پنل خورشیدی

برای آشنایی بیشتر با پنل خورشیدی با ما همراه باشید

پنل خورشیدی چگونه کار میکند ؟ پنل خورشیدی با تبدیل انرژی خورشید به انرژی کار می کند. دو شکل از انرژی تولید شده از خورشید برای استفاده ما وجود دارد - برق و گرما. هر دو از طریق استفاده از پنل‌های خورشیدی تولید می‌شوند که اندازه‌شان از پشت بام‌های مسکونی تا "مزارع خورشیدی" در هکتارها از زمین‌های روستایی است.

آیا انرژی خورشیدی یک منبع انرژی پاک است؟ بله، انرژی خورشیدی یک منبع انرژی تجدید پذیر و بی نهایت است که هیچ گونه انتشار گازهای گلخانه ای مضر ایجاد نمی کند - تا زمانی که خورشید به تابش ادامه دهد، انرژی آزاد می شود. ردپای کربن پانل های خورشیدی در حال حاضر بسیار کم است، زیرا آنها بیش از 25 سال دوام می آورند. به علاوه، مواد مورد استفاده در پانل‌ها به طور چشمگیری بازیافت می‌شوند، بنابراین ردپای کربن همچنان کاهش می‌یابد.

انرژی خورشیدی چه زمانی کشف شد؟ انرژی خورشیدی در قرن هفتم قبل از میلاد توسط انسان مورد استفاده قرار گرفت، زمانی که انسان از نور خورشید برای روشن کردن آتش با انعکاس پرتوهای خورشید بر روی اجسام براق استفاده می کرد. بعدها، در قرن سوم قبل از میلاد، یونانی ها و رومی ها از نیروی خورشیدی با آینه استفاده کردند تا مشعل هایی را برای مراسم مذهبی روشن کنند. در سال 1839 و در سن 19 سالگی، فیزیکدان فرانسوی، ادموند بکرل، اثر فتوولتائیک (PV) را در حین آزمایش با سلولی ساخته شده از الکترودهای فلزی در یک محلول رسانا کشف کرد. او خاطرنشان کرد که این سلول زمانی که در معرض نور قرار می‌گیرد، الکتریسیته بیشتری تولید می‌کند - این یک سلول فتوولتائیک بود. در سال 1954 فناوری PV زمانی که داریل چاپین، کالوین فولر و جرالد پیرسون سلول PV سیلیکونی را در آزمایشگاه بل در سال 1954 توسعه دادند - اولین سلول خورشیدی که قادر به جذب و تبدیل انرژی کافی از خورشید به انرژی برای راه اندازی تجهیزات الکتریکی روزمره بود، متولد شد. امروزه ماهواره ها، فضاپیماهایی که به دور زمین می چرخند، با انرژی خورشیدی کار می کنند.

الکتریسیته دقیقاً چگونه از انرژی خورشیدی تولید می شود؟ پنل های خورشیدی معمولاً از سیلیکون یا مواد نیمه هادی دیگری که در یک قاب پانل فلزی با پوشش شیشه ای نصب می شود ساخته می شوند. هنگامی که این ماده در معرض فوتون های نور خورشید (بسته های بسیار کوچک انرژی) قرار می گیرد، الکترون آزاد می کند و بار الکتریکی تولید می کند. این شارژ PV یک جریان الکتریکی (به طور خاص، جریان مستقیم یا DC) ایجاد می کند که توسط سیم کشی در پانل های خورشیدی گرفته می شود. سپس این الکتریسیته DC توسط یک اینورتر به جریان متناوب (AC) تبدیل می شود. AC نوع جریان الکتریکی است که هنگام وصل کردن وسایل به پریزهای دیواری معمولی استفاده می شود.

