سیستم انرژی خورشیدی چگونه کار می کند: سلول های فتوولتائیک و آینه ای

فهرست مندرجات
سلول های فتوولتائیک
اصل کار
مزایای تولید برق
ویژگی های تولید برق
طبقه بندی
سلول های آینه ای
اصل کار
مزایای تولید برق
ویژگی های تولید برق
نتیجه

انرژی خورشیدی به طور فزاینده ای به عنوان منبع اصلی انرژی الکتریکی یا به عنوان مکمل سایر اشکال برق محبوبیت پیدا کرده است. جنبه بودن سازگار با محیط زیست این شکل از قدرت را به یک اولویت برای بسیاری تبدیل کرده است، به ویژه در این دوره که گرمایش جهانی یک نگرانی بزرگ است. علاوه بر این، انرژی خورشیدی منبع اصلی انرژی در مناطقی است که از شبکه اصلی برق دور هستند.

در سطح جهان، استفاده از انرژی خورشیدی در حال افزایش است. این افزایش با افزایش هزینه منابع جایگزین انرژی و کاهش هزینه‌های نصب برای سیستم‌های خورشیدی تقویت شده است. در ایالات متحده، انرژی خورشیدی رشد فوق العاده ای داشته است. امروز کشور تولید می کند 97.2 GW تخمین زده می شود که حدود 0.34 درصد از خانه ها در ایالات متحده با انرژی خورشیدی تغذیه می شوند و با ادامه استقبال مردم از انرژی سبز، این تعداد افزایش می یابد.

دو روش اصلی برای کار سیستم انرژی خورشیدی وجود دارد: سلول های فتوولتائیک و آینه ای. انتخاب هر یک از روش ها به نیازهای خاص کاربران نهایی بستگی دارد.

سلول های فتوولتائیک

این متداول ترین روش تولید انرژی خورشیدی است. این روش شامل استفاده از سلول های فتوولتائیک است که در پانل های خورشیدی نصب می شوند. سلول ها انرژی خورشید را جذب کرده و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. برق تولید شده از این طریق می تواند به طور مستقیم برای برق رسانی به لوازم خانگی استفاده شود. همچنین می توان برق را در باتری ها برای استفاده بعدی ذخیره کرد، به خصوص در شب که نور خورشید وجود ندارد.

اصل کار

سلول های فتوولتائیک با تبدیل انرژی خورشید به جریان الکتریکی عمل می کنند. هر پنل خورشیدی از چندین جعبه مربعی تشکیل شده است که هر کدام بین یک تا دو وات تولید می کنند. این جعبه ها توسط ماژول های خورشیدی به هم متصل می شوند که توان خروجی تولید شده توسط سلول های جداگانه را افزایش می دهد. سلول های PV که در داخل ماژول های خورشیدی قرار دارند، انرژی خورشیدی را جذب می کنند و در این فرآیند، انرژی موجود در فوتون های نور به یک ماده نیمه هادی منتقل می شود. فرآیند انتقال انرژی باعث می شود که الکترون ها به صورت الکتریسیته در داخل نیمه هادی جریان پیدا کنند. برق تولید شده می تواند به طور مستقیم مورد استفاده قرار گیرد یا می تواند برای توزیع به شبکه سراسری تغذیه شود. این تنها زمانی اتفاق می افتد که انرژی خورشیدی در مقیاس بزرگ با استفاده از پانل های متعدد تولید شود.

مزایای در تولید برق

- سیستم های انرژی خورشیدی را می توان به راحتی بسته به نوع آن ارتقا داد افزایش نیاز انرژی و همچنین وضعیت مالی بهبود یافته است. ارتقاء سیستم به سادگی مستلزم افزودن پنل های خورشیدی بیشتر و افزایش آن است ظرفیت های ذخیره سازی برای باتری ها.
– سلول های فتوولتائیک برای نصب نیاز به فضای اضافی ندارند و حتی می توان آنها را در بالای ساختمان ها قرار داد.

ویژگی های تولید برق

کریستال های سیلیکون

ماژول های برق

سلول های PV

طبقه بندی

پنل های خورشیدی را می توان بر اساس موادی که برای تولید آنها استفاده شده است به سه دسته طبقه بندی کرد. این دسته پانل های خورشیدی تک کریستالی، پلی کریستالی و لایه نازک هستند.

سلول های آینه ای

تحت این سیستم، انرژی خورشیدی از طریق استفاده از آینه ها متمرکز شده و به گیرنده ها هدایت می شود. گیرنده ها این انرژی را جمع آوری می کنند و تبدیل آن به گرما. انرژی گرمایی ایجاد شده در این روش می تواند برای تولید برق استفاده شود یا برای استفاده بعدی ذخیره شود. استفاده از آینه به استفاده از انرژی خورشیدی عمدتا در نیروگاه های بزرگ استفاده می شود.

اصل کار

ایده پشت این نوع سیستم مولد برق این است که پرتوهای خورشید را در یک مکان مرکزی متمرکز کرده و سپس از آن برای تولید گرما استفاده شود. در یک سیستم معمولی، آینه ها به منظور بهبود ظرفیت جمع آوری و انعکاس انرژی خورشید به سیستم گیرنده مرکزی، شکل سهمی به خود می گیرند. این سیستم طوری طراحی شده است که همیشه آینه ها را با محور خورشید تراز می کند تا اطمینان حاصل شود که حداکثر نور خورشید را دریافت می کنند. انرژی منعکس شده توسط گیرنده ای جمع آوری می شود که گرما را به موتور منتقل می کند. در موتور، انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود. با استفاده از دینام، این انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

مزایای تولید برق

– ظرفیت بیشتری برای تولید برق دارند.

- برای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ کارایی بیشتری دارند.

ویژگی های تولید برق

- انعکاس آینه هایی که به شکل سهموی هستند تا توانایی انعکاس آنها افزایش یابد

– گیرنده تبدیل انرژی خورشیدی به گرما

– موتور تولید الکتریسیته با تبدیل انرژی جنبشی به انرژی الکتریکی

– مکانیزم چرخشی برای تراز کردن آینه ها با محور خورشید

نتیجه

استفاده از انرژی خورشیدی می تواند به حل مشکل تغییرات آب و هوایی کمک کند. انرژی خورشیدی را می توان با استفاده از سلول های فتوولتائیک یا آینه ها مهار کرد. انتخاب بین دو روش تولید برق عمدتاً به مقیاس بستگی دارد.

پنل‌های خورشیدی برای مصارف خانگی مناسب‌تر هستند و بسته به افزایش تقاضا برای نیرو، می‌توان آن‌ها را ارتقا داد. آینه ها را می توان در موسسات تجاری بزرگ اعمال کرد زیرا می توانند قدرت بیشتری تولید کنند. کاربرد هر کدام که باشد، نتیجه نهایی این است که این دو روش منابع انرژی پاک و دوستدار محیط زیست هستند.