چگونه نور خورشیدی را به برق تبدیل کنیم؟

تبدیل نور خورشیدی به برق

خورشید یکی از منابع سوخت های تجدید پذیر است که می تواند با نور خود بسیاری از نیاز های ما را برطرف کند. یکی از این نیارز ها برق است. گوی درخشان خورشید که حامل بسیار زیادی انرژی هسته ای است، به مدت ۵ میلیارد سال آینده سوخت در خود ذخیره دارد. جالب است بدانید نور ساطع شده از خورشید در مدت زمان یک ثانیه را اگر بتوان ذخیره کرد، میتوان برق هزاران سال کره زمین را تامین کرد. انرژی موجود در نور خورشید را می توان با استفاده از پنل های خورشیدی به برق تبدیل کرد.

که امر تبدیل نور خورشید به برق توسط سلول های خورشیدی انجام می شود و انرژی پاک و رایگان را در اختیار ما قرار می دهند. برای مثال ماشین حساب هایی که نیازی به باتری ندارند و تا زمانی که نور خورشیدی دریافت کنند برای شما کار خواهند کرد، یا ماهواره ها و سفینه های فضایی که برای تامین انرژی مورد نیاز خود از صفحات خورشیدی و نور خورشید استفاده می کنند.

پنل خورشیدی چیست؟

استفاده از این پنل ها به حدود صد سال قبل بر می گردد که در ابتدا از نور خورشید برای تولید بخار آب استفاده میکردند سپس از بخار آب برای کارکرد ماشین های گوناگون استفاده میشد. اما با گذشت زمان و پیشرفت علم، اولین سلول خورشیدی ساخته شد و سپس پنل خورشیدی نیز ساخته شد. پنل خورشیدی از به هم پیوستن چند سلول خورشیدی ساخته می شود. پنل های خورشیدی نور خورشید را دریافت می کنند و آن را به الکتریسیته تبدیل می کنند، که از این الکتریسیته در مدار جریان های الکتریکی استفاده میشود. همچنین پنل های خورشیدی دارای سلول های خورشیدی نیز هستند که در ساخت الکترسیسیته کمک می کنند.

 
این پنل ها در طول روز و با تابش خورشید انرژی الکتریکی اضافه ای تولید می کنند تا در شب از آن استفاده شود. همینطور پنل های خورشیدی به گونه ای ساخته شده اند که در صورت تولید انرژی الکتریکی بیش از نیاز مصرف کننده، آنها بتوانند هزینه انرژی تولیدی اضافی را دریافت کنند. پنل های خورشیدی با توجه به نیاز های مختلف مصرف کنندگان سایز بندی میشوند تا بتواند نیاز های آنان را برطرف کنند.

سلول خورشیدی (سلول های فتوولتائیک) چیست؟

سلول های خورشیدی یا فتوولتائیک قطعه هایی به اندازه کف دست هستند که نور خورشید را دریافت می کنند و آن را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این سلول ها درست مانند سلول های یک باتری، انرژی الکتریکی تولید می کنند. اما سلول های موجود در باتری از انرژی شیمیایی برای ساخت انرژی الکتریکی استفاده می کنند و سلول های خورشیدی از نور خورشید برای این کار استفاده می کنند. در سلول های خورشیدی از دو لایه سیلیکون که از ماسه ساخته میشوند استفاده میشود. لایه زیرین این دو سیلیکون طوری ساخته می شود که از لحاظ شیمیایی دارای کمبود الکترون باشد.

این لایه به رنگ آبی است. اما لایه بالایی برخلاف لایه زیرین تعداد الکترون های زیادی دارد و به رنگ قرمز است. ساختار این سلول ها به گونه ای است که با برخورد نور خورشید به این لایه ها، الکترون های لایه زیرین تحریک شوند و به لایه بالایی بروند. سپس با برگشت این الکترون ها به لایه زیرین جریان الکتریسیته برقرار میشود.

اجزای سازنده پنل های خورشیدی

استند ها

برای نصب پنل های خورشیدی به استند یا سازه های پیش ساخته نیاز داریم. این پایه ها می توانند متناسب با سلیقه مصرف کننده  باشند یا می توان از سازه های پیش ساخته نیز استفاده کرد. استند ها باید طوری طراحی شوند که در برابر باد های شدید مقاومت کنند و اگر این پنل ها در منطقه گرمسیری نصب خواهند شد باید طوری طراحی شوند که باعث دمای بسیار بالای پنل ها نشوند و امکان تهویه هوا وجود داشته باشد. نکته دیگر این است که استند ها باید امکان زاویه دادن به پنل ها را داشته باشند تا از حداکثر نور خورشید استفاده شود.

