انرژی خورشیدی فتوولتاییک

پدیده فتوولتائیک:

به پدیده ای که در اثر آن و بدون استفاده از مکانیزم های مکانیکی انرژی تابشی به انرژی الکتریکی تبدیل شود را پدیده فتوولتائیک نامند. در واقع این پدیده از فرضیه ذره ای بودن انرژی تابشی بنا نهاده شده است. هر سیستمی نیز که از این خاصیت استفاده نماید را سیستم فتوولتائیک گویند. این مطلب در شکل(1) نشان داده شده است. سیستم فتوولتائیک انرژی موجود در نور خورشید را توسط سلولهای خورشیدی مستقیماً به برق از نوع DC تبدیل می کند. با استفاده از برق حاصله و بهره جویی از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی موجود، می توان انرژی الکتریکی کلیه بارهای DC و AC را تأمین نمود.

       

                                                               مکانیزم سلول های خورشیدی

 

 

سیستم های فتوولتاییک از سه بخش اصلی تشکیل شده است :

 

1         - ماژول یا پنل های خورشیدی که مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد.

سلول های خورشیدی سیلیکونی را به سه دسته تقسیم می کنند: سیلیکون تک کریستالی سلیکون چند کریستالیسلیکون آمورف

ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر سلول های خورشیدی موجود در بازار را لایه نازک سیلیسیوم میباشد. بر طبق خواص فیزیکی نیمه هادی ها با آلائیدن ماده اصلی به اعمال ناخالصی از(نوعN) مانند فسفر و (نوعP) مانند بور به ماده اصلی، میدان الکتریکی در سطوح خارجی سلول، ایجاد می‏شود بر اساس قوانین حاکم بر فیزیک مواد تشکیل دهنده در برابر انرژی تابشی (نور خورشید) قادر به تولید جریان الکتریکی می باشد. جریان و ولتاژ خروجی این سلول ها DC می باشد. به مجموعه ای از این سلول ها که درکنار یکدیگر سری وموازی می گردند پنل یا ماژول فتوولتاییک گویند .

 

2     - قسمت واسطه یا بخش توان مطلوب، انرژی الکتریکی حاصل از سیستم های فتوولتائیک را بر اساس طراحی انجام شده، متناسب با نیاز مصرف کننده، مدیریت و القا می نماید . این تجهیزات عمدتا ازشارژ کنترل، باطری، اینورتر و... بر اساس نیازمصرف کننده و طبق نظر طراح سیستم، طراحی و مشخصات آن تهیه و تدوین می گردد

 

Ø       عدم نیاز به سوخت فسیلی و مشکلات سوخت رسانی بویژه در مناطق صعب العبور

Ø       قابلیت تولید در محل مصرف، کاهش و صرفه جویی در هزینه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و عدم نیاز به شبکه سراسری برق

Ø       امکان نصب و راه اندازی در توان های مختلف، متناسب با نیاز مصرف کننده

Ø        طول عمر مناسب و سهولت در بهره برداری

Ø       امکان نصب بر نما و یا روی سقف خانه ها و توانایی ذخیره سازی انرژی در باطری

 

 

 

 

 

 

انواع روشهای استفاده از سیستمهای فتوولتائیک عبارتند از :

 

1.   سیستمهای متصل به شبکه سراسری برق(Grid Connected  )

 در این روش، انرژی الکتریکی حاصل از سیستم فتوولتائیک (با استفاده از تجهیزات الکتریکی مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب، همچون اینورترهای متصل به شبکه و ...)مطابق ، با مشخصات سطح ولتاژ، اختلاف فاز، فرکانس و... شبکه سراسری به شبکه سراسری برق تزریق می گردد.

 

2.  سیستمهای مستقل از شبکه (Stand Alone  )

این نوع کاربرد، بدون نیاز به وجود شبکه سراسری برق قادر به تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده می باشد. در این روش انرژی الکتریکی مورد نیاز با استفاده از پنلهای فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره و کنترل، بعنوان یک واحد نیروگاهی با طول عمر مناسب 30 سال می تواند با قابلیت اطمینان بالا قابل نصب و راه اندازی می باشد.

•          روشنایی خورشیدی

•          سیستم تغذیه یک واحد مسکونی

•          سیستم پمپاژ آب توسط پمپهای خورشیدی

•          یخچالهای خورشیدی

•          سیستم تغذیه ایستگاههای مخابراتی

•          سیستم تغذیه ایستگاههای زلزله شناسی

•          نیروگاه فتوولتائیک