پنل خورشیدی و راه های افزایش بازده آن

مقدمه :

پنل های خورشیدی یکی از مولد های انرژی تجدید پذیر هستند انرژی های پاکی که شاید میزان آلودگی کمتر و مزایای دیگر آن موجب پاکی هواکره زمین شود ، دراین مقاله ما به صحبت درباره راندمان سلول های خورشیدی که تبدیل کننده انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی میپردازیم

پنل خورشیدی :

در مقالات قبلی ما به طور جامع درباره پنل های خورشیدی توضیح دادیم که با استفاده از اثر فتوولتائیک تولید برق می کند و هر یک از سلول های آن بسته به نوع خاصی که دارند انرژی خورشیدی را دریافت و بازده های مختلف به انرژی الکتریکی تبدیل می کند انتخاب پنل خورشیدی مورد نظر هر فرد بسته به مکان به کار بردن آن یا صرفه اقتصادی آن میتواند باشد اما بازده پنل مورد نظر یکی از مهم ترین عوامل انتخاب سلول خورشیدی هست.

اصول سلول های خورشیدی :

متریال های نیمه رسانا مانند سیلیکون با ناخالصی های مختلف ترکیب می شوند تا سلول های خورشیدی را تشکیل دهند ، در یک سمت اتصال توزیع نابرابر الکترون های آزاد (نوعn)و از سمت دیگر فراوانی حفره ها (نوع p)  نتیجه می شود ؛ نور خورشید حاوی فوتون هایی است که الکترون هایی را که در باند آزاد سلول های خورشیدی هستند تحریک میکند ، این الکترون ها بایستی تنها در یک جهت برای تشکیل جفت الکترون – حفره در اتصالات متناظر جاری می شوند و در مدار خارجی تولید الکتریسیته می شود .

روش ردیابی خورشیدی :

طرز به کار بردن این روش به سادگی دنبال کردن خورشید است ، استفاده از یک متمرکز کننده یا آینه بازتابی ساده راه حل دیگری برای افزایش خروجی یک پنل خورشیدی است (ماژول pv) ؛ یکی از راه های دیگر، استفاده از پنل خورشیدی خنک کننده است که در این مقاله یا مطلب بعدی به آن پرداخته می شود ، در ادامه به خلاصه توضیحی از روش هایی که گفتیم میپردازیم .

ردیابی خورشیدی :

ردیابی خورشیدی یکی از راه های مهم برای افزایش خروجی پنل های خورشدی است ، اما استفاده از آن خیلی موفقیت آمیز نبوده است هدف از ردیابی خورشیدی دریافت حداکثری نور خورشید است ، تجربه نشان داده این راه بسیار ساده و موثر است برای افزایش بازده پنل های خورشیدی به بالای 20 درصد ، عیب این تکنولوژی مصرف مقداری از انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل خورشیدی در زمان کارکرد آن می باشد ، این موضوع نیاز به استفاده از ماشین آلات پیچیده و کارگران با تجربه و همچنین مراقبت روزانه دارد ، این موارد گفته شده باعث افزایش هزینه های راه اندازی و نگهداری و تعمیرات سیستم ردیابی می شود ، عیب دیگر آن این است که اگر سیستم در نقاطی با دسترسی سخت از کار بیفتد پیدا کردن افراد ماهر در تعمیر و نگهداری آن دشوار خواهد بود .

متمرکز کردن و پراکنده کردن انعکاس نور :

منعکس کننده ها به دو صورت عمل میکنند به این صورت که هم پراکنده کننده و هم متمرکز کننده نور خورشید هستند تمایل دارند که هم نور شدید و هم نور پراکنده خورشید را منعکس نمایند ، این یک راه مناسب و راحت برای افزایش خروجی پنل های خورشیدی است که به صورت ویژه در روز روشن کاربرد دارد ، علاوه بر این به علت قدرت تشعشع بازگشتی روی بخشهای مشخصی از پنل و با کاهش خطر ، ایجاد نقاط داغ نه تنها کارایی را بهبود می بخشد ، بلکه طول عمر پنل های خورشیدی را نیز افزایش میدهد ، نقص این سیستم این می باشد که از قدرت مکانیکی پایینی برخوردار است ، منعکس کننده های پراکنده اغلب توسط بادهای قوی آسیب می بینند ، به سبب اینکه سطح پنل های خورشیدی در نتیجه تشعشع نور اضافه گرم می شود ، به خنک سازی سریع برای بهینه نگهداشتم عملکرد آن نیاز است ، در طراحی این سیستم ها برای اجتناب از هزینه اضافی سیستم را در مکانی از سایت قرار می دهند که هوای طبیعی بتواند آن را خنک کند .

آینه های منعکس کننده :

آسانترین و موثر ترین راه انعکاس نور استفاده از آینه هاست ، عملکرد سیستم های  PVبا نور منعکس شده از پنل های خورشیدی که جریان خروجی و ولتاژ اسمی را افزایش میدهد ، بهبود خواهد یافت ، بر اساس اطلاعات بدست آمده استفاده از آینه های منعکس کننده در سیستم های پنل خورشیدی درصد تاثیر بهتری در بهبود میزان جریان خروجی در برابر ردیابی خورشیدی داشته است و البته قیمت آینه های منعکس کننده مسطح بهتر و میزان دسترسی آنها نیز بالا است . در مقایسه ماژول های نصب شده در زاویه ثابت ، ردیاب خورشیدی میتواند در حدود یک سوم تولید الکتریسیته را افزایش دهد ، در بعضی مناطق خاص نیز 40 درصد عنوان شده است وقتی ماژول ها به طور پیوسته همزمان با حرکت خورشید در آسمان ، به زاویه دلخواه تغییر می کنند بازده تبدیل هر کاربرد خورشیدی بهبود می یابد ، هنگامی که یک سیستم ردیاب خورشیدی دچار نقص فنی میشود ، وقتی که پنل های خورشیدی در زاویه حداکثری هست ، افت تولید تا زمان تعمیر آن قابل توجه خواهد بود .

سخن آخر :

در این مقاله سعی شد که در باره راه های افزایش بازده پنل های خورشیدی صحبت شود تا بتوانیم با چون و چرای این کار آشنا شویم در سری مقالات بعدی از این مطلب ما به راه های دیگر درباره افزایش راندمان سیستم های خورشیدی خواهیم پرداخت .

منبع:

عبادی، فاطمه و مهربان، فاطمه و گرمسیریان، فهیمه،1401،روش های بهبود بازده سلول خورشیدی،هشتمین کنفرانس بین المللی فناوری و مدیریت انرژی،بابلسر،https://civilica.com/doc/1607739