برق خورشیدی چیست؟

ماژول های فوتوولتائیک (PV) برق را از نور خورشید تولید می کنند که ساده، مؤثر و با دوام هستند. آنها در خورشید نشسته اند و بدون قطعات متحرک می توانند لوازم خود را اجرا کنند، باتری های خود را شارژ کنند یا انرژی لازم را برای شبکه برق تامین کنند. آرایه PV یک جمع کننده انرژی – ژنراتور خورشیدی است و این کار را از طریق اثر فتوولتائیک انجام می دهد.

 

اثر فتوولتائیک در سال 1839 توسط فیزیکدان فرانسوی Alexandre-Edmund Becquerel کشف شد که در آن سلولهای PV تولید انرژی از انرژی در فوتون های نور خورشید را تولید می کنند. هنگامی که نور خورشید به یک سلول PV منتقل می شود، سلول برخی از فوتون ها را جذب می کند و انرژی فوتون ها به یک الکترون در مواد نیمه هادی منتقل می شود.

 

با استفاده از انرژی فوتون، الکترون می تواند از موقعیت معمول خود در اتم نیمه هادی عبور کند تا بخشی از جریان در یک مدار الکتریکی شود. بیشتر سلولهای PV به یکی از دو دسته اساسی تقسیم می شوند: سیلیکون بلورین یا فیلم نازک. ماژول های سیلیکون بلورین را می توان از سیلیکون یون سدیم، چند کریستالی یا روبان استفاده کرد.

فیلم نازک یک اصطلاح است که شامل طیف وسیعی از فن آوری های مختلف از جمله سیلیکون آمورف و تعدادی از تغییرات با استفاده از نیمه هادی های دیگر مانند تلورید کادمیوم یا CIGS (دیسیلنید گلیمیک مس) است. تکنولوژی نازک فیلم، بسیاری از کنفرانس های تحقیق و توسعه فعلی را تولید می کند، اما ماژول های بلورین در حال حاضر بیش از 80 درصد از بازار را جذب می کنند.

 

برای استفاده از انرژی از آرایه، شما همچنین ممکن است به اجزای دیگر مانند مبدل، کنترل کننده های شارژ و باتری نیاز داشته باشید که سیستم برق خورشیدی را تشکیل می دهند. اجزای مورد نیاز وابسته به نوع سیستم طراحی شده است. انواع سیستم عبارتند از:

PV-DIRECT SYSTEMS :

این ساده ترین سیستم های برق خورشیدی است که دارای کمترین اجزای (اساسا آرایه PV و بار) است. از آنجا که آنها باتری ندارند و به وسیله ابزار متصل نیستند، هنگامی که خورشید درخشان است، بارها را بارگیری می کنند. این بدان معنی است که آنها فقط برای چند برنامه انتخابی، مخصوصا پمپاژ آب و تهویه مناسب هستند، هنگامی که خورشید درخشش می یابد، فن یا پمپ اجرا می شود.

 

سیستم های خاموش GRID:

اگر چه در مکان های دور از محل بدون خدمات نرم افزاری رایج هستند، سیستم های برق خورشیدی برق خاموش می توانند در هر کجا کار کنند. این سیستم ها به طور مستقل از شبکه عمل می کنند تا تمام برق خانوار را تامین کند. این سیستم ها نیاز به یک بانک باتری برای ذخیره برق خورشیدی برای استفاده در حین شب و یا ابری، یک کنترل کننده شارژ برای محافظت از بانک باتری از اضافه بار، یک اینورتر برای تبدیل قدرت DC array PA به AC برای استفاده با لوازم خانگی AC، و همه قطع اتصال مورد نیاز، نظارت و تجهیزات ایمنی مرتبط با برق.

 

سیستم های GRID-TIED با پشتیبان گیری باتری:

این نوع بسیار شبیه به سیستم خارج از شبکه در طراحی و اجزای آن است، اما شبکه ابزار اضافه می کند، که نیاز به سیستم را برای تمام انرژی تمام وقت فراهم می کند.

 

سیستم های بدون سیستم بی سیم:

این سیستم های رایج ترین PV همچنین به عنوان شبکه های شبکه ای، وابسته به شبکه، ابزار تعاملی، شبکه ای Intertied یا شبکه مستقیم شناخته می شوند. آنها برق خورشیدی را تولید می کنند و آن را به بار و شبکه برق هدایت می کنند و از مصرف برق در خانه یا کسب و کار را جبران می کنند.

اجزای سیستم به سادگی از آرایه PV، اینورتر (ها) و دیتابیس ایمنی مورد نیاز (به عنوان مثال، فیوزها / شکن / قطع / نظارت) تشکیل شده است. زندگی با یک سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه، از زندگی الکتریسیته با برق خبری متفاوت نیست، به جز اینکه بخشی از یا تمام برق مورد استفاده شما از خورشید است.

 

چرا از برق خورشیدی استفاده میکنید؟

وقتی ما هزینه واقعی انرژی را در نظر می گیریم، باید به تصویر بزرگ نگاه کنیم، نه فقط به نرخ بهره بردار. سوخت های متعارف اثرات اجتماعی، زیست محیطی و اقتصادی دارند. هزینه های سالانه و تجمعی وجود دارد که از همه آلاینده ها (هوا، جامد و مایع) ناشی از استخراج، پردازش و حمل سوخت های فسیلی است که بر سلامت عمومی و محیط ما تأثیر می گذارد.

