پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟ باز کردن قفل نیروی بی نهایت خورشید
گرفتن نور خورشید و تبدیل مستقیم آن به انرژی الکتریکی را از طریق روشی بدون اجزای متحرک و مطلقاً بدون آلاینده تجسم کنید، در حالی که از منابع بسیار خورشید به حداکثر بازدهی دست یابید. این چیزی است که در مورد پنل های خورشیدی بسیار باورنکردنی است. از زمانی که در سال 1954 ساخته شدند، پنل های خورشیدی به طور کامل چشم انداز تولید انرژی را تغییر دادند. آنها انرژی را برای همه چیز از یک ماشین حساب ساده تا کل شهرها و شهرها فراهم می کنند. بنابراین چگونه یک تکه سیلیکون میتواند تمام انرژی فوتونها را به جریان الکتریکی تبدیل کند؟ در این مقاله، فیزیک، مهندسی و تکنیک های نوآورانه مرتبط با انرژی فتوولتائیک خورشیدی یا "PV" را مورد بحث قرار خواهیم داد.
هنگامی که خورشید به یک صفحه خورشیدی می تابد، انرژی خورشیدی توسط سلول های فتوولتائیک جداگانه روی صفحه خورشیدی جذب می شود. این سلولها از لایههایی از مواد نیمهرسانا، معمولاً سیلیکون ساخته شدهاند.
سلول های فتوولتائیک در اثر برخورد نور خورشید یک بار الکتریکی تولید می کنند.
این شارژ جریان مستقیم (DC) ایجاد می کند.
جریان از یک اینورتر می گذرد و به جریان متناوب تبدیل می شود. این جریان مورد نیاز برای لوازم خانگی است.
سلولهای خورشیدی حتی بدون خورشید مستقیم (مثلاً زمانی که هوا ابری است) همچنان میتوانند انرژی تولید کنند، اما هر چه خورشید بیشتر به آنها برخورد کند، انرژی بیشتری تولید خواهند کرد.
یک سیستم پنل خورشیدی معمولی{0}از 6 تا 12 پنل بسته به اندازه سقف تشکیل شده است. هر پنل بسته به میزان روشنایی آن در بیرون، حدود 400 تا 450 وات برق تولید می کند.
سلول ها، پانل ها و آرایه های فتوولتائیک
ماژولهای فتوولتائیک (PV)-که ما معمولاً از آن به عنوان پانلهای خورشیدی یاد میکنیم-شامل چندین سلول خورشیدی فتوولتائیک هستند که در گروههایی به نام رشتهها به هم متصل شدهاند. سلول های خورشیدی منفرد PV می توانند از 5.5 اینچ تا حدود 4 اینچ متفاوت باشند و بین 1 تا 2 وات تولید کنند، که آنها را برای تامین انرژی وسایلی مانند ماشین حساب و ساعت مناسب می کند.
سلول های فتوولتائیک به صورت الکتریکی در پانل های فتوولتائیک محصور شده و ضد آب و هوا، که گاهی اوقات ماژول نامیده می شوند، متصل می شوند. پانل های PV در اندازه و تولید برق متفاوت هستند. تولید برق یک پانل PV با تعداد سلول های پانل یا مساحت سطح پانل افزایش می یابد. پانل های PV را می توان به صورت گروهی متصل کرد تا آرایه های PV را تشکیل دهند. آرایه های PV می توانند از دو تا صدها پانل تشکیل شوند. تعداد پانل های PV متصل شده در یک آرایه PV میزان توانی را که آرایه می تواند تولید کند را تعیین می کند.
سلول های PV جریان مستقیم تولید می کنند. از برق DC می توان برای شارژ دستگاه هایی که از برق DC استفاده می کنند استفاده کرد. در سیستم های انتقال و توزیع برق، تقریبا تمام برق به صورت جریان متناوب (AC) تامین می شود. دستگاه هایی به نام اینورتر در پانل ها یا آرایه های PV برای تبدیل برق DC به AC استفاده می شود.
سلولها و پانلهای PV زمانی که مستقیماً رو به خورشید باشند بیشترین انرژی را تولید میکنند. پانلها و آرایههای PV میتوانند از سیستمهای ردیابی برای نگه داشتن پانلها همیشه رو به خورشید استفاده کنند، اما این سیستمها گران هستند. اکثر سیستم های PV دارای پانل هایی در یک موقعیت ثابت هستند که معمولاً در نیمکره شمالی مستقیماً به سمت جنوب و در نیمکره جنوبی مستقیماً به سمت شمال هستند و در زاویه ای نصب می شوند که عملکرد فیزیکی و اقتصادی سیستم را بهینه می کند.
نتیجه گیری: مهندسی نور در زندگی
پنل های خورشیدی نشان دهنده خلاقیت نوع بشر است. آنها انرژی را از فوتون های خورشید می گیرند و آن را به اشکال مفید تبدیل می کنند. از آنجایی که آنها موثرتر و تولید آنها ارزان تر می شوند (89 درصد از سال 2010 کاهش یافته است)، آنها به یکی از بزرگترین شاخص هایی تبدیل شده اند که نشان می دهد ما از فناوری های آلاینده به سمت منابع پاک دور می شویم. پنلهای خورشیدی نه تنها نشان میدهند که ما تا چه اندازه در تکامل فناوری خود پیشرفت کردهایم، بلکه مسیری را برای دستیابی به آیندهای تجدیدپذیر و پایدار با استفاده از خورشید به عنوان منبع اصلی حیات سیاره برای میلیاردها سال پیش به ما ارائه میدهند.
هنگام فکر کردن در مورد اینکه پانل های خورشیدی چه چیزی را نشان می دهند، مهم است که به خاطر داشته باشید که آنها نه تنها نشان دهنده یک پیشرفت فناوری هستند، بلکه فرصتی هستند که نسل های آینده باید در آینده ای تجدیدپذیر زندگی کنند که در آن انرژی خورشید منبع اولیه حیات در سیاره زمین است.