تفاوت بین پانل های خورشیدی PV و پانل های حرارتی خورشیدی چیست؟ همانطور که در بالا توضیح داده شد، پنل های خورشیدی PV برق تولید می کنند، در حالی که پانل های حرارتی خورشیدی گرما تولید می کنند. در حالی که منبع انرژی یکسان است - خورشید - فناوری در هر سیستم متفاوت است. PV خورشیدی بر اساس اثر فتوولتائیک است که توسط آن یک فوتون (واحد اصلی نور) بر سطح نیمه هادی مانند سیلیکون تأثیر می گذارد و یک الکترون آزاد می کند. حرارت خورشیدی پیچیده تر است و به سادگی گرم کردن مستقیم آب (یا سایر سیالات) توسط نور خورشید است. برای مصارف خانگی، پنل‌های حرارتی خورشیدی نیز بر روی سقفی رو به خورشید نصب می‌شوند که آب را در یک سیلندر آب گرم ذخیره می‌کنند و بنابراین آب گرم و گرمایش را تامین می‌کنند. در مقیاس بزرگتر، حرارت خورشیدی می تواند در نیروگاه ها نیز استفاده شود.

مزارع خورشیدی چیست؟ مزارع خورشیدی، همچنین به عنوان پارک‌های خورشیدی یا میدان‌های خورشیدی شناخته می‌شوند، مناطق وسیعی از زمین حاوی صفحات خورشیدی متصل به هم هستند که در چندین هکتار در کنار هم قرار گرفته‌اند تا مقادیر زیادی انرژی خورشیدی را در همان زمان برداشت کنند. مزارع خورشیدی برای تولید انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ طراحی شده‌اند که مستقیماً به شبکه تغذیه می‌شوند، برخلاف پنل‌های خورشیدی منفرد که معمولاً یک خانه یا ساختمان واحد را تامین می‌کنند.

آیا می توان انرژی خورشیدی را در یک روز ابری تولید کرد؟ بله، می تواند – انرژی خورشیدی فقط به مقداری نور روز نیاز دارد تا بتواند انرژی خورشید را مهار کند. گفته می شود، نرخ تولید برق توسط پنل های خورشیدی بسته به میزان تابش مستقیم نور خورشید و کیفیت، اندازه، تعداد و مکان پنل های مورد استفاده متفاوت است. بزرگترین تولیدکنندگان انرژی خورشیدی در سراسر جهان چه کسانی هستند؟ از سال 2022، چین بزرگترین تولید کننده برق خورشیدی در جهان است. ایالات متحده در رتبه دوم قرار دارد و پس از آن ژاپن، آلمان و هند قرار دارند.

چگونه انرژی خورشیدی بیشتری به سیستم های برق ما وارد می شود؟ هر دو دولت بریتانیا و ایالات متحده قصد دارند تا سال 2035 سیستم های برق خود را کربن زدایی کنند، که در آن منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی نقش مهمی را ایفا می کنند. انرژی خورشیدی در انگلستان اولین مزرعه خورشیدی متصل به انتقال برق بریتانیا در ماه مه 2023 انرژی گرفت. این اولین مزرعه بود.آرایه خورشیدی PV برای تغذیه مستقیم الکتریسیته به شبکه انتقال بریتانیا و امکان انتقال آن در فواصل دورتر. پیش از این، مزارع خورشیدی بریتانیا به شبکه‌های توزیع این کشور متصل بودند - شبکه‌های منطقه‌ای با ولتاژ پایین که برق را از شبکه انتقال ولتاژ بالا به خانه‌ها و مشاغل منتقل می‌کنند.

انرژی خورشیدی در آمریکا مطالعه آینده خورشیدی که توسط وزارت انرژی ایالات متحده (DoE) در سال 2021 منتشر شد، طرح اولیه آنها را برای یک شبکه کربن صفر و نقش مهم خورشیدی در کربن زدایی شبکه برق کشور مورد بحث قرار می دهد. بر اساس این مطالعه، 40 درصد از برق کشور تا سال 2035 پتانسیل تامین انرژی از انرژی خورشیدی را دارد. در آوریل 2023، دولت بایدن هریس سرمایه گذاری 82 میلیون دلاری را برای تأمین مالی فناوری هایی که به ادغام انرژی خورشیدی در شبکه کمک می کند، اعلام کرد. این سرمایه گذاری تولید و بازیافت خورشیدی داخلی را افزایش می دهد که به تقویت شبکه انرژی پاک در ایالات متحده کمک می کند