برق تولید شده از زغال سنگ و گاز طبیعی هرگز قادر نخواهد بود که انرژی و منابع مستمر مورد نیاز برای تولید آن را بیش از حد کند. بر خلاف منابع انرژی متعارف، سیستم های PV تولید برق پاک را برای چندین دهه پس از به دست آوردن بازپرداخت انرژی خود در سه سال یا کمتر تولید می کنند، این واقعا جادویی از تکنولوژی PV است.

الکتریسیته ساکن در صورت استفاده از آن پرداخت می شود و پرداخت ها برای همیشه انجام می شود. در مقابل، اکثر هزینه های سیستم PV در زمان نصب سیستم پرداخت می شود. پس از آن، انرژی اساسا آزاد است.

 

به عبارت دقیق اقتصادی، نرخ بازگشت سیستم PV شما بستگی به سه چیز دارد:

منابع خورشیدی؛ قیمت برق؛ و سیاست های دولت یا انگیزه ها. در حالی که بسیاری از تاسیسات برق را با قیمت مقرون به صرفه به فروش می رسانند، تورم و تاریخچه قیمت های انرژی و پیش بینی ها نشان می دهد که افزایش قیمت در آینده ما باعث خواهد شد که بازپرداخت سیستم های اعتباری RE سریع تر شود.

داده های تاریخی که توسط موسسه ادیسون الکتریک گزارش شده است نشان می دهد که از سال 1929 تا 2005 میانگین افزایش سالیانه برق برای سالانه 2.94 درصد بوده است. و طبق اداره اطلاعات انرژی در ماه ژوئن 2008، چشم انداز کوتاه مدت انرژی، میزان مصرف آب در سال 2008 به طور متوسط 3.7٪ افزایش می یابد و در سال 2009 نیز 3.6٪ افزایش می یابد.

مالیات های مالیاتی فدرال برای سیستم های انرژی تجدید پذیر در دسترس هستند، هزینه ها و بسیاری از ایالت ها، مناطق و تاسیسات همچنین تخفیف های قابل توجهی، انگیزه های عملکردی، اعتبارات مالیاتی، معافیت های مالیاتی، وام ها و سایر مشوق های اقتصادی برای سیستم های برق خورشیدی ارائه می دهند.

 

استقلال یکی از دلایلی است که میخواهید سیستم PV خارج از شبکه را در اختیار داشته باشید. سیستم های خارج از شبکه به شرایط یا سیاست های ابزار محلی اعمال نمی شوند، و صاحبان سیستم ها به افزایش نرخ، قطع برق و یا کاهش مصرف نمی پردازند.

اگر شما برای اموال روستایی خرید می کنید، احتمالا خواهید دید که بسته های خارج از شبکه گران تر هستند. بودن خارج از شبکه همچنین می تواند ارزان تر از دریافت یک خط تمدید به یک ملک است. هنگام جابجایی گزینه های انرژی (بین شبکه و انرژی خورشیدی، باد و آب) آشکار می شود که برق خورشیدی یک شکل بسیار دموکراتیک از انرژی است.

 

از آنجا که خورشید در همه جا می درخشد، پتانسیل استفاده از برق خورشیدی برای همه قابل دسترس است. علاوه بر این، در مقایسه با ژنراتورها (گاز، حتی بادی و یا نیروی آبی)، به دلیل اینکه سیستم های PV دارای قطعات متحرک نیستند، بسیار قابل اعتماد هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.

 

سازوکار و روش‌های ذخیره‌سازی سلول‌های خورشیدی:

پتانسیل انرژی خورشیدی مصرفی انسان بر اساس معیارهایی مثل شرایط جغرافیایی، تغییرات زمانی، پوشش ابری و زمین متغیر است. شرایط جغرافیایی بر پتانسیل انرژی خورشیدی تأثیر می‌گذارند، زیرا نواحی نزدیک‌تر به استوا تشعشعات خورشیدی بیشتری را دریافت می‌کنند و از این‌ رو استفاده از فتوولتائیک‌ها یا سلول‌های خورشیدی می‌توانند پتانسیل انرژی خورشیدی را در مناطق دور از استوا افزایش دهند. تغییرات زمانی هم بر پتانسیل انرژی خورشیدی تأثیر می‌گذارند زیرا در طول شب پرتوهای خورشیدی قابل‌جذب برای پنل‌های خورشیدی کمتر هستند.

پوشش ابری می‌تواند نور خورشید را مسدود کند و نور موجود برای سلول‌های خورشیدی را کاهش دهد. معیار مهم دیگر زمین مناسب است، زمین باید بلااستفاده و مناسب برای تعبیه‌ی پنل‌های خورشیدی باشد. پشت‌بام‌ها موقعیت مناسبی برای نصب سلول‌های خورشیدی هستند، به این روش هر خانوار می‌تواند انرژی خود را به‌صورت مستقیم تأمین کند. مناطق مناسب برای نصب سلول‌های خورشیدی زمین‌هایی هستند که قبلا برای اهداف تجاری یا اهداف دیگر به کار نرفته باشند و بتوان واحدهای خورشیدی را در آن‌ها نصب کرد.