پنل خورشیدی به‌عنوان اصلی‌ترین عضو یک سیستم خورشیدی، مسئول تولید برق خورشیدی است. این پنل‌ها از سلول خورشیدی تشکیل شده‌اند که قدرت تبدیل نور خورشید به برق را دارند. هنگامی‌که نور خورشید بر روی صفحات خورشیدی تابیده می‌شود، الکترون‌ها در داخل سلول‌ها حرکت می‌کنند و جریان الکتریکی تولید خواهد کرد.
این سیستم خورشیدی می‌تواند بدون نیروگاه فسیلی یا رآکتور اتمی، برق تولید کند. با استفاده از تکنولوژی خورشیدی، انرژی خورشیدی به برق تبدیل می‌شود و به‌صورت مستقیم یا با ذخیره‌سازی در باتری‌ها به دست مصرف‌کنندگان می‌رسد. در حال حاضر، نیروگاه برق خورشیدی در ایران و سراسر جهان به طور گسترده از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود و سهم قابل توجهی در تأمین برق دارند.
تاریخچه پنل های خورشیدی
پیشرفت در استفاده از انرژی خورشید به 100 سال قبل برمی‌گردد؛ زمانی‌که از این انرژی برای تولید بخار آب و سپس استفاده از بخار آب برای عملکرد ماشین‌های مختلف استفاده می‌شد؛ اما استفاده گسترده از انرژی خورشیدی تا قبل از کشف اثر فوتوولتائیک که توسط «ادموند بکرل» صورت گرفت، ممکن نبود. در سال 1893، «چارلز فریت» با استفاده از کشف بکرل، اولین صفحه خورشیدی اصلی را ساخت. این سلول خورشیدی از ورقه‌های آغشته به سلنیم و یک ورقه نازک از جنس طلا ساخته شد. «راسل اُهل»، مخترع آمریکایی، در سال 1941 اولین سلول خورشیدی سیلیکونی دنیا را در آزمایشگاه بل اختراع کرد. با استفاده از اختراع اُهل، اولین پنل خورشید جهان در سال 1954 در همان آزمایشگاه ساخته شد.
استفاده از پنل‌های خورشیدی در فضایی با قمرهای مصنوعی آغاز شد و در دهه 70 میلادی که بسیاری از مردم برای اولین بار سولار سيستم را در ماشین‌حساب‌ها مشاهده کردند. امروزه، پنل خورشیدی به طور گسترده برای شارژ کردن تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، آن‌ها به عنوان منبع انرژی برای خانه‌ها و مجتمع‌های تجاری، مانند ساختمان شرکت گوگل در کالیفرنیا، استفاده می‌شوند.
درباره پنل خورشیدی
پنل خورشیدی چیست؟ پنل‌های خورشیدی از سلول‌های خورشیدی تشکیل شده‌اند و به آن‌ها فتوولتائیک نیز گفته می‌شود. سلول‌های خورشیدی نور خورشید را که از ذرات ریزی به نام فتون تشکیل شده است، جذب می‌کنند. سپس این ذرات فتون را به برق ناپایدار تبدیل کرده و آن را قابل استفاده برای وسایل برقی می‌سازند. برقی که توسط این صفحات و سلول‌های خورشیدی تولید می‌شود، به مدارهای یک‌سوساز یا پایدارساز فرستاده می‌شود. خروجی برق از مدارهای یک‌سوساز برقی قابل استفاده و پایدار است و در مرحله بعد به مدار ذخیره‌ساز ارسال می‌شود. برای ذخیره انرژی برق از باطری‌های خاصی استفاده می‌شود که قابلیت شارژ و تخلیه کامل را دارند و همچنین عمر طولانی دارند.
در مرحله بعد باید این منبع انرژی را با استفاده از مدار اینورتر (تبدیل برق مستقیم به برق متناوب یا برق شهری) به برق شهری 220 ولت تبدیل کنیم. خروجی این مدار در نهایت قابل استفاده برای مصرف روزانه است. هر صفحه خورشیدی مقدار مشخصی از انرژی را تولید می‌کند، بنابراین لازم است مقدار انرژی مورد نیاز شما توسط متخصصان و کارشناسان محاسبه شود. سپس بر اساس محاسبات انجام شده، تعداد صفحات خورشیدی، باطری‌ها و قدرت مدارهای واسط مشخص و خریداری شوند. در حال حاضر، مصرف انرژی و به خصوص استفاده از منابع انرژی غیرقابل تجدید افزایش یافته و میزان این منابع به طور قابل توجهی رو به کاهش است. یکی از راه‌های مورد استفاده از انرژی‌های قابل تجدید، استفاده از پنل‌های خورشیدی در ساختمان‌ها و به طور کلی بهره‌برداری از انرژی خورشید است. درآمد نیروگاه خورشیدی در نتیجه تولید برق از انرژی خورشید به دست می‌آید. شما می‌توانید درآمد پایداری را از تولید برق خورشیدی کسب کنید و به آینده سبز و سودآوری خوبی دست یابید.
مزایا و معایب هر نوع پنل خورشیدی چیست؟
انواع پنل خورشیدی دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. در ادامه، به برخی از مزایا و معایب انواع رایج پنل خورشیدی اشاره خواهیم کرد:
پنل‌های خورشیدی سیلیکونی
در ادامه درباره مزایا و معایب پنل‌های خورشیدی سیلیکونی توضیح خواهیم داد:
مزایا:
- بازدهی بالا در تبدیل انرژی خورشیدی به برق.
- عمر طولانی و پایداری در طول زمان.
- عملکرد بهتر در شرایط نور کم و آفتاب کمیاب.
معایب:
- وزن و حجم بالا که ممکن است نیاز به فضای بیشتر برای نصب داشته باشند.
- نیاز به نور مستقیم خورشید برای عملکرد بهتر.
- بالا بودن قیمت صفحه خورشیدی این پنل خورشیدی سیلیکونی.
- مناسب برای تولید برق خورشیدی خانگی .
پنل‌های خورشیدی فیلم نازک
در ادامه درباره مزایا و معایب پنل‌های خورشیدی فیلم نازک توضیح خواهیم داد:
مزایا:
- وزن سبک و ضخامت کم که نصب آسان و انعطاف‌پذیری را فراهم می‌کند.
- عملکرد بهتر در شرایط نور کم و آفتاب کمیاب.
- بهره‌وری بهتر در درجه حرارت بالا.
معایب:
- کارایی کمتر در تبدیل انرژی خورشیدی به برق نسبت به پنل‌های سیلیکونی.
- سرعت کاهش عملکرد در طول زمان.
- حساسیت بیشتر نسبت به آسیب‌های مکانیکی و آب.
- ساخت پنل خورشیدی فیلم نازک بسیار زمان بر است.
پنل‌های خورشیدی تمام رنگ
در ادامه درباره مزایا و معایب پنل‌های خورشیدی تمام رنگ توضیح خواهیم داد:
مزایا:
- امکان ادغام با ساختارهای معماری و طراحی‌های خاص.
- انتخاب گسترده‌ای از رنگ‌ها و الگوهای طراحی.
- تولید انرژی در همان زمانی که به شکل زیبا و دکوراتیو هستند.
معایب:
- کارایی کمتر در تبدیل انرژی خورشیدی به برق نسبت به پنل‌های سیلیکونی.
- قابلیت انتقال نور کمتر و کاهش عملکرد در نور کم.
- قیمت بالا و نیاز به هزینه زیاد برای تولید پنل خورشیدی بیشتر.
همچنین، باید توجه داشت که مزایا و معایب هر نوع پنل ممکن است با توجه به پیشرفت تکنولوژی و تحقیقات جدید تغییر کنند. همچنین، شرایط و نیازهای خاص هر فرد یا پروژه می‌تواند تأثیر بزرگی بر انتخاب نوع پنل خورشیدی داشته باشد.
انواع پنل خورشیدی
انواع پنل خورشیدی بر اساس ترکیبات و تکنولوژی ساخت می‌توانند متنوع باشند. نمونه‌هایی از انواع پنل‌های خورشیدی عبارت‌اند از:
- پنل‌های خورشیدی نسل اول: پنل‌های خورشیدی نسل اول از سلول‌های مونوکریستالین و یا پلی‌کریستالین ساخته می‌شوند و برای مصارف معمولی و عمومی استفاده می‌شوند. این پنل خورشیدی برای خانه بسیار مناسب بوده و دارای خروجی بالا، فضای اشغالی کمتر، حساسیت کمتر به افزایش دما و عمر بیشتر نسبت به پنل‌های دیگر هستند. اما قیمت بالاتری نسبت به سایر پنل‌ها دارند.
