برق خورشیدی

انرژی فتوولتایک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طريق یک سلول فتوولتاتیک (PV Cell) می‌باشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می‌شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولا از ترکیبات سیلیکون ساخته شده‌است.

نور خورشید از فوتونها یا بسته های انرژی خورشیدی تشکیل شده ‌است. این فوتونها مقادیر متغیر انرژی را شامل می‌شوند و مشابه طول موجهای متفاوت طيف های نوری هستند .وقتی فوتونها به یک سلول فتو ولتاتیک بر خورد می‌کنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند، یا جذب شوند که فقط فوتونهای جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می‌کنند. وقتی که نور خورشید به میزان کافی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترونها در اتم‌های آن جابجا می‌شوند. خواص سطحی جسم نیمه رسانا باعث می‌شود یک سمت سلول برای الکترون‌های آزاد بیشتر پذیرش را داشته باشد. بنا براین الکترون‌ها بطور طبیعی به آن سطح مهاجرت می‌کنند .زمانی که الکترون‌ها موقعیت n را ترک می‌کنند حفره هایی از عدم وجود الکترون شکل می‌گیرد. تعداد الکترونها زیاد است و هر کدام یک بار منفی را حمل می‌کنند و به طرف سطح سلول می‌روند، در نتیجه عدم توازن بار بین سطوح جلویی و عقبی یک اختلاف پتانسیل مشابه قطب‌های مثبت و منفی باطری ایجاد می‌کند.

سلول فتو ولتاتیک قطعه اصلی یک سیستم PV است. سلولهای تکی می‌توانند در اندازه‌هایی حدود 1 تا 10 سانتیمتر مربع تولید شوند. که توان ۱یا ۲ وات تولید می‌کنند. این انرژی برای بیشتر کاربردها کافی نیست و برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلولها بطور سری و موازی در یک مدول به یکدیگر مرتبط می‌شوند .چندین مدول می‌توانند به یکدیگر مرتبط شده و یک آرایه تشکیل دهند. اصطلاح آرایه به کل صفحه انرژی اطلاق می شود، که ممکن است از یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد.

شرایط آب وهوایی (همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرژی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایه pv و راندمان کارکرد آن دارد. تکنولوژی مدول‌های فتو ولتاتیک راندمانی در حدود ۱۰ درصد در تبدیل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی دارد.
موفقیت pvs در فضا کار بردهای تجاری برای تکنو لوژی pvs تولید کرد. ساده‌ترین سیستم‌های فتو ولتاتیک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب‌های کوچک و ساعتهای مچی که روزانه مورد استفاده قرار می گیرد را تأمین می کند و سیستم‌های پیچیده تر، الکتریسیته لازم برای پمپاژ آب، انرژی ابزارهای ارتباطی، وحتی الکتریسیته برای خانه هایمان را فراهم می‌کنند .

تبدیل انرژی توسط سلولهای فتو ولتاتیک چندین مزیت دارد: تبدیل نور خورشیدبه الکتریسیته بطور مستقیم صورت می گیرد بنابراین از سیستم‌های مکانیکی با حجم زیاد استفاده نمی شود. شکل مدولی سیستمهای فتو ولتاتیک این اجازه را می‌دهد که بطور سریع آرایه ‌ها در هر اندازه مورد نیاز نصب و استفاده شوند. همچنین تاثیرات زیست محیطی یک سیستم فتو ولتاتیک حد اقل است و نیاز به آب ندارد. سلولهای فتوولتاتیک، همانند باتریها، جریان مستقیم (dc)را تولید می‌کنند که به طور عمومی برای برای کاربردهای کوچک قابل استفاده‌است (ابزار الکترونیک). برای استفاده در شبکه‌های الکتریکی بایستی جریان مستقیم به متناوب (AC)تبدیل شود. Inverter ها دستگاههایی هستند که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند و اغلب از PVS در جاهای دور برای تولید الکتریسیته استفاده می شود.

مصارف و کاربردهای فتوولتائیک:

- مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهواره‌ها جهت ارسال پیام.

- روشنایی خورشیدی:
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم‌های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می‌گردد. مانند برق جاده‌ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیره‌های دور افتاده که جنبه نظامی دارند.

- سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی:
انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را می‌توان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتا ساده، تأمین نمود.

- سیستم پمپاژ خورشیدی:
سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا می‌باشد.

- سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:
اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و سخت‌گذر و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شده‌اند.

- کاربردهای روزمره:
ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده ‌است یکی دیگر از کاربردهای این سیستمها می‌باشد. مثلا ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده‌است که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۰۰۰/۲۰ متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشته‌اند.

- نیروگاههای فتوولتائیک:
هم‌ زمان با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ‌تر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده‌است ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی می‌باشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

- یخچالهای خورشیدی:
از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیه‌ای در مناطق دور افتاده و سخت‌گذر استفاده می‌گردد. عملکرد مناسب یخچالهای خورشیدی تا حدی بوده‌است که در طی ۵ سال گذشته بیش از ۱۰۰۰۰ یخچال خورشیدی برای کاربردهای بهداشتی و درمانی در سراسر آفریقا راه اندازی شده‌است.

- سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل:
قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم‌ها می‌باشد بازده توان این سیستم‌ها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شده‌است. از جمله کاربردهای آن می‌توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ‌های جنگلی اشاره نمود.

برق خورشیدی

مطالب مشابه :

ساعت لومینوکس LUMINOX WATCHES

تاریخچه ساعت رولکس مدل "جی ام تی مستر" GMT Master II

بمب های الکترومغناطیس

بمب های الکترومغناطیس

نمایش زمان با ساعت‌های كوارتز

علمی ولی تخیلی

آشنایی با سیستم های فتوولتائیک

برق خورشیدی

بمب الکترومغناطیسی

بمب های الکترومغناطیس