سلول خورشیدی

قطعه هایی که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. در پاراگراف بالا توضیح کاملی درباره سلول های سوختی برای شما قرار دادیم.

قاب آلومینیوم

در پنل های خورشیدی از قاب های آلومینیومی استفاده میشود. زیرا این قاب ها دارای قابلیت های زیادی از جمله سبک بودن، زنگ نزدن در شرایط آب و هوایی مختلف و ارزان بودن، هستند.

شیشه

شیشه ها باید تمامی استاندارد ها و تست های مراجع معتبر را داشته باشند. این تست ها شامل مقاومت در برابر باد، باران، تگرگ، ضربه، گرد و غبار هستند. می توان از پلاستیک های اکریلیک نیز به جای شیشه برای پوشش سطح بیرونی پنل ها استفاده کرد. اما این شیشه ها باعث تلف شدن نور خورشید به وسیله انعکاس کردن آن میشوند. بنابراین شیشه ای ضد انعکاس که کمترین نور ممکن را انعکاس دهد به این منظور ساخته شد.

پوشش EVA

در پنل های خورشیدی سلول ها بین دو صفحه قرار میگیرند. که وظیفه این دو صفحه حفاظت از پنل خورشیدی در برابر ضربه و وظیفه دیگر آنها جلوگیری از ورود گرد و غبار یا به عبارتی عایق است. استفاده از این پوشش برای تولید کنندگان ضروری است.

صفحه پشتی

این صفحه آخرین لایه پنل می باشد که در بیرون از پنل قرار می گیرد و از اجزای درون پنل محافظت می کند.

جعبه اتصالات

باید خروجی ای برای انرژی الکتریکی جمع شده وجود داشته باشد تا انرژی تولیدی سلول های خورشیدی از پنل خارج شوند. این جعبه اتصالات مربوط به خروجی را در خود دارد که امکان خروج انرژی الکتریکی را فراهم میکند.

اینورتر

اینورتر ها جریان ورودی از نور خورشید را وکه به صورت AC است را به جریان متناوب DC  مورد نیاز وسایل برقی خانگی تبدیل می کنند. که این اجازه را به ما می دهد تا از وسایل برقی استفاده کنیم.

باتری

باتری ها منبع ذخیره انرژی های تولید شده هستند. آنها انرژی های تولیدی اضافی را در خود ذخیره میکنند تا در شب یا وقتی که نور خورشید وجود ندارد مثل روز های بسیار ابری بتوان از آنها استفاده کرد.

کنترل کننده شارژ

اگر ولتاژ دریافتی متفاوت باشد این دستگاه میتواند آن را به ولتاژ مناسبی برای باتری ها تبدیل کند. همچنین کنترل کننده شارژ میتواند به بهبود عملکرد شارژینگ نیز کمک کند. شما می توانید با مراجعه به فروشگاه تک اینورتر با تیم مشاوره تک اینورتر تماس بگیرید یا به صورت حضوری از مشاوره متخصصان تک اینورتر بهره‌ مند شوید.

نحوه تبدیل نور خورشیدی به برق

1. نور خورشید در طول ساعات روز بر روی پنل های خورشیدی با ظرفیت بالا می افتد. پنل های خورشیدی انرژی خورشید را به جریان مستقیم (DC) الکتریسیته تبدیل می کنند که به یک اینورتر خورشیدی ارسال می شود.
2. اینورتر جریان مستقیم را به جریان متناوب AC تبدیل می کند. گاهی اوقات به آن ” شرطی کردن ” قدرت می گویند.
3. هنگامی که سیستم انرژی خورشیدی در ساعات اوج خورشید بیش از نیاز برق تولید می کند، برق اضافی به طور خودکار به شرکت برق ارسال می شود و کنتور برق در واقع به عقب کار می کند
4. سیستم های انرژی خورشیدی برق بسیار با کیفیتی تولید می کنند که احتمال نوسانات برق را کاهش می دهد که می تواند به تجهیزات الکترونیکی آسیب برساند.
5. برق شهری به طور مداوم در شب و در طول روز که تقاضا بیش از تولید خورشیدی است، تامین می شود.