه بشدت کاهش يافته و دستگاه کاملاً هوشمند و دقيق شده است. با اين جهش در ساخت پنل‌ها مي‌توان ماکزيمم توان را در اختيار داشت.