پنل خورشیدی
صفحات خورشیدی شامل سلول های خورشیدی کنار هم قرار گرفته می باشند. این پنل ها در واقع ورق های نیمه هادی هستند که وظیفه ی تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی و گرمایی را دارند. تکنولوژی پنل های خورشیدی برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های سبز به کار برده می شود. صفحات خورشیدی زمانی که تولید شدند ابعاد بسیار بزرگی داشتند و توانایی ذخیره ی انرژی کمی داشتند. اما اخیرا پنل های تولیدی در اندازه های کوچکتری می باشند و به دلیل بالا رفتن بازدهی آن ها، استفاده های زیادی دارند.
انرژی خورشیدی
امروزه به دلیل بالا رفتن جمعیت و استفاده زیاد از منابع انرژی های فسیلی، میزان آنها در حال کم شدن می باشد. در نتیجه انسان به دنبال روش هایی است که استفاده از انرژی های فسیلی و تجدیدناپذیر را کاهش دهد. به کار گرفتن صفحات خورشیدی یکی از این روش هاست که به عنوان یک تکنولوژی برای تامین انرژی ساختمان به کار برده می شود.
انرژی خورشیدی یک انرژی بدون هزینه و پاک می باشد که به محیط زیست آسیبی نمی رساند. امروزه که مسئله ی آلودگی هوا بحران جدی به حساب می آید، استفاده از روش هایی برای تامین انرژی که موجب تولید آلودگی نشود امری مهم محسوب می شود. استفاده از پنل های خورشیدی برای به کارگیری انرژی خورشید جزء این روش هاست.
در سال های اخیر در صنعت ساختمان سازی مصالح مرغوب و عایق بندی مناسب کمتر به کار برده می شود در نتیجه انرژی به مقدار زیادی هدر می رود. انرژی‌های فسیلی هزینه های بالایی دارند. اما انرژی خورشیدی چون رایگان و همیشه در دسترس است، به صرفه تر می باشد و استفاده های مختلفی دارد. این روش راهی مناسب برای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی برای تولید انرژی ساختمان و همچنین کاهش هزینه ها و حفظ سلامت انسان و محیط زیست می باشد. در هر ساختمان حدود ۳۵۰ صفحه خورشیدی مناسب است و این تعداد موجب صرفه جویی ۴۰ تا ۶۰ درصد هزینه های برق ساختمان می شود.
تاریخچه پنل خورشیدی
تاریخچه ی بهره برداری از انرژی خورشیدی از صد سال پیش یعنی زمان موتورهای بخار شروع شده است. برای تولید بخار در موتورهای بخار نیاز به انرژی خورشیدی بود تا حرکت کنند. کمی بعد با پیشرفت تکنولوژی صفحات خورشیدی امروزی تولید شدند.
مخترعی امریکایی اولین سلول خورشیدی سیلیکونی را در سال ۱۹۴۱ در آزمایشگاه بل ساخت. صفحات خورشیدی که امروزه وجود دارند از سال ۱۹۵۴ در همان آزمایشگاه تولید شدند.
پنل های خورشیدی امروزی اولین بار در ماهواره های فضایی کاربرد داشتند. بعد از آن در اندازه های کوچکتر ساخته شدند و در ماشین حساب و موارد دیگر به کار گرفته شدند.
پنل های خورشیدی به سه بخش تقسیم بندی می شوند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
صفحات خورشیدی قدرت کم که برای گرم کردن فضا و استخر به کار برده می شود.
صفحات خورشیدی قدرت متوسط که صفحاتی مسطح هستند و برای مصارف مسکونی و تجاری کاربرد دارند.
پنل های خورشیدی با قدرت زیاد که از آینه یا لنز استفاده می کند و موجب متمرکز شدن انرژی می شود. این مدل پنل دارای قدرت بیشتری برای تولید گرما یا برق است و به طور معمول در نیروگاه های تولید انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد.
نحوه ی کار صفحات خورشیدی
در صورت مونتاژ سلول های خورشیدی، صفحات خورشیدی تولید می شود که به آنها صفحات فتو ولتائیک یا سولار می گویند. نور خورشید تشکیل شده از ذرات ریزی به نام فتون می باشد. سلول های خورشیدی نور خورشید را جذب می کنند و این ذرات را به برق ناپایدار تبدیل می کنند. برق تولید شده برای استفاده در وسایل الکتریکی مناسب نیست و ابتدا باید به مدارهای یکسوساز یا پایدار کننده منتقل شود. این مدارها برقی تولید می کنند که پایدار است و به مدار ذخیره کننده فرستاده می شود. در مرحله ی بعد باطری های مخصوصی که توانایی شارژ و تخلیه کامل دارند را جهت ذخیره ی انرژی برق استفاده می کنند. در نهایت باید برق تولیدی را به شکل برق ۲۲۰ ولت شهری درآورند؛ یعنی مدار اینورتر را بعد از باتری قرار می دهند که برق خروجی از این مدار قابل مصرف در وسایل برقی باشد.
هر کدام از صفحه های خورشیدی مقدار انرژی تولیدی مشخصی دارند. قبل از استفاده بهتر است میزان انرژی مورد نیاز برآوورد شود و بعد تعداد صفحه ها، باطری ها و مدارهای واسط تعیین شود.
کاربرد پنل خورشیدی
پنل های خورشیدی کاربرد های مختلفی در مکان های صنعتی، مسکونی، اداری و تجاری دارند از جمله موارد زیر:
از این پنل ها برای گرم کردن آب خانه ها برای آب مصرفی و شوفاژ و سیستم های گرمایشی استفاده می شود. به کار گرفتن آب گرمکن های خورشیدی بجای آب گرمکن های گازی یا برقی، به مقدار زیادی موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. ساختار آن بدین شکل است که لوله های آب روی سقف تعبیه می شوند و آب را پس از گرم کردن به درون ساختمان پمپاژ می کنند. همچنین برای گرم کردن آب استخر استفاده می شود. این کاربرد نقش بسزایی در صرفه جویی در مصرف انرژی دارد.
پنل های خورشیدی برای فراهم کردن برق مصرفی ساختمان و روشنایی نیز کاربرد دارند. همچنین می توان با استفاده از انرژی خورشید در طول روز باتری ها را شارژ کرد تا در شب روشنایی لازم برای محوطه ساختمان را داشته باشیم.
از کاربردهای دیگر صفحات خورشیدی می توان به تامین انرژی لازم برای تهویه مطبوع، خشک کن های خورشیدی که برای خشک کردن لباس و مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد و آب شیرین کن های خورشیدی اشاره کرد.
مزایا
صفحات خورشیدی مزیت های مختلفی از جمله موارد زیر را دارند.
انرژی خورشیدی آسیب به محیط زیست و انسان نمی زند.
این انرژی رایگان و تجدیدپذیر و همیشگی می باشد.
به راحتی روی سقف خانه قرار داده می شود و برای نصب پیچیدگی ندارد.
نیازی نیست سرویس و نگهداری دوره ای کوتاه مدت انجام شود و سالی یکبار یا دو سال یکبار کافی است.
برای کار کردن به سوخت و برق شهری احتیاج ندارد.
معایب
صفحات خورشیدی در بعضی مناطق آب و هوایی قابل استفاده نمی باشد.
نیاز است که این پنل ها به طور مداوم تمیز شوند. برای مثال کافی است که نهایتا هفته ای یکبار نظافت شوند.
برای سرویس سالانه هزینه بالایی نیاز است.
قیمت این پنل ها و نصب آنها زیاد می باشد