- پنل‌های خورشیدی نسل دوم: پنل‌های خورشیدی نسل دوم، علی‌رغم مزایایی که دارند، دارای فضای اشغالی بیشتری در هنگام نصب هستند که مناسب برای راه اندازی یک پنل خورشیدی خانگی نیستند؛ اما در نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس بزرگ کاربرد دارند. همچنین، دارای گارانتی کمتری نسبت به پنل‌های دیگر هستند.
- پنل‌های خورشیدی نسل سوم: پنل‌های خورشیدی نسل سوم، شامل مدل‌های تکامل‌یافته‌ی فیلم نازک هستند که با استفاده از اتصالات خاص، راندمان تا 41 درصد را دارند. برای دستیابی به بالاترین راندمان در این سیستم‌ها، از تراکرهای خورشیدی (که میزان انرژی تولید شده در هر ماژول را افزایش می‌دهند) استفاده می‌شود. همچنین، با استفاده از آینه، لنز و سیستم خنک‌سازی و با دسته‌بندی اشعه خورشیدی، کارایی سیستم را افزایش می‌دهند. سیستم‌های CPV (Concentrated Photovoltaics) یکی از سیستم‌های مورد استفاده در این دسته هستند.
چند تکنولوژی به کار رفته در پنل های خورشیدی
دو فناوری PV (فتوولتائیک خورشیدی) و CSP (تجمیع حرارتی خورشیدی) بسته به منطقه کاربرد متفاوتی را دارند. در ادامه تفاوت‌های این دو فناوری را بررسی خواهیم کرد:
فناوری PV
ویژگی‌های فناوری PV عبارتند از:
- نصب آسان سلول‌های خورشیدی در تمامی مناطق و قابلیت استفاده به‌عنوان منابع تولید پراکنده.
- عدم نیاز به آب برای خنک‌سازی سلول‌های خورشیدی، در مقابل نیروگاه‌های CSP که نیاز به آب دارند.
- قابلیت استفاده سلول‌های خورشیدی از تابش غیرمستقیم خورشید و تولید برق حتی در روزهای ابری.
فناوری CSP
ویژگی‌های فناوری CSP عبارتند از:
- قابلیت ذخیره‌سازی انرژی به‌صورت حرارتی در نیروگاه‌های CSP و تولید برق در تمام ساعات روز بدون وابستگی به تابش خورشید (قابلیت تأمین بار پایه).
- هزینه تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی CSP به دلیل تولید انبوه و استفاده از تکنولوژی‌های ساخت ارزان‌تر است.
محل نصب پنل های خورشیدی
پنل‌های خورشیدی می‌توانند در مکان‌های مختلف نصب شوند. در ادامه، برخی از مکان‌های معمول برای نصب پنل خورشیدی را ذکر خواهیم کرد:
- روی سقف ساختمان‌ها: سقف‌های خانه‌ها، ساختمان‌های تجاری، اداری و صنعتی می‌توانند به‌عنوان مکانی برای نصب پنل‌های خورشیدی استفاده شوند. پنل‌ها روی سقف نصب خواهند شد تا به طور مستقیم از نور خورشید بهره‌برداری کنند.
- روی زمین: درصورتی‌که مساحت کافی در اطراف ساختمان وجود داشته باشد، می‌توان پنل‌های خورشیدی را روی زمین نصب کرد. این روش برای سیستم‌های بزرگ‌تر و تجاری بسیار مناسب است.
- ساختمان‌های بلند: در برخی از ساختمان‌های بلند، می‌توان پنل‌های خورشیدی را در بخش‌هایی از ساختمان نصب کرد که به نور خورشید دسترسی دارند، مانند بالکن‌ها، نمای ساختمان و پارکینگ‌ها.
- سازه‌های سایه برنده: پنل‌های خورشیدی را می‌توان روی سازه‌های سایه برنده مانند پرگولاها، آلاچیق‌ها و سایر سازه‌های مشابه نصب کرد. این روش، امکان بهره‌برداری از فضای خالی در حیاط‌ها و فضاهای باز را فراهم می‌کند.
کاربرد پنل خورشیدی پلی کریستال
پنل خورشیدی پلی‌کریستال به‌صورت گسترده در تأسیسات با مقیاس‌های کوچک و بزرگ استفاده می‌شوند؛ زیرا قابلیت تولید توان در دامنه وسیعی از وات را دارند. این پنل‌ها ارزان‌تر و سازگارتر با محیط زیست هستند. آرایه‌های پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستال در مزارع بزرگ خورشیدی، روی سقف‌ها، چراغ‌های راهنمایی، خانه‌ها و سایر مکان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این پنل‌ها ارزان‌تر از پنل‌های تک‌کریستالی هستند؛ اما کارایی کمتری دارند و ظاهر آن‌ها نیز جذاب است.
مزایای پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستال این است که به طور عمده از چندین منبع سیلیکونی مختلف تشکیل شده و از یک منبع سیلیکون جدا نمی‌شوند. در حقیقت، پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستال نسبت به پنل‌های خورشیدی مونوکریستال کارایی بیشتری دارند. این پنل‌ها به خصوص در مناطق گرمسیر به دلیل سطح روشن‌تر و جذب بیشتر انرژی تابشی خورشید، مناسب‌تر هستند و افت توان آن‌ها در اثر گرم شدن کمتر است. شرکت Inverter Group، راندمان و بهره‌برداری بالایی را در تولید پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستال دارند. خرید پنل خورشیدی پلی‌کریستال از نظر قیمت به‌صرفه‌تر است؛ زیرا این پنل‌ها نسبت به پنل‌های خورشیدی مونوکریستال ارزان‌تر و مناسب‌تر هستند.
استفاده از پنل خورشیدی برای تامین برق ویلاها و باغ ها
از پنل خورشیدی برای تولید برق رایگان در باغ‌ها و ویلاها استفاده می‌شود. با نصب پنل‌های خورشیدی با ظرفیت کیلووات مشخص، می‌توان در روز حدود چهار برابر آن ظرفیت (به واحد کیلووات ساعت) برق تولید کرد. به‌عنوان مثال، یک سیستم خورشیدی با ظرفیت 5 کیلووات می‌تواند در یک روز حدود 20 کیلووات ساعت برق تولید کند که نشان‌دهنده دریافت بسیاری از تابش خورشیدی است؛ اما آفتابی بسیار گرم نیست.
پنل‌های خورشیدی از مهم‌ترین ویژگی‌ها تولید برق بهره می‌برند. نور خورشید به‌عنوان منبع اصلی انرژی، میزان کیفیت تابش آن به شرایط جوی مربوط می‌شود. استفاده از پنل‌های خورشیدی می‌تواند برای تأمین نیازهای برق روشنایی ساختمان استفاده شود.
قیمت پنل خورشیدی
هزینه تهیه پنل خورشیدی بستگی به عوامل متعددی دارد که شامل نوع پنل، ظرفیت تولید برق، تکنولوژی استفاده شده و شرایط فروش پنل خورشیدی در بازار محلی می‌شود. به‌طورکلی، به علت پیشرفت تکنولوژی و افزایش تولید و نصب آن‌ها هزینه خرید پنل خورشیدی در سال‌های اخیر کاهش یافته است. برای تولید 1000 وات برق در 24 ساعت، هزینه خرید صفحات خورشیدی به تقریباً 80 میلیون تومان می‌رسد. بااین‌حال، باید توجه داشت که این ارقام بر اساس شرایط بازار و عوامل محلی متغیر است و ممکن است در هر منطقه یا بازار خاص، قیمت‌ها متفاوت باشند.
همچنین، هزینه نصب و راه‌اندازی پنل‌های خورشیدی نیز باید در نظر گرفته شود. این هزینه شامل هزینه نصب پنل‌ها، اینورتر، سیستم اتصال و سیم‌کشی، سازگارسازی با شبکه برق و همچنین هزینه‌های مربوط به مجوزها و مشاوره فنی است. بهتر است قبل از تهیه پنل‌های خورشیدی، با شرکت‌های تولیدکننده و نصابان محلی در ارتباط باشید تا به‌دقت هزینه‌ها و نیازهای خود را بررسی کنید.
تولید پنل خورشیدی در ایران
در ایران، تولید پنل خورشیدی توسط چندین کارخانه انجام می‌شود. یکی از این کارخانه‌ها، شرکت سولار صنعت فیروزه است که در سال 1395 فعالیت خود را در زمینه طراحی، ساخت و تولید انواع پنل‌های خورشیدی و نیروگاه‌های فتوولتائیک آغاز کرد. این کارخانه، با بالاترین ظرفیت تولید پنل خورشیدی در ایران که برابر با 250 وات است، فعالیت می‌کند.
علاوه بر شرکت سولار صنعت فیروزه، شش کارخانه دیگر نیز به صورت فعال در حال تولید پنل خورشیدی هستند. شرکت سولار صنعت فیروزه به نظر می‌رسد تعطیل شده است. در نهایت، برای خرید پنل‌های خورشیدی خارجی و داخلی، می‌توانید با شرکت‌های مختلف عرضه انواع پنل خورشیدی تماس بگیرید و گواهینامه خرید آن را دریافت کنید.
فارسکادا؛ یک نرم افزار قدرمتمند برای پایش لحظه ای نیروگاه های خورشیدی در ایران
نرم‌افزار فارسکادا با ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد خود، به‌طور ویژه برای نیروگاه‌های خورشیدی در ایران طراحی شده است. این نرم‌افزار با ارائه امکاناتی پیشرفته، نظارت و کنترل بهتری را برای مدیران و مسئولان نیروگاه فراهم می‌کند. در ادامه به برخی از ویژگی‌های این نرم‌افزار اشاره شده است:
- مشاهده تمام پارامترهای لحظه‌ای: این نرم‌افزار به کاربران امکان مشاهده تمامی پارامترهای لحظه‌ای نیروگاه خورشیدی را فراهم می‌کند. از ورودی‌های فتوولتائیک و تولید انرژی تا شاخص‌های عملکردی، تمام اطلاعات لازم در یک پنل نظارتی قابل دسترسی است.
- بررسی وضعیت تجهیزات به‌صورت لحظه‌ای: با این نرم‌افزار، مدیران می‌توانند وضعیت تجهیزات نیروگاه خورشیدی را به‌صورت لحظه‌ای پیش‌بینی و بررسی کنند. هر تغییر و نقص در سیستم به سرعت شناسایی و اطلاع‌رسانی می‌شود.
- ذخیره داده‌ها بصورت نامحدود: قابلیت ذخیره‌سازی نامحدود داده‌های نیروگاه در دیتابیس پیشرفته فارسکاد، اطمینان از ثبت دقیق و کامل اطلاعات لحظه‌ای را فراهم می‌کند. این قابلیت مخصوصاً در شبانه‌روزهای با بار تولید بالا بسیار حیاتی است.
- نمایش خرابی‌ها و آلارم‌ها به‌صورت لحظه‌ای همراه با صدا: نرم‌افزار به‌طور خودکار هشدارها و آلارم‌های ناشی از خرابی‌ها را نمایش می‌دهد. این هشدارات همراه با امکان تبدیل صدا به متن، اطلاعات لازم را به مسئولان ارائه می‌دهند.
این نرم‌افزار با ترکیب قابلیت‌های گسترده و تنظیمات سفارشی، یک ابزار جامع و هوشمند برای مدیریت بهینه نیروگاه‌های خورشیدی در ایران را ارائه خواهد داد.
از ویژگی های پنل خورشیدی بهره ببرید
پنل خورشیدی با استفاده از اثر فتوولتائیک، توانایی تبدیل انرژی خورشیدی به برق را دارد. این فناوری پایدار و قابل تجدیدپذیر در صنایع و خانگی برای تأمین برق و استفاده بهینه از انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. کاربردهای پنل خورشیدی شامل تأمین برق خانگی، نورپردازی فضای بیرونی، سیستم‌های آب گرم کن خورشیدی و سیستم‌های برق خورشیدی صنعتی است. با توجه به این تکنولوژی پایدار و کارآمد، استفاده از پنل خورشیدی می‌تواند در کاهش هزینه‌های برق و حفظ محیط زیست مؤثر باشد. شما باید طبق نیاز خود پنل‌های خورشیدی مورد نظر خود را تهیه کنید. با نرم افزار فارسکادا می‌توانید مدیریت و بهره‌وری بهتری در پنل خورشیدی داشته باشید